化学史“原子”、金属化学性质案例

案例一：“原子的构成”的教学目标及达成路径

【案例1】“原子构成”的教学目标及达成路径

1.教学目标

（1）了解原子的构成（知）

（2）了解原子结构的认识过程（智）

（3）激发学生学习化学的热情（情）

（4）培养学生严谨求实的科学态度（情）

2.达成路径

（1）呈现化学史实

1803年，英国化学家道尔顿提出原子学说，其主要观点有：①物质都是由原子构成的；②原子是微小的、不可分割的实心球体；③同类原子的质量和性质都相同。

1897年，英国化学家汤姆生发现了电子，并认为一切原子中都含有电子。

1906年，英国化学家做了著名的（一种带正电的粒子），即让一束平行的α射线穿过极薄的金箔。按卢瑟福的预料，由于α粒子的质量比电子质量大7000多部，它在轰击金原子时应该一冲而过。但实验结果却发现，大部分α粒子能够沿着原来的方向穿过金箔，一部分α粒子改变了原来的直线射程，发生了不同程度的偏转，还有极少数的α粒子（大约10000个中有1个），好像遇到某种坚实的不能穿透的东西而被弹回（多媒体模拟展示）。

（2）分析化学史实。教师引导学生分析三位科学家的观点或实验事实，

得出系列结论：

分析内容与结论

（3）总结认识结果。在归纳表格分析的基础上，帮助学生形成原子核型的表象：原子是由居于原子中心得带正电的原子核和核外带负电的电子构成的；原子核体积小、质量大；电子在原子核外较大的空间做高速运动。

（4）构建知识网络。介绍原子核的构成，建立原子构成的知识网络，让学生依据网络描述氢、碳、氧等原子的构成情况。

（5）交流学习感受。让学生自由表达这一学习过程中的所感所悟。

案例二：“金属的化学性质”教学设计、实施过程

具体实施过程如下：

首先，带着学生乘坐“时光机”回到晋朝，开启旅行。

情景1：“以曾青涂铁，铁赤色如铜。”湿法是我国古代人民实践的结果，但当在当时无法解释其中的原理。让我们沿着史实去追寻金属化学性质的奥秘。

旅程1：认识金属与氧气反应。

情景2：火药源于中国唐代。在之后长期的实践过程中，人们发现在药剂中增加金属粉后燃烧时可产生亮光，可制成烟花。

问题1：镁粉的燃烧原理是什么？（个性）

问题2：我们还学过其他金属和氧气的反应吗？说明金属有什么性质？（共性）

问题3：怎样理解“真金不怕火炼”这句俗语？（差异性）

旅程2：认识金属与酸的反应

情景3:1625年德国化学家格劳贝尔意外发现将金属放入酸中会“消失”，这次意外让格劳贝尔有了很多想法。同学们，你们有什么想法呢？

学生实验：让学生选用锌和稀盐酸进行实验，重视历史画面。并针对锌和稀盐酸反应关系设计以下问题，引导学生像科学家一样观察、猜想、验证。

问题4：锌与稀盐酸反应有无新物质生成？（观察）

问题5：这是什么物质？（猜想）

问题6：如何进行气体检验？（验证）

然后，利用信息化教学和学生一起在教学资源库中搜寻前人的研究成果，再现历史上对这个反应的认识的发展。

情景4：由于当时认为世界上只有一种气体——空气，所以格劳贝尔并不认为发生了化学反应，到1766年英国化学家卡文迪许用6种金属和酸反应并发现产生的气体具有可燃性，燃烧后会产生水，当时认为是燃素。再到1782年拉瓦锡重复卡文迪许的实验，并在1787年把这种产生的气体命名为氢气，意喻“会制造水的物质”。人们对金属和稀酸反应的认识才逐渐完善。

问题7：金属和盐酸反应是个例吗？其他金属都能和稀酸反应吗？

学生实验：让学生选用镁、铁、铜等多种金属与稀盐酸反应，显然学生可以明显地观察到铜不与稀盐酸反应。

这样，沿着史实，学生和科学家一起经历了科学探索的过程，得出镁、铁、铜等金属比较活泼，铜等金属不活泼的结论。他们对金属与酸反应的认识也实现了由个性上升到共性，并发现有差异性的存在。

回顾情景1：“以曾青涂铁，铁赤色如铜。”

问题8：你能解释这一变化的原理吗？带着这个疑问进入第三段旅程。

旅程3：认识金属与金属化合物溶液的反应。

此时学生的思维已经得到解放，他们很快想到可能与金属活动性有关，铁比铜活动性强，会替代铜的位置，将其从化合物溶液中置换出来，并书写化学方程式。

学生实验：学生根据教师提供的试剂分组实验，有的组得出铝比铁活泼，有的组得出铜比银活泼。

学生对金属和金属化合物溶液反应的认识就由个性上升到共性，并推导出递变性。

问题10：这些变化的依据是什么？

情景5:1865年贝开托夫在大量实验和系统研究之后提出了金属的活动性顺序，金属的位置越靠前，金属的活动性就越强。

拓展延伸：铜和锌的合金外观呈金黄色，市面上有人用它制成假金元宝行骗，你能否设计实验方案揭穿它？

经过和科学家结伴的三段探究之旅，学生不知不觉收到科学的熏陶，逐渐养成科学家思考问题的方式和方法，跨越了实际发展水平之间的鸿沟，提升了核心素养。他们显然具备了利用金属活动性顺序解决化学问题的能力，可以在课后继续探究，设计方案鉴别假金元宝。

还可以以“水的组成”、“元素周期表的发现历程”、“质量守恒定律”等主题，进行教学设计。

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