《觀察、描述礦物（一）》教材分析

《觀察、描述礦物（一）》教材分析本課的教學(xué)重點(diǎn)是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)觀察、描述礦物的顏色、條痕和硬度的方法。難點(diǎn)是比較礦物的硬度。本節(jié)教科書內(nèi)容的思路是先介紹相關(guān)知識(shí)和方法，然后指導(dǎo)學(xué)生操作實(shí)踐。第一部分：礦物的顏色和條痕教科書首先說明了觀察礦物外表顏色的重要性，以及一些礦物的顏色；接著介紹什么是條痕，以及怎樣觀察礦物的條痕；然后讓學(xué)生對(duì)比觀察幾種礦物的顏色和條痕；最后學(xué)生嘗試解釋觀察礦物時(shí)為什么條痕比顏色更可靠。顏色是最容易觀察到的礦物特性，也是辨認(rèn)礦物的重要根據(jù)之一。不同的礦物有著自身獨(dú)特的顏色，因此有許多礦物以顏色命名，如赤鐵礦是紅色的、褐鐵礦是褐色的、黃銅礦是黃色的、白鎢礦是灰白色的、藍(lán)銅礦是天藍(lán)色的、硫磺是黃色的。而有些礦物具有多種色彩。教科書第72頁的第一排圖所示的是無色、粉紅、褐色(煙色)的石英晶體，它們顏色不同是因?yàn)樗s質(zhì)不同。有些不同的礦物卻具有相同的色彩，教科書第72頁第二排的圖片是金、黃鐵礦、黃銅礦，它們都具有美麗的金黃色。條痕指的是礦物粉末的顏色，將礦物放在白色的無釉瓷板上擦劃，瓷板上留下的粉末痕跡就是礦物的條痕。教科書第72頁下左插圖中展示了四種礦物的條痕，分別是石墨(上)、赤鐵礦(下)、閃鋅礦(左)和黃鐵礦(右)。由于條痕可以消除雜質(zhì)和其他的(如礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧化薄膜對(duì)光的折射、散射等)一些物理因素的影響，所以礦物條痕的顏色更加固定、可靠。比如赤鐵礦的顏色有鐵黑色和紅褐色等，但條痕的顏色總是櫻紅色。礦物條痕的顏色可以和礦物的顏色一致，比如金，其顏色和條痕都是金黃色。石墨的顏色和條痕都是黑色。礦物條痕的顏色也可以和礦物的顏色不一致，比如黃鐵礦的顏色是淺銅黃色，但條痕是綠黑色。條痕對(duì)不透明礦物的鑒定很重要，而對(duì)透明礦物來說，意義不大，因?yàn)樗鼈兊臈l痕都是白色或近似白色。觀察幾種礦物的顏色和條痕后，再比較它們的顏色和條痕是否一致。這是讓學(xué)生親身經(jīng)歷的觀察活動(dòng)?；顒?dòng)中，學(xué)生們會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)：有些礦物的條痕顏色與礦物外表的顏色不一致，是什么原因造成這樣的不同呢？學(xué)生們可能有不同的解釋。正確的解釋：一是因?yàn)榈V物的顏色有時(shí)是因?yàn)樗碾s質(zhì)而導(dǎo)致的，并不是礦物本身的顏色，比如教科書第72頁介紹的各種顏色的石英晶體，因含不同的雜質(zhì)而呈現(xiàn)不同的顏色，但純凈的水晶是無色透明的；二是礦物外表的顏色容易受到比如光線等一些因素的影響而發(fā)生變化，而礦物的條痕是固定不變的；三是同種礦物雖可呈現(xiàn)不同的顏色，但條痕的顏色一定相同，例如，褐鐵礦有時(shí)為黑色，有時(shí)為黃色，而其條痕都是黃褐色，又如赤鐵礦顏色有黑、紅、褐等色，但它們的條痕都是櫻桃紅色；四是不同礦物的顏色雖然相同但條痕不一定相同，比如金、黃鐵礦和黃銅礦。由于以上原因，所以觀察礦物時(shí)條痕比礦物的顏色更可靠。