《到實(shí)驗室去：探究燃燒的條件》教學(xué)設(shè)計(部級優(yōu)課)x-九年級化學(xué)教案

到實(shí)驗室去：探究燃燒的條件（袁紅霞福建省廈門第六中學(xué)）一、問題的提出化學(xué)是一門以實(shí)驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)是化學(xué)學(xué)科最具學(xué)科本質(zhì)的素養(yǎng)。普通中學(xué)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)明確提出的五個維度中，實(shí)驗探究與創(chuàng)新意識是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中“核心”的核心。在課堂中巧妙地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計和操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗探究能力和創(chuàng)新意識，更能體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的學(xué)科價值和學(xué)科思維。本次教學(xué)設(shè)計以“燃燒和滅火”為例，展開強(qiáng)化實(shí)驗探究的教學(xué)。本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容是研究燃燒的條件和滅火的原理，學(xué)生清楚認(rèn)識燃燒條件并控制燃燒對學(xué)生以后面對問題有著重要意義。本節(jié)課在學(xué)習(xí)了五個單元之后，已經(jīng)學(xué)習(xí)了很多的燃燒現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)，難的是對燃燒的條件和滅火的原理的理解。在方法上，學(xué)生已經(jīng)有了一些簡單實(shí)驗操作的技能和簡單探究實(shí)驗的思路，這都對本節(jié)課開展多層次的實(shí)驗活動打下了基礎(chǔ)。二、教學(xué)思路本次教學(xué)強(qiáng)化實(shí)驗在化學(xué)學(xué)科中的作用，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗動手能力、觀察實(shí)驗?zāi)芰蛯?shí)驗現(xiàn)象的思考。在引入時從學(xué)生常見的木條的燃燒入手，但是上下顛倒的木條燃燒現(xiàn)象卻很少有學(xué)生會留意比較，用意想不到的實(shí)驗結(jié)果引入燃燒條件的研究。在實(shí)驗探究中，教師多處采用“POE教學(xué)策略”，即“猜想—實(shí)驗—解釋”的策略促進(jìn)學(xué)生深度思考和實(shí)驗創(chuàng)新能力。由于在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前學(xué)生已經(jīng)有了很多燃燒的認(rèn)識，這時提出了一系列的問題幫助學(xué)生思考和猜想燃燒的條件，但是在這里學(xué)生的認(rèn)識是有一些誤區(qū)的，很多學(xué)生會認(rèn)為需要點(diǎn)燃而不會是溫度，而且著火點(diǎn)這個名詞也是全新的。所以這里精心設(shè)計了三個實(shí)驗讓學(xué)生來做，教師先示范一個實(shí)驗探究的過程，其他兩個由學(xué)生小組討論實(shí)驗方案后再進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計，最后觀察記錄實(shí)驗現(xiàn)象并進(jìn)行實(shí)驗反思后修正實(shí)驗方案。