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1、金属活动性顺序的教材分析及教学探讨 浙江奉化锦屏中学 董文光 一教材的地位理科教育的本质功能是提高公民的科学素养，这是制定“自然科学”课程教育目的和选择教学内容的依据。金属作为一类性能优越、应用广泛的材料，早在 几千年前人类就开始认识和利用。随着社会的不断进步，现在的人们已经使金属制品渗透到了衣、食、住、行以及生产、科研的各个方面。用途之广泛，作用之重要已远远超出了当初人们的想象。任何一种物质的用途都是由它的性质决定的，金属材料有如此广泛的用途，不仅与它的美观的表面光泽、良好的导电性、导热性、延展性以及优良的机械加工性能等物理性质有关而且还与其化学的活动性密切相关。在初中自然学科整个教材的知识
2、体系中，金属以物质的用途、性质及变化规律的面目出现。 在教材第一册、第二节“物质”中，最初出现了常见的金属铁、铜及它们制品如铁锅、铁铲、铁锤等。接下来的第三节“物理变化和化学变化”中出现了钢铁生锈、镁带燃烧等具有明显现象的化学反应。这对激发学生认识金属、了解金属的好奇性起了很大的作用。在课本第四册、第一节“氧气的的化学性质”中细铁丝在氧气中燃烧时会产生“火星四射”这一令人激动的实验现象。接下来的第三节“燃烧和缓慢氧化”中出现了即使在没有达到燃烧条件的情况下，钢铁、铝、铜等金属制品在空气中长期放置会发生锈蚀，而生活经验却告诉我们像金、银等金属制成的饰品却无类似的现象。这时如果提出设问“同是金属制
3、品为什么有的易生锈而有的却不易生锈呢？”为学生以后学习金属的活动性顺序埋下了伏笔。在第十节“化学方程式的书写”中“Fe+CuSO4=FeSO4+Cu”,这一方程式的安排，为以后学习金属的活动性顺序的教学内容铺好了台阶。同一册的第二节“氢气的实验制法”中，教材指出实验室常用锌粒和稀硫酸或稀盐酸反应来制取氢气，如果没有锌粒也可以用铁、镁等金属来代替。教材的这个地方如果插入金属的活动性顺序的教学内容，也可以说顺理成章，但是制氢气时，教材中特别强调了“稀硫酸、稀盐酸”，可见要制取出氢气来不仅与金属有关而且还与酸的浓度和性质、温度等因素有关。（如不用强氧化性的浓硫酸、硝酸来制取氢气，这些知识对初中自然不
4、作要求但可以为高中化学的进一步学习留下余地。）在没有巩固好化学方程式的书写和系统学习酸的性质之前，探索金属的活动性顺序还为时过早。但教材却在这一节的后面设置了一个“探索与研究2”。要学生用学过的知识来“研究不同金属跟稀硫酸反应的快慢”。真是匠心独用，学生对金属活动性顺序的探索已为常见金属活动性顺序的教学内容的编排准备好了扎实的感性认识上的基础。自然科学的教材体系进入了第五册、第一章、第三节“酸的通性”时通过对酸的性质的本质认识，利用实验这一重要手段，根据学生已经掌握的前知识及前人多次探索、研究的结果。教材终于提出了常见金属的化学活 动性顺序为：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb
5、 (H) Cu Hg Ag Pt Au 。这种对金属活动性知识的学习呈现螺旋式上升的编排比较附合初中学生认知和心理发展的特点，体现出综合性理科教材以现代教育学和心理学为基础的时代特征。二教材的作用 金属活动性顺序这一规律性结论的提出，让学生认识到了人类对自然的不断探索和掌握其规律的顽强不息精神。从中能概括出三个具有指导意义的结论即：1在表中位置越靠前的金属越活泼，尤其是在水溶液中，即钾最活泼，钙其次，金最不活泼。对后面教材中的第五册、第二章“常见的材料”，第一节“铁”的教学中起到了具体的指导作用。如：铁排在金属活动顺序表的中靠前的位置，可以预测铁是一种化学性质比较活泼的金属。解决了“为什么钢铁
