第4章 基础实验3 物质燃烧的条件 教案-2021-2022学年九年级化学沪教版上册

基础实验3
燃烧的条件
一、教材分析
《基础实验3
物质燃烧的条件》是学生必做的8个基础实验之一，但在实际教学中常常被教师省略，因为其操作技能不及《基础实验1
氧气的制取与性质》和《基础实验2
二氧化碳的制取与性质》，且燃烧的条件易于被学生理解，教师以为无需自主探究。但，与实验活动1、2侧重于实验基本操作不同的是，实验活动3是以让学生体验科学探究的过程为目的，核心素养指向的正是过程，而非结果导向。学生在过程中的体悟对学科观念的形成有着重要作用。
初中阶段，随着知识的积累，学生对物质化学变化的认识不断发展，从而逐渐形成科学的物质变化观。这一过程中，生动的化学实验和富有启迪的探究活动对学生学科观念的建构有着不可替代的重要作用。在不同教学阶段，教师如能依据学生发展水平，精心设计实验探究活动，将促使学生建构变化观的过程从随机到有意和有序、从偶发到清晰和稳定。
科学探究能力
典型科学探究活动
确定目标
初级阶段
蜡烛及其燃烧
观察、记录、表述；体验问题意识
中级阶段
空气中氧气体积分数的测定
分析和得出结论；发展问题意识
高级阶段
物质燃烧的条件
提出问题和方案设计；发展解决问题的意识
燃烧实验对于初中学生来说，虽会兴趣盎然，却包含着重大的不安全因素。因此，在设计和选取实验体系时，首先必须着眼于安全。其次，对所选用的实验体系除尽可能采取微型、小剂量外，
还必须事先设计好有效的应急措施。再次，在运用控制变量思想设计实验方案时，应尽量考虑现象更明显、产物更环保。
作为学生实验课，突破对课本实验的“模仿”，做“有思想”的探究实验，是本节课实验设计的重点所在。在研究课标、教材、学情的基础上，提供实验用品，学生自主设计三组实验探究物质燃烧的条件，既有对教材实验的沿袭，又有创新。
二、学情分析
燃烧是生活中最常见的现象，学生积累了较多的感性认识；人教版上册教材中涉及“燃烧”的实验就有11组之多，其中学生探究活动两个，这一系列实验，从不同角度，建构学生科学的物质变化观。
如果说，第一单元“蜡烛及其燃烧”的探究，练的是探究基本功，学会观察、描述、记录；而“吸入气体和呼出气体的比较”、“氧气、二氧化碳性质实验”、“镁条燃烧”等系列探究活动，则是引导学生如何分析实验和得出结论，在渐次呈现的实验活动中，逐渐触摸科学探究的核心；那么，作为九年级上册，最后一个实验活动，本节课由学生设计实验、赏析实验、批判实验、思考实验、创新实验，可谓打通了探究的任督二脉，整个过程中，学生由依赖转化为独立，实验过程中思维的火花不断迸发，思维品质产生质的飞跃。这正是实验活动3背后的智慧所在，是教师创新实验、创新课堂的智慧所在，是培养学生乐于钻研、创新思维的关键所在，是物质变化观初步形成的关键所在，更是让学生感受化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用的魅力所在。
燃烧反应是一个多变量的系统，对其条件的探究需要学生具备一定的探究能力。从教材的位置来看，《基础实验3
物质燃烧的条件》在第一学期后一阶段出现，此时学生已经具备一定的自主探究能力，可自主设计、完成、评价实验方案。学生通过亲历探究过程，进一步认识燃烧条件和灭火原理，强化安全意识；通过设计对比实验，领会控制变量的思想方法；通过创新实验设计，培养创新思维。学生自主设计并完成实验的过程中，必定伴随问题的产生、发现，但“科学实验的结论（或由此推出的理论）一定存在着不确定性，就是不言而喻的了。所以，发现实验结论或科学理论的不确定性，并设法减少或去除不确定性的探究性思维和实践，是一切科学活动的核心内容，也是科学的魅力所在！——宋心琦
”。
三、教学目标
过程与方法：引导学生运用控制变量的思想设计对比实验，进一步理解燃烧条件和灭火原理。
知识与技能：通过控制燃烧的过程，初步体会控制化学变化的一般思路；通过实验探究活动，领会控制变量的思想方法，培养创新精神。
情感态度与价值观：辨证认识燃烧现象，感受化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用。
四、教法与学法
教学过程中在教师的指导下，以学生为中心，以自主探究、合作探究、创新探究为主要方式，利用情境、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，使学生有效地实现当前所学知识意义建构。
教学流程图
五、教学过程
【情境创设】化学顾名思义，是变化之科学改变世界已有之物质，变出世间未有之物质。今天，我借化学给大家变化一个小魔术【魔术实验】一瓶原装矿泉水（喝一口）、一个空锥形瓶，矿泉水倒入锥形瓶中，学生猜想不能被点燃，看到实验中锥形瓶口熊熊燃烧的火焰，一下子沸腾了。
【引言】“火”与“灾”，常常形影不离。地球上的飞禽走兽，几乎都怕火。从动物界分离出来的人类，也曾经害怕火。
人类用火，是人类史上的一个里程碑。因为自从用火以后，人类就开始控制了一种强大的物质力量，人才成为真正的人。用古人类学家贾兰坡的话来说，“这个强大的物质力量——火，使形成中的人类逐渐确定了‘人性’，创造了自己!