這時學(xué)生明晰了實(shí)驗探究過程并明確燃燒的三個條件，但是對于三個條件之間的關(guān)系學(xué)生并不清楚，所以筆者借用人教版中的紅磷白磷對比實(shí)驗并且進(jìn)行了改進(jìn)，使實(shí)驗對比更加明顯且裝置密閉不會污染環(huán)境。通過集氣瓶內(nèi)燃燒匙內(nèi)的紅磷白磷和水下白磷的對比實(shí)驗，清楚認(rèn)識到燃燒的三個條件缺一不可。隨后用“是真的嗎?”趣味活動，燒不壞的手帕實(shí)驗和鐵絲網(wǎng)的切割實(shí)驗，并且反思實(shí)驗剛開始的上下顛倒木條，由此鞏固了燃燒的條件的應(yīng)用。巧妙過渡后讓學(xué)生明白必須要控制燃燒，要辯證地看待燃燒這把雙刃劍。這時讓學(xué)生實(shí)驗找出多種方法熄滅蠟燭，輕松掌握滅火原理。最后又用“是真的嗎？”思考兩個網(wǎng)絡(luò)傳言是否可信，讓學(xué)生學(xué)會辯證得用燃燒和滅火的角度思考問題。本次教學(xué)設(shè)計處處有實(shí)驗，處處有學(xué)生對實(shí)驗的預(yù)測、思考和動手操作，體現(xiàn)了強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗探究能力的教學(xué)。整個教學(xué)處處有實(shí)驗，又處處與生活緊密聯(lián)系，經(jīng)過教師的重組之后，讓學(xué)生學(xué)會用化學(xué)的視角看待身邊的燃燒和滅火現(xiàn)象，體現(xiàn)學(xué)生的核心素養(yǎng)。三、學(xué)習(xí)目標(biāo)通過燃燒的歷史，增強(qiáng)和激發(fā)學(xué)生探究的樂趣，通過實(shí)驗探究認(rèn)識燃燒的本質(zhì)，掌握燃燒的條件，并建構(gòu)出燃燒的條件之間的關(guān)系。初步學(xué)習(xí)體驗用實(shí)驗探究的方法學(xué)習(xí)化學(xué)的過程，增長實(shí)驗觀察能力、實(shí)驗動手和思維能力，通過實(shí)驗和討論活動增長合作與交流能力，學(xué)習(xí)應(yīng)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。初步了解事物的兩面性，學(xué)會用辯證的觀點(diǎn)看待燃燒，既看到造福人類積極的一面，又會給人類造成災(zāi)難。四、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：燃燒的條件以及燃燒條件之間的關(guān)系。難點(diǎn)：燃燒的本質(zhì)；探究方案的設(shè)計與實(shí)施。四、教學(xué)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)一：實(shí)驗引入，激發(fā)興趣【教師】同學(xué)們，木條的燃燒我們非常熟悉，但是上下顛倒的兩個小木條燃燒情況一樣嗎？【學(xué)生】思考，有些疑問【教師】那我們做一下實(shí)驗。【演示實(shí)驗】將紙張中包一些水，在有水的紙下面點(diǎn)燃。卻發(fā)現(xiàn)火柴無法使紙張燃燒起來?！緦W(xué)生】引發(fā)激烈的討論。大部分同學(xué)都能對比得出是加了水的原因，但是對具體的原因描述不清。【教師】看來燃燒不像我們想象的那樣簡單，要想燃燒起來需要達(dá)到一定的條件。今天我們就來實(shí)驗探究一下。設(shè)計意圖：讓學(xué)生通過真實(shí)的身邊的例子思考燃燒，容易引發(fā)興趣，并且通過紙包水簡單實(shí)驗引發(fā)學(xué)生的深度思考，激發(fā)探究的興趣。