6、易生锈而铜却不易生锈”这个一直困扰学生的问题。其它的问题如：“金属有没有活泼和不活泼之分？”、“为什么金属钠要保存在煤油中”、“为什么真金不怕火炼”也迎刃而解。2只有排在“氢”前面的金属才能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。解决了教材第三册、第二节留下来的“是不是所有的金属都可以置换出酸中的氢？”实验室为什么要常用锌粒而不是用钠、铅或铜等金属和稀硫酸反应来制取氢气等问题。3除K、Ca、Na外（常温下易与水发生反应）只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的盐溶液置换出来。为我国古代“湿法冶金”的原理找到了理论上的依据。对教材第六册、第一章、第四节“盐的性质”里金属和盐溶液
7、的反应提供了规律性的依据。也为后面第五节“常见无机物间相互关系”中金属和非金属，金属和酸金属和盐，金属和氧气反应的规律提供了重要的依据。总之，金属活动性顺序这一教学内容在初中自然课本中作为重要知识点之一，对判断金属能否与其它物质发生化学反应提供重要的依据，也对金属性质的了解、材料的选用等方面产生重要的实际意义。还对高中化学里“元素周期表”中金属规律性的性质的理解打下必要的基础。三、教学的重点：金属活动性顺序概念的建立，初步学会正确应用。四、教学的难点：通过演示实验，变讲边实验，对实验现象进行分析、比较、归纳初步形成概念。五、教学目标分析1，认知目标：了解不同的金属其活动性存在差异，但有一定的顺
8、序规律。2，技能目标：通过演示实验，训练学生对实验现象的观察能力和语言表达能力；练习在试管中固、液反应的实验操作并掌握验证氢气的方法；体验通过实验研究物质性质及其变化的方法、规律。3，情感目标：激发探索、研究物质及物质之间存在规律性的兴趣；在探索过程中进行一丝不苟、实事求是的科学态度教育。六、教学程序探讨初三学生已具备较强的思维能力、分析判断能力。本专题以启发性教学为辅助，采用问题探究法，以提出的问题为切入口，通过实验这一最基本的研究手段，从不同的现象中追踪变化的本质，解释疑惑。配以实物投影仪等电化教具和多媒体技术尽可能提高现象的可见度，加强感性认识；引导学生全面观察有利于培养学生发现问题、探
9、索问题的能力，训练透过现象看本质、找规律能力。采用这种教法意在渗透探究问题的方法，为学生开展研究性学习创造必要条件。1、教学程序：创设情境 提出问题引导探索 实验研究 分析判断 归纳演绎 练习巩固2、学习程序：明确问题 设计实验 观察现象 分析归纳 形成概念理解迁移内化应用七、教学过程设计1，创设情境、激发兴趣锌、铁等金属能与稀硫酸或稀盐酸发生置换反应并放出氢气。是否所有的金属都如此呢？2，提出问题、引导探索实验1：取等大的铁片和铜片放在表面皿中进行实物投影，观察现象、分析结果。实验2：取等量的稀硫酸放入四只试管，分别放入镁、铝、锌、铁。引导学生观察实验现象，归纳演绎：为什么产生的气体的速度不
10、同？ 3，归纳总结、寻找规律不同金属跟稀硫酸反应的快慢不同是因为不同金属的化学活动性强弱不同。人们经过长期的实践、探索，总结出了常见金属的活动性顺序：（用多媒体“动画”画面展示结论）4， 巩固、理解内化（1），如何验证钠和锌；铁和铜的活动性强弱？（2），实验室制取氢气选用哪种金属最好？为什么？（3），将一根光亮的铁钉放入装有饱和硫酸铜溶液的试管中，观察现象，分析原因？5，布置作业、应用迁移 八、教学创新学生的学习过程是主动探究，不断发现，不断创新的过程，针对初中学生思维活跃，富有挑战性、创造性，具有丰富的想像力的特点。 1， 教学过程实施之前教师应鼓励学生就地取材、大胆动手。利用家中的瓶瓶罐罐做实验。如：易拉罐中取铝，干电池外壳中取锌，铁钉、铁丝中取铁，导线芯中取铜，银饰品中取银等方法找到金属。稀盐酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液等药品及必备仪器可以通过申请向学校实验员领取。通过亲手的实验、探索，积累感性知识，为概念的内化作充分的准备。 2，分利用电化教学工具、多媒体课件等手段清晰展示金属活动性顺序表中各金属与稀硫酸反应放出氢气速度的快慢，铜丝与硝酸银溶液反应的明显现象，通过学生之间的互相讨论、探究得出结论并尝试对简单问题的解答。 1
