化學史的教學-鑒古知今

課例六化學史教學——鑒古知今，人文的陶冶——《工業(yè)合成氨》教學設計【內容簡析】工業(yè)合成氨內容是在化學反應速率和化學平衡之后，是對化學反應速率和化學平衡理論的綜合應用，是化學動力學基礎理論在生產實際中進行應用的一個范例?；A知識不難，而且是這部分知識的終結，它更多的是要求學生關注基礎知識與生產實際間的聯(lián)系。教學內容主要涉及到三方面，一為合成氨的原理；二為合成氨的條件選擇；三是學生科學精神與態(tài)度的培養(yǎng)。第三點要滲透化學史的教學，也是該案例體現(xiàn)的核心?！灸繕硕ㄎ弧磕芨鶕瘜W反應速率和化學平衡原理闡析當前的生產條件；能根據合成氨化學原理，簡述合成氨生產的主要流程；運用數(shù)據的歸納分析方法與辯證思維理解合成氨條件選擇；通過小組討論合成氨的適宜條件，體現(xiàn)出同學之間的合作與交流意識；從哈伯合成氨發(fā)明的初衷激發(fā)學生對化學及化學工業(yè)的興趣與社會責任感；通過了解合成氨的全過程，可以激發(fā)學生愛科學、探索科學的熱情；從合成氨工業(yè)與第一次世界大戰(zhàn)的關系感悟科學的倫理價值問題；從合成氨催化劑的發(fā)明與創(chuàng)新中體悟科學創(chuàng)新所需的勤奮、堅毅、合作的精神；結合我國合成氨的現(xiàn)狀對學生進行愛國主義教育。通過練習題，逐步形成獨立分析問題、解決問題的能力?？傊?，要以相關知識為主線，以化學史為載體，從而達到既鞏固基礎知識，又能讓學生鑒古而知今，進行人文的陶冶?！痉椒U釋】常見合成氨課堂教學設計，有講授式的；有探究式的；有開放式的等等，這些設計往往讓人感到教學的單一、乏味。任何一門自然科學本身都包含著兩個不同的側面，知識的一面和獲取這些知識而進行科研活動的一面。只有這兩個方面都加以學習，才能全面把握科學。根據合成氨內容特點，可以以合成氨化學史為教學載體進行教學，其中蘊藏的化學基礎知識不但能滿足大綱的要求,而且在科學思想、科學方法、科學精神與態(tài)度的教學上更具有不一般的活力。學生學習化學史的目的絕不在于“知道”這些事實?；瘜W史既包括科學家對化學的研究過程，又包括科學家研究化學時所持有的不同觀點和態(tài)度，既包括化學理論和方法的形成和演變，又包括不同學科之間的聯(lián)系，科學與社會的相互影響。“化學史中蘊藏著科學家——人，研究過程——事，研究成果——知識體系等多方面的教育資源，它對學生的教育價值是巨大的。”“鑒古知今”，對科學史的學習的根本是為了更好地創(chuàng)造未來?；瘜W史是化學科學的形成、發(fā)展及其演變規(guī)律的反映?；瘜W史教學涉及的內容雖然是過去的事，似乎是“過時”的東西，但它包含的規(guī)律、經驗、教訓、作用，則始終保持著充沛的生命力。學生已經掌握了化學反應速率和化學平衡理論的相關知識，但是學生還沒有將所知識應用于實際問題的經驗，教師重在幫助學生形成方法，而不是教會學生具體的知識。在學生形成方法的基礎上，給學生創(chuàng)設獨立演練的機會。讓學生課前查閱工業(yè)合成氨的材料，以便課堂上向同學們介紹；鏈接實驗室制法的原理，以便對比學習；課堂上進行相關知識的回顧、相近知識的學習、相關科學史的學習和討論，達到知識和情感教育的相互滲透和升華，達到理性和感性的統(tǒng)一協(xié)調發(fā)展，從而完成教學目標。不論學習什么內容，不論采取什么方法，化學史的教學都要遵循一般的教學規(guī)律，符合科學發(fā)展規(guī)律、社會歷史發(fā)展規(guī)律，緊密結合學生的身心發(fā)展水平和認知規(guī)律，選擇合適的內容、方法，用發(fā)展的眼光辯證地看待這些“歷史”的功與過?！