教學(xué)環(huán)節(jié)二：學(xué)生實(shí)驗，初探燃燒條件【教師】燃燒是一種常見的現(xiàn)象，雷擊、氧化自燃、隕石撞擊、火山爆發(fā)都可以引發(fā)草木燃燒，形成自然界的野火。早在近百萬年前的石器時代，人類就已經(jīng)學(xué)會了鉆木取火，用燃燒的方法去加熱食物、照明、取暖和驅(qū)趕野獸，這是人類進(jìn)入文明時代的開始。從此，燃燒在人類的文明中起著重要的作用，燃燒又是我們非常熟悉的話題，每天家人在用燃燒燒制出不同的美味。同時燃燒也是很深奧的話題，舉世矚目的奧運(yùn)圣火點(diǎn)燃前的關(guān)鍵步驟以及火箭升天燃料的添加都是科技人員要攻克的難題。那怎樣更好地利用燃燒現(xiàn)象，減少燃燒的危害呢？弄清楚燃燒的條件才是解決問題的根本，那我們一起來實(shí)驗室探究吧！依據(jù)你的生活經(jīng)驗和已學(xué)的知識，老師也提供了三個生活中燃燒的場景，你可以預(yù)測一下燃燒的條件嗎？并且要說出猜想的理由?！緦W(xué)生】思考小組討論后回答。生1：我認(rèn)為需要可燃物，因為木炭、鐵絲生活中燃燒的時候都有可以燃燒的物品。生2：我認(rèn)為需要氧氣，因為木炭、鐵絲以及燃?xì)庠疃际窃谟醒鯕獾沫h(huán)境中燃燒。生3：我認(rèn)為需要達(dá)到一定的溫度，因為我發(fā)現(xiàn)燃燒的時候大多數(shù)需要溫度很高?！窘處煛客瑢W(xué)們預(yù)測的很好。那老師敘述一下關(guān)于可燃物的預(yù)測，我會這么說：當(dāng)我打開一個燃?xì)庠钊細(xì)饪梢匀紵蝗細(xì)庠町?dāng)我關(guān)閉閥門的時候就無法燃燒。這個敘述和剛才同學(xué)們的有什么區(qū)別嗎？【學(xué)生】思考。齊聲回答：老師敘述的有對照實(shí)驗?！窘處煛亢芎?，同學(xué)們都發(fā)現(xiàn)了要有對照實(shí)驗，今天呢我們就來探究一下燃燒的條件，實(shí)驗探究的過程第一步就是猜想并確定實(shí)驗?zāi)康?，我們已?jīng)完成了，下面老師以可燃物的探究為例完成一個探究過程。接下來我們要確定實(shí)驗方案，在相同條件下，尋找一個可燃物和不可燃物分別觀察其能否燃燒。那老師的實(shí)驗桌上有一瓶酒精和一瓶水，我現(xiàn)在分別在同一個酒精燈上點(diǎn)燃，同學(xué)們觀察現(xiàn)象?！緦W(xué)生】觀察并齊聲答：酒精燃燒而水不能燃燒?！窘處煛窟@個過程我們完成了實(shí)驗操作并觀察記錄實(shí)驗現(xiàn)象。下面我們可以得出結(jié)論：可燃物是燃燒的條件。那接下來同學(xué)們小組討論一下另外兩個實(shí)驗方案?！緦W(xué)生】思考，討論實(shí)驗方案并寫到學(xué)案上?！窘處煛客瑢W(xué)們分享一下討論的實(shí)驗方案的結(jié)果吧?！緦W(xué)生】1組：我們探究的是燃燒需要氧氣，用提供的兩個蠟燭點(diǎn)燃，一個正常放，另一個用燒杯罩住。我預(yù)測燒杯罩住的會熄滅。3組：我們探究的是燃燒需要達(dá)到一定溫度。兩個紙船，沾了水以后和沒有沾水分別在酒精燈上點(diǎn)燃，我預(yù)測沾水的無法燃燒而不沾水的燃燒。4組：我補(bǔ)充1組不同意見，我用兩個木條點(diǎn)燃后，一個放水里，一個正?？諝庵校翌A(yù)測放水里不燃燒。6組：我補(bǔ)充3組不同意見，我用兩個相同木條，一個沾水，一個不沾水，我預(yù)測沾水的不燃燒?！窘處煛客瑢W(xué)們說的都很好，下面開始實(shí)驗并記錄下實(shí)驗現(xiàn)象和你預(yù)測的是否一致?！緦W(xué)生】開始實(shí)驗并記錄觀察實(shí)驗現(xiàn)象。5min后分享實(shí)驗結(jié)果和預(yù)測不一致的地方。3組：我發(fā)現(xiàn)紙船沾了水也燃燒起來了。其他組表示結(jié)果和預(yù)想一致?！窘處煛磕俏覀兊膶?shí)驗結(jié)果為什么和預(yù)測不一致呢？