第二部分：礦物的軟硬這部分活動(dòng)的內(nèi)容先是讓學(xué)生了解并學(xué)習(xí)測(cè)試礦物硬度的簡單方法，然后親身體驗(yàn)。課文還以資料的形式介紹了測(cè)試礦物硬度的意義，以及一些礦物的硬度。礦物抵抗刻畫和摩擦的能力稱為硬度。礦物的硬度比較固定，在鑒定上意義重大。通常人們確定礦物硬度的方法是用兩種礦物相互刻畫，即用已知硬度的礦物來確定未知礦物的硬度。做法是：選定10種礦物作為硬度試驗(yàn)的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(摩氏硬度計(jì))，這10種礦物的硬度由小到大排列順序?yàn)榛?、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石。測(cè)試時(shí)，用上述硬度已知的礦物去刻畫未知的礦物，依據(jù)是否留下刻痕判斷其硬度。如果未知礦物易碎，反過來以它刻畫已知礦物的平面來測(cè)試。用這種方法測(cè)試，石英硬度大約為7，長石硬度為6~6.5，云母硬度較軟為2~3。在野外工作時(shí)，為了方便，人們常采用硬度代用品，即用隨身物品代替摩氏硬度計(jì)的10種標(biāo)準(zhǔn)礦物。如指甲的硬度約為2.5，銅鑰匙、回形針、鐵片刀的硬度約為3.5，玻璃片的硬度約為5，小鋼刀的硬度約為6，銼刀的硬度約為7。硬度小于指甲，為軟；硬度大于指甲，小于小鋼刀，為中；硬度大于小鋼刀，為硬；有少數(shù)礦物用石英也刻不動(dòng)，為極硬，這樣的礦物很少見。從小學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，教科書介紹了兩種比較礦物軟硬的方法。一是在三年級(jí)材料單元學(xué)過的幾種材料互相刻畫的方法，告訴學(xué)生這種方法同樣能比較礦物的軟硬，并讓學(xué)生用這種方法比較石英、長石、云母的軟硬。比較的結(jié)果應(yīng)是：三種礦物中長石比云母硬，石英比長石硬，即最硬的是石英，最軟的是云母。如果按從軟到硬的順序排序，應(yīng)該是云母、長石、石英。上面這種幾種礦物相互刻畫的方法有一定的局限性，只能比較某種礦物在幾種礦物中的軟硬情況，不能知道某種礦物在所有礦物中的硬度地位。因此教科書介紹另一種方法，即用硬度代用品來刻畫所測(cè)試的礦物。硬度的等級(jí)簡化為軟、較軟、較硬、硬。教科書選用的代用品是指甲、銅鑰匙(回形針)、小鋼刀，這也是地質(zhì)工作者在野外常用到的測(cè)試工具。讓學(xué)生用指甲、銅鑰匙(回形針)、小鋼刀作為參照物來比較礦物的軟硬。必須要先知道指甲、銅鑰匙(回形針)、小鋼刀之間的硬度情況，以及如何確定最軟、較軟、較硬、硬幾個(gè)等級(jí)。然后用它們作為判斷軟硬的標(biāo)準(zhǔn)，分別去刻畫礦物。教科書的注釋資料中，較詳細(xì)地介紹了用這種方法測(cè)試礦物軟硬的四個(gè)等級(jí)。軟——能用指甲刻畫出痕跡，較軟——不能用指甲刻畫出痕跡，但能用銅鑰匙(回形針)刻畫出痕跡，較硬——不能用銅鑰匙刻畫出痕跡，但能用小刀刻畫出痕跡，硬——用銅鑰匙、小刀都不能刻畫出痕跡。在學(xué)生明白了這種比較礦物軟硬的方法后，教科書要求學(xué)生再次測(cè)試石英、長石、云母三種礦物的軟硬，并把兩種方法測(cè)得的結(jié)果互相比較，進(jìn)一步驗(yàn)證上面的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試的結(jié)果是石英、長石的硬度為硬，