窘虒W流程】環(huán)節(jié)一課題引入（引導學生回顧）氨的用途：化肥、炸藥、染料等，合成氨廣泛應用與農業(yè)、軍工等。氮的固定：包括自然固氮和人工固氮，合成氨是人工固氮的一種方法?！驹O計意圖】聯(lián)系生活實際，引發(fā)學生探索的興趣，引出本節(jié)課學習內容。環(huán)節(jié)二原理分析（學生簡述）合成氨的原理：N2+3H22NH3+Q該反應的特點；熵減小的放熱反應。即合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應?！驹O計意圖】通過該方程式對比實驗室制備氨氣的原理，讓同學們明白二者的不同；同時對原料氣的制備有一定的認識。環(huán)節(jié)三鏈接理論（學生回顧）化學反應速率和化學平衡原理，并分析如何提高合成氨的速率和產率。（1）對科學及科學發(fā)明有辨證的看法，科學的不合理使用會對人類造成巨大的危害，例如毒氣戰(zhàn)的使用；（2）科學家從事科學事業(yè)時應該具備基本的倫理道德；（3）維護世界和平，反對戰(zhàn)爭?！驹O計意圖】加深學生對科學是把雙刃劍的理解，對科學道德有更深的理解。環(huán)節(jié)五得出結論老師引導學生通過復習理論，回顧發(fā)展歷程，結合今天的實際，總結合成氨的適宜條件。合成氨的適宜條件：溫度：700K壓強：200atm--500atm催化劑：鐵觸媒濃度：將生成的氨及時從混合氣中分離出來，且向混合氣中不斷補充氮氣和氫氣。【設計意圖】在運用理論的過程中，可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。環(huán)節(jié)六展望我國合成氨工業(yè)前景利用各種學習資源,分析中國合成氨工業(yè)現(xiàn)狀。主要介紹我國幾個方面的改進：原料及原料氣的凈化、催化劑的改進、環(huán)境保護上的改進。簡單介紹合成氨發(fā)展前景“生物模擬固氮”，例如我國福建廈門物質結構研究所的模擬生物固氮研究進展，以及生物模擬固氮的研究的巨大應用前景?！驹O計意圖】通過合成氨前景的展望，激發(fā)學生學習興趣，使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美，并在其中滲透愛國主義教育。（引導學生歸納總結）1、合成氨工業(yè)生產中，采用哪些條件可以提高生產效益？2、在實際過程中，對某合成工業(yè)生產條件的選擇一般應從哪些角度去考慮？（化學反應速率、化學平衡、生產動力、材料、設備等。）環(huán)節(jié)七課堂練習例：在硫酸工業(yè)中，SO2與O2催化氧化為SO3（正反應放熱）試思考：（1）上述反應的特點？（2）工業(yè)生產過程中常采用過量的空氣，有何作用？（3）硫酸工業(yè)中，為何采用400─500度高溫呢？（4）合成氨采用加壓的方法，為何的氧化不采用高壓呢？（課下作業(yè)）總結現(xiàn)代合成氨的基本生產過程“造氣—凈化—合成”三工藝流程，以及生產過程中的相關措施如下：（1）原料氣的合成和凈化：從環(huán)境保護和經濟成本上考慮。（2）氨的合成與分離，高溫、高壓、催化劑、氣體的循環(huán)使用，有利于氨的合成?！窘虒W后記】合成氨教學設計，從學生熟悉的用途入手，讓同學們體會到化學就在他們身邊，化學來源于生活，服務于生活。通過回顧化學反應速率和化學平衡，鞏固相關知識點。使學生從合成氨工業(yè)的發(fā)展歷史來理解，使學生掌握合成氨知識的同時，更深刻的理解合成氨工業(yè)的用途。同時可以使學生更好的汲取其中所蘊涵的科學精神，尤其是科學對社會發(fā)展的雙刃劍作用，幫助學生樹立科學的世界觀、以及正確的科