沾了水為什么紙船還會燃燒？【學(xué)生】沾了水我發(fā)現(xiàn)后來水蒸發(fā)完了之后又可以燃燒了?！窘處煛磕敲次覀兪遣皇菓?yīng)該修正一下對應(yīng)的實(shí)驗方案呢？【學(xué)生】應(yīng)該將觀察兩個紙船是否燃燒改為觀察記錄兩只紙船燃燒所用的時間。【教師】兩只蠟燭對照的實(shí)驗完美嗎？我們實(shí)驗時用燒杯罩住但是燒杯口那邊是不是可以和空氣連通一點(diǎn)呢？那怎么改進(jìn)？【學(xué)生】將燒杯換成杯面是平的，像杯子就可以?！窘處煛亢芎?，我們現(xiàn)在這個過程其實(shí)就是交流和反思的過程。我們已經(jīng)知道了探究的過程并且親自進(jìn)行了探究，以后遇到生活中的難題就可以照這個步驟來探究了。設(shè)計意圖：通過簡單易取的實(shí)驗材料，讓學(xué)生體驗探究燃燒的條件過程。通過小組合作，動手實(shí)驗、觀察實(shí)驗現(xiàn)象、記錄實(shí)驗結(jié)果，小組之間的交流反思和探討，促進(jìn)學(xué)生的核心素養(yǎng)。教學(xué)環(huán)節(jié)三：演示實(shí)驗，明晰三要素之間關(guān)系【教師】我們知道了燃燒的三要素，可是三要素直接是什么關(guān)系呢？是滿足一個就可以還是？【學(xué)生】思考。有的說一個，兩個也有三個。【教師】要說出猜想的依據(jù)來?！緦W(xué)生】我認(rèn)為三者都要存在，因為我發(fā)現(xiàn)木條燃燒它本身是可燃物，需要解觸氧氣，并且溫度也要達(dá)到著火點(diǎn)才可以，剛才放到水里就是缺少了氧氣一個條件所以無法燃燒?！窘處煛客瑢W(xué)們分析的很好，下面老師給大家一組物質(zhì)的著火點(diǎn)，著火點(diǎn)是可燃物燃燒所需達(dá)到的最低溫度，與可燃物的種類、狀態(tài)，以及大氣壓強(qiáng)等因素有關(guān)。表格中你印象最深的是什么？【學(xué)生】白磷和紅磷，白磷著火點(diǎn)40℃，說明它很容易自燃?！窘處煛课覀兿胱C明三者共同存在才會燃燒，那么我們設(shè)計的思路應(yīng)該是什么？【學(xué)生】讓兩個條件存在，看是否能夠燃燒?！窘處煛亢芎?，老師用紅磷和白磷對照設(shè)計了一個實(shí)驗，同學(xué)們請看。同學(xué)們來看一下。這是一個集氣瓶，上面我放了兩個燃燒匙，大家覺得我會放什么進(jìn)去呢？這邊還有一個雙球長頸漏斗，上面賽有一個蘸有氫氧化鈉的棉花，可以吸收五氧化二磷。這邊還有一個小試管，我也準(zhǔn)備放白磷，但是我把它放在八十?dāng)z氏度的熱水中。然后我從雙球長頸漏斗中加八十?dāng)z氏度熱水，你猜測會有什么現(xiàn)象？【學(xué)生】白磷燃燒，紅磷不燃燒?！窘處煛磕撬碌陌琢卓梢匀紵龁?？【學(xué)生】不可以，缺少了氧氣?！窘處熝菔緦?shí)驗】老師從這邊長頸漏斗內(nèi)加水，這樣小試管內(nèi)就有空氣進(jìn)去了，同學(xué)們注意觀察現(xiàn)象。【學(xué)生】水下的白磷也燃燒起來了，白煙變多了?！窘處煛磕峭ㄟ^這個實(shí)驗?zāi)愕贸隽耸裁唇Y(jié)論呢？你可以用圖形表示出來嗎？【學(xué)生】繪制圖形在學(xué)案上。【教師】投影展示學(xué)生畫的圖形。很多同學(xué)很巧妙地和物理的串聯(lián)電路的知識結(jié)合在一起。設(shè)計意圖：通過改進(jìn)實(shí)驗，讓實(shí)驗現(xiàn)象更加明顯且易于操作，特別是水下通入空氣的操作，玻璃管可以多次抽拉，重復(fù)實(shí)驗讓白磷燃燒，效果明顯。通過實(shí)驗中的控制變量的思想和對照實(shí)驗的方法，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗和深入思考的能力。