《观察、描述矿物（一）》教材分析

《观察、描述矿物（一）》教材分析本课的教学重点是指导学生学习观察、描述矿物的颜色、条痕和硬度的方法。难点是比较矿物的硬度。本节教科书内容的思路是先介绍相关知识和方法，然后指导学生操作实践。第一部分：矿物的颜色和条痕教科书首先说明了观察矿物外表颜色的重要性，以及一些矿物的颜色；接着介绍什么是条痕，以及怎样观察矿物的条痕；然后让学生对比观察几种矿物的颜色和条痕；最后学生尝试解释观察矿物时为什么条痕比颜色更可靠。颜色是最容易观察到的矿物特性，也是辨认矿物的重要根据之一。不同的矿物有着自身独特的颜色，因此有许多矿物以颜色命名，如赤铁矿是红色的、褐铁矿是褐色的、黄铜矿是黄色的、白钨矿是灰白色的、蓝铜矿是天蓝色的、硫磺是黄色的。而有些矿物具有多种色彩。教科书第72页的第一排图所示的是无色、粉红、褐色(烟色)的石英晶体，它们颜色不同是因为所含杂质不同。有些不同的矿物却具有相同的色彩，教科书第72页第二排的图片是金、黄铁矿、黄铜矿，它们都具有美丽的金黄色。条痕指的是矿物粉末的颜色，将矿物放在白色的无釉瓷板上擦划，瓷板上留下的粉末痕迹就是矿物的条痕。教科书第72页下左插图中展示了四种矿物的条痕，分别是石墨(上)、赤铁矿(下)、闪锌矿(左)和黄铁矿(右)。由于条痕可以消除杂质和其他的(如矿物内部的裂隙或表面的氧化薄膜对光的折射、散射等)一些物理因素的影响，所以矿物条痕的颜色更加固定、可靠。比如赤铁矿的颜色有铁黑色和红褐色等，但条痕的颜色总是樱红色。矿物条痕的颜色可以和矿物的颜色一致，比如金，其颜色和条痕都是金黄色。石墨的颜色和条痕都是黑色。矿物条痕的颜色也可以和矿物的颜色不一致，比如黄铁矿的颜色是浅铜黄色，但条痕是绿黑色。条痕对不透明矿物的鉴定很重要，而对透明矿物来说，意义不大，因为它们的条痕都是白色或近似白色。观察几种矿物的颜色和条痕后，再比较它们的颜色和条痕是否一致。这是让学生亲身经历的观察活动。活动中，学生们会惊奇地发现：有些矿物的条痕颜色与矿物外表的颜色不一致，是什么原因造成这样的不同呢？学生们可能有不同的解释。正确的解释：一是因为矿物的颜色有时是因为所含的杂质而导致的，并不是矿物本身的颜色，比如教科书第72页介绍的各种颜色的石英晶体，因含不同的杂质而呈现不同的颜色，但纯净的水晶是无色透明的；二是矿物外表的颜色容易受到比如光线等一些因素的影响而发生变化，而矿物的条痕是固定不变的；三是同种矿物虽可呈现不同的颜色，但条痕的颜色一定相同，例如，褐铁矿有时为黑色，有时为黄色，而其条痕都是黄褐色，又如赤铁矿颜色有黑、红、褐等色，但它们的条痕都是樱桃红色；四是不同矿物的颜色虽然相同但条痕不一定相同，比如金、黄铁矿和黄铜矿。由于以上原因，所以观察矿物时条痕比矿物的颜色更可靠。第二部分：矿物的软硬这部分活动的内容先是让学生了解并学习测试矿物硬度的简单方法，然后亲身体验。课文还以资料的形式介绍了测试矿物硬度的意义，以及一些矿物的硬度。矿物抵抗刻画和摩擦的能力称为硬度。矿物的硬度比较固定，在鉴定上意义重大。通常人们确定矿物硬度的方法是用两种矿物相互刻画，即用已知硬度的矿物来确定未知矿物的硬度。做法是：选定10种矿物作为硬度试验的各级标准(摩氏硬度计)，这10种矿物的硬度由小到大排列顺序为滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。测试时，用上述硬度已知的矿物去刻画未知的矿物，依据是否留下刻痕判断其硬度。如果未知矿物易碎，反过来以它刻画已知矿物的平面来测试。用这种方法测试，石英硬度大约为7，长石硬度为6~6.5，云母硬度较软为2~3。在野外工作时，为了方便，人们常采用硬度代用品，即用随身物品代替摩氏硬度计的10种标准矿物。如指甲的硬度约为2.5，铜钥匙、回形针、铁片刀的硬度约为3.5，玻璃片的硬度约为5，小钢刀的硬度约为6，锉刀的硬度约为7。硬度小于指甲，为软；硬度大于指甲，小于小钢刀，为中；硬度大于小钢刀，为硬；有少数矿物用石英也刻不动，为极硬，这样的矿物很少见。从小学生的实际出发，教科书介绍了两种比较矿物软硬的方法。一是在三年级材料单元学过的几种材料互相刻画的方法，告诉学生这种方法同样能比较矿物的软硬，并让学生用这种方法比较石英、长石、云母的软硬。比较的结果应是：三种矿物中长石比云母硬，石英比长石硬，即最硬的是石英，最软的是云母。如果按从软到硬的顺序排序，应该是云母、长石、石英。上面这种几种矿物相互刻画的方法有一定的局限性，只能比较某种矿物在几种矿物中的软硬情况，不能知道某种矿物在所有矿物中的硬度地位。因此教科书介绍另一种方法，即用硬度代用品来刻画所测试的矿物。硬度的等级简化为软、较软、较硬、硬。教科书选用的代用品是指甲、铜钥匙(回形针)、小钢刀，这也是地质工作者在野外常用到的测试工具。让学生用指甲、铜钥匙(回形针)、小钢刀作为参照物来比较矿物的软硬。必须要先知道指甲、铜钥匙(回形针)、小钢刀之间的硬度情况，以及如何确定最软、较软、较硬、硬几个等级。然后用它们作为判断软硬的标准，分别去刻画矿物。教科书的注释资料中，较详细地介绍了用这种方法测试矿物软硬的四个等级。软——能用指甲刻画出痕迹，较软——不能用指甲刻画出痕迹，但能用铜钥匙(回形针)刻画出痕迹，较硬——不能用铜钥匙刻画出痕迹，但能用小刀刻画出痕迹，硬——用铜钥匙、小刀都不能刻画出痕迹。在学生明白了这种比较矿物软硬的方法后，教科书要求学生再次测试石英、长石、云母三种矿物的软硬，并把两种方法测得的结果互相比较，进一步验证上面的测试结果。测试的结果是石英、长石的硬度为硬，