踏着历史的足迹探寻铁和铜
摘要：文章以“从自然界获取铁和铜”的教学设计为例，以铜器时代、铁器时代、多元材料时代的历史变革引导学生进行铁、铜知识的学习，将化学史教学融入课堂，也落实了情感态度与价值观目标。
关键词：教学设计；铜器时代；铁器时代；多元材料时代
文章编号：1008-0546（2015）03-0045-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
一、问题的提出
人本主义理论认为学习的过程应该是人的全面发展，不仅是学生形成一定的知识、技能、能力的过程， 同时是学生的情感、态度、价值观的培养的过程。这给我们的启示是教学不但要关注学生学什么、怎样学习、形成怎样的学习方法，更重要的是培养学生积极的情感，形成正确的价值观和化学学科思想。“情感态度与价值观”作为新课程的三维目标之一，是化学新课程改革的一个突出特点，探讨情感态度与价值观目标在化学新课程教学中的落实具有现实意义。笔者在《从自然界获取铁和铜》这节课的教学中进行了尝试，借助历史的荣耀、现代的成就和对未来的展望将情感态度与价值观落到实处。
二、案例分析
1. 设计思路
金属工具的使用是人类进入文明社会的重要标志，铁、铜是人类使用最早、应用最广泛的两种金属，人类的历史就经历了以它们命名的青铜器时代和铁器时代，由此可见铁、铜在人类文明发展中的重要地位。该堂课以时间为主线，踏着历史的足迹，从石器时代-铜器时代-铁器时代-多元材料时代这几个不同时间段以及未来资源的利用演绎铜和铁的“前世”、“今生”和“来世”。首先，从历史的荣耀、现代的成就中体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响；其次，在对未来的展望中树立可持续发展的思想，加强社会责任感。
2. 教学片段分析
（1）引课部分
[引课]视频播放鄞州电视台新闻报道：姜山中学高一年段学生割稻活动；投影：割稻用的镰刀，现代化收割机。
[介绍]这是我们割稻时用的工具，纵观人类历史，会发现人类文明的发展与工具密不可分，人类早期先后经历了石器时代，铜器时代，铁器时代，之后又不断发展。用铁和铜两种金属来命名人类的历史时期，可见他们对人类文明发展的重要性，今天，我们就踏着历史的足迹来了解下“从自然界获取铁和铜”。
[投影]人类历史演变：石器时代；铜器时代；铁器时代……
设计意图：从亲身经历的割稻活动到工具与人类文明的联系，引出铁、铜对人类文明发展的重要性，在提起学生兴趣之余，使学生初步感受到铁、铜对人类文明的影响。
（2）铜的冶炼（铜器时代）
[学生]阅读课本了解铜在自然界的存在状态（前世），并通过有铜生成的化学方程式的书写，讨论总结出铜由化合态转变至游离态，发生了还原反应，需要加入还原剂，常见还原剂有CO，C， H2，活泼金属等。
[教师]媒体展示古代的各种铜制品，体会它们蕴藏的人文精神和历史意义。引导学生回忆古人炼铜的方法：湿法炼铜，火法炼铜（煅烧孔雀石）；踏着时间线，跨越至现代，介绍现代炼铜方法：高温冶炼黄铜矿，电解精炼铜。指导学生阅读课本了解生物炼铜
设计意图：时间线的第一站，铜器时代。通过铜制品对于人类发展的意义和人类从古代到现代炼铜方式上的转变，并由此带来不同的结果，初步体会人与自然的紧密关系，了解化学在解决人类社会发展过程中面临的有关问题，提高人类的生活质量、促使人与自然和谐相处等方面发挥着重要的作用。同时，充分利用课本资源，知道学生自主学习的方法。
（3）铁的冶炼（铁器时代）
[过渡]自从人类冶炼出铜，就结束了漫长的石器时代，进入铜器时代，但是铜制品相对较软，容易钝。随着生产科技的发展，人们更需要坚硬的，适合深耕的材料，铁器就应运而生，人类开始步入铁器时代。
[知识迁移]自然界铁的存在形式主要为化合态，由化合态转变至游离态，发生了还原反应，需要加入还原剂，常见还原剂有CO、C、H2、活泼金属等。
[引导]实际工业生产中选择还原剂需从多方面因素考虑，如生产成本、节能环保、安全、可操作性、产品纯度等。
[交流与讨论]最佳还原剂？
[过渡] 带着问题（书本73页交流与讨论），观看视频。
[投影]高炉结构图
[解决问题]书本73页，并解决为什么焦炭和铁矿石不直接反应制备铁？
[介绍]高炉炼铁得到的是含碳2%-4.5%的生铁，将生铁进一步炼制，就可以得到用途更广泛的钢（含碳0.03%-2%）。
[教师]穿越回古代，了解古代炼铁的原理
设计意图：沿着时间线，进入铁器时代，过渡自然。经过铜的冶炼的学习，将知识迁移应用，学生比较容易得出结论。利用视频等多媒体资料使学生直观的了解炼铁过程，通过学生的归纳总结加深对炼铁原理、流程的理解，帮助学生自主构建知识体系。同时对炉渣，废气的再利用，增强学生的环保意思，树立绿色化学的思想。在古人的炼铁场景中，进一步体会历史的荣耀。使学生深刻感受到将所学的知识应用于实际生活，解决实际问题，感受化学知识的价值。
（4）铁、铜的应用（多元材料时代）
[过渡]铁器相对于石器和青铜器的优点，使铁器得到了广泛的使用，人类的工具制造进入一个全新领域，生产力得到极大提高。随着科技的发展，不断有新型金属材料问世，但是铁、铜仍然是重要的金属材料。
[投影]北京奥运会电缆用铜7000吨，上海世博会钢用量15万吨。
[转折]自然界的资源是取之不尽的吗？
[提问]铁铜，我能为你做些什么？
[学生讨论]循环、减少、替代。
[倡议]保护地球资源，我们共同的责任！
设计意图：现代的成就，体会铁、铜的重要性；未来的展望，树立可持续发展的思想；保护地球资源的倡议，增强社会责任意识。
三、实践反思
1. 工具在人类文明发展的历史上起着至关重要的作用，工具演变的历史就是人类文明发展的历史，时间的主线让整节课思路清晰， “历史的荣耀，现代的成就，未来的展望”这条情感主线贯穿始终，引导学生在学习化学的基本原理和基本方法中感受化学在人类发展历史以及未来发展中的重要作用，使化学课堂教学不只是技术活，更是艺术活，情感活。
2. 通过化学史的学习加强化学与社会、化学与人的关系的教学，使学生了解化学与现代社会的关系和影响，树立可持续发展的思想，加强社会责任感。
3. “情感态度与价值观”目标的达成要以“知识与技能”目标为载体，以“过程与方法”目标为媒介，三维目标是相辅相成的有机整体；同样“情感态度与价值观”的落实对于实现“知识与技能、过程与方法”目标也有着重要的促进作用。
参考文献
[1] 王祖浩.化学1·必修[M].南京：江苏教育出版社，2009：71-73
[2] 王祖浩.化学2·必修[M].南京：江苏教育出版社，2009：92
[3] 王祖浩，吴星.高中化学教学参考书化学1（必修）[M].南京：江苏教育出版社，2007：74-75.