教學(xué)環(huán)節(jié)四：是真的嗎？【教師】我們已經(jīng)探究了燃燒的條件并且實(shí)驗驗證了燃燒三個條件缺一不可。那下面我們看看能不能識破“是真的嗎？”。傳言有燒不壞的手帕是真的嗎？鐵絲網(wǎng)可以切割實(shí)驗是真的嗎？【學(xué)生】不可思議的猜著真的或者假的，非常有探究的欲望。【教師演示實(shí)驗】那我們實(shí)驗驗證一下。用百分之五十的酒精溶液浸泡手帕，手帕稍擰干，用坩堝鉗放在酒精燈上點(diǎn)燃。用鐵絲網(wǎng)放在酒精燈火焰上?！緦W(xué)生】觀察現(xiàn)象。手帕上有很大的火焰，但是手帕完好無損。鐵絲網(wǎng)將火焰切成兩半，上方?jīng)]有火焰?！窘處煛窟@是為什么呢？從燃燒條件分析，它們分別缺少什么條件？【學(xué)生】小組討論后，得出結(jié)論。都是因為溫度沒有達(dá)到可燃物著火點(diǎn)。【教師】總結(jié)并補(bǔ)充，我們這里酒精用的是百分之五十的酒精，里面水分蒸發(fā)過程中帶走熱量使得手帕的溫度未達(dá)到其著火點(diǎn)。鐵絲網(wǎng)溫度低，會使得上面酒精蒸汽溫度降低到著火點(diǎn)一下。設(shè)計意圖：通過趣味實(shí)驗，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突繼而引發(fā)深度思考，思考后再進(jìn)行設(shè)計對比實(shí)驗驗證自己的猜想，并得出結(jié)論，獲得知識水到渠成。引起了學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的興趣，教學(xué)環(huán)節(jié)五：滅火的原理【教師】PPT展示火災(zāi)的一組圖片，燃燒既能造福人類又會給人類帶來巨大的災(zāi)難。【學(xué)生】思考燃燒的雙刃性?！窘處煛磕俏覀兿旅嬉黄饋硖接懸幌氯绾慰刂迫紵?。下面給大家每組一支蠟燭，你可以用多少不同的方法熄滅它？并說出你熄滅蠟燭的原理?，F(xiàn)提供剪刀、大燒杯、水、毛巾、石棉網(wǎng)、厚紙板等?！緦W(xué)生】吹滅；水澆滅；濕毛巾蓋滅；石棉網(wǎng)壓滅；大燒杯罩住一會就滅了；剪刀將燭心剪掉；衣服扇滅等等。【教師】那你熄滅蠟燭的原理是什么呢？如果要滅火要滿足什么條件呢？【學(xué)生】經(jīng)過小組討論，教師引導(dǎo)下得出結(jié)論只要破壞燃燒的條件之一就可以。設(shè)計意圖：看似簡單的實(shí)驗，卻能夠讓學(xué)生發(fā)散思維想出很多種滅火的方法，并通過小組討論和教師的引導(dǎo)得出滅火的原理。教學(xué)環(huán)節(jié)六：是真的嗎？【教師】同學(xué)們今天學(xué)習(xí)內(nèi)容很多了，現(xiàn)在試試水平如何吧，再來一次“是真的嗎？”。網(wǎng)絡(luò)有傳言“向未熄滅的酒精爐中添加酒精液體能滅火，是真的嗎？”“向燃著的油鍋中倒油能滅火是真的嗎？”【學(xué)生】興趣盎然，有的說可以，有的說不可以，還有的說做實(shí)驗試試。生1：可以，我覺得倒入酒精可以隔絕空氣。生2：不可以，酒精爐是個開放的體系，沒有隔絕空氣。這時候酒精是可燃物，未熄滅說明溫度可以達(dá)到著火點(diǎn)，而加入更多的可燃物，會越燒越旺，非常危險。解釋后大家都表示贊同生2?！窘處煛磕堑诙€呢？是真的嗎？【學(xué)生】和第一個原理一樣，不是真的，同樣危險?！窘處煛窟@兩個實(shí)驗我們能不能試一試？【學(xué)生】不可以，太危險了?！窘處煛繉Φ模ㄟ^學(xué)習(xí)今天的知識，我們要學(xué)會辨別網(wǎng)絡(luò)上的傳言，先用學(xué)過的知識辨別是不是真的，再考慮能不能實(shí)驗驗證，同學(xué)們表現(xiàn)都特別棒棒噠！【課后作業(yè)】利用所學(xué)知識自制滅火