那么人类是怎么开始使用火的呢？这就需要我们了解燃烧的条件。通过今天的探究了解燃烧的现象，并解密今天的魔术。
活动一、探索发现——探究燃烧需要的条件
实验内容：观看范例，设计实验，。
范例：探究燃烧需要“可燃物”
实验目的
所选材料
实验方案
实验现象
实验结论
探究燃烧需要“可燃物”
玻璃棒、木条酒精灯、火柴
自主探究一：探究燃烧需要“与氧气接触”
实验用品一：A.
酒精灯
B.
火柴
C.
木条
D.
蜡烛
E.
烧杯
F.一集气瓶二氧化碳气体
G.
镊子
实验目的
所选材料
实验方案
实验现象
实验结论
探究燃烧需要“与氧气接触”
自主探究二：探究燃烧需要“温度达到着火点”
实验用品二：
A.
酒精灯
B.
火柴
C.
装有石蜡的燃烧匙
D.
装有水的烧杯
E.
蜡烛
F.
扇子
G.
玻璃片
实验目的
所选材料
实验方案
实验现象
实验结论
【交流】下表为一组同学设计并完成的实验方案：
实验组
1
2
3
4
5
6
实验内容
加热水和酒精
加热烛油和粉笔
点燃单层和折叠的纸片
燃烧的蜡烛在烧杯内外
镊子夹灭燃烧蜡烛
点燃干纸和湿纸
探究目的
物质需要具有可燃性
物质需要具有可燃性
燃烧需要与氧气接触
燃烧需要与氧气接触
燃烧需要与氧气接触
需要温度达到着火点
【讨论】针对上述实验方案，有学生提出质疑：“实验5镊子夹灭”实验，不能得出“燃烧需要氧气”的结论，可能是金属导热使温度降低而熄灭，实验中存在两个变量。
【实验】该同学设计改进实验：用“镊子一侧紧贴烛芯
”观察到火焰逐渐微弱并熄灭，证明金属导热确能降低温度到蜡烛着火点以下致其熄灭。
设计意图：燃烧虽是熟悉的变化，但燃烧反应是一个多变量的系统，这使学生研究化学变化的对象从简单到复杂，在对燃烧条件进行探究时，对变量的确定和控制不够严谨。本节课中，可喜的看到，学生的设计虽小，但探究完整、分析到位、设计精当。而对实验方案的交流评价、质疑、反思、改进，学生的实验过程做“有见解”“有思想”，从而更深入理解控制变量的要义。
物质是变化的前提和基础，建构科学的变化观的前提是建立正确的物质观。通过对不同物质的对比，学生认识到有些可燃、有些不可燃，有些易燃、有些不易被点燃，不同的结构决定了不同物质化学性质的差异。并由此得出燃烧的三个结论。
活动二、解释结论——体验控制条件对燃烧的影响
实验用品三：酒精灯、火柴、蜡烛、铁丝网2张。
1．看一看
想一想
“自然熄灭的蚊香”：放置于金属圆形盒子上的蚊香，当燃烧至盒子边缘时，蚊香自然熄灭。
2．做一做
想一想
实验一：铁丝网“切割”火焰
实验步骤
⑴点燃酒精灯，将一张铁丝网从酒精灯火焰的中上部，水平移动切割火焰，从侧面观察现象；
⑵固定住铁丝网不动，从侧面观察现象；
⑶固定第一张铁丝网，将第二张铁丝网从火焰的中下部水平移动切割火焰，从侧面观察瞬时现象。
做一做
想一想
如图所示，完成实验，观察、描述现象，进行解释。
实验二：变化的烛火
设计意图：通过控制燃烧的生灭、燃烧的剧烈程度，进一步认识燃烧的条件，初步体会控制化学变化的一般思路；而对实验方案的交流评价，促进学生更深入理解控制变量的要义。宋心琦教授认为“对条件的实验探究至少应当包括与燃烧现象的发生、控制和终止等有关的三个方面”。这正是这一组实验设计的优点：现象明显、对比清晰、反应可控、环保。
三、实践应用——学以致用、安全用火
问题1：对课堂开始实验魔术的解释，学生认为瓶中藏了可燃物，他们猜是“酒精”，“可溶，不可能”；是“白磷”，“固体、不溶，看得见、不可能”
……
一一自己的猜想否定后，他们猜不出物质，但判断该物质“可燃、不溶于水、无色、密度小于水”，我拿出实物，告诉他们这是一种燃油。
生活中燃料被广泛使用，推断人类文明的发展，但也有安全隐患，对燃烧条件的认识可以帮助我们安全用火。
此时，有学生提出，“如果类似这样的物质不慎引发火灾，不能用水灭火”。
问题2：油锅中中起火的处理方式？
小结：燃烧的三个条件缺一不可方能燃烧，而只要使其缺一条件就能灭火。化学变化的价值观正在于此，学习化学正应如此，使我们在面临实际问题时做出理智、科学的思考和判断，这才是化学的应用价值所在。
拓展延伸：
实验解密：“水围火”“水生火”。
拓展阅读：《燃烧条件3+1》，选自《化学教学》。
六、教学反思
“蜡烛的燃烧”，探究燃烧生成的新物质，认识变化本质。“空气中氧气含量的探究”，从反应物的角度，揭开了燃烧这一变化的神秘面纱；“氧气的性质”，借助对比实验，进一步让学生认识燃烧现象与氧气含量有关。“质量守恒定律”中白磷燃烧实验，实现定性向定量的转化；“燃烧的条件”引导学生理性认识燃烧及其条件，体验科学探究的过程和控制化学变化的一般思路，学会控制并用好“火”，让其不做灾星做福星。
宋心琦教授提出化学实验体系三要素：（
1
）经过优选后确定的化学体系，通常以影响因素或变量尽可能少的实验体系为首选，因为实验现象或结论的不确定性越低，越有利于初学者获得比较确定的结果，以便认知过程更好地符合循序渐进和少而精的原则；（
2
）合理并有明确探究目标的实验步骤和安全措施；（
3
）必需的试剂、仪器装置及合乎规范的操作技术。他认为三者不可或缺，但从学科教育的角度来看，它们的重要性并不等同的，而是依次递减。
1.优选实验体系
宋心琦教授认为：对条件的实验探究至少应当包括与燃烧现象的发生、控制和终止等有关的三个方面。学生体验过燃烧的发生和终止，但对其控制却少有探究。“水落磷燃”“可控火焰”实验均现象明显、对比清晰、反应可控，既验证可燃物燃烧的必备条件，又能初步体会控制化学变化的一般思路，这正是这本实验的优点所在。
2.创新源于问题
在实际教学中，教师则更看着的是实验操作的要求，本实验活动化学原理较简单，操作技能要求也不高，还存在安全隐患。因而在实际教学中，常被教师的演示实验替代，但做实验不等于科学探究，科学探究必须以学生为主体，科学探究对学生发展科学素养具有不可替代的作用。而科学探究的能力不是与生俱来的，必须在“做科学”的活动体验中才能得以发展和提高。这正是，本节课的亮点所在，学生通过探索和不断发现问题将推进课堂，教师的创新实验也源于学生的问题，学生始终是实验活动课堂的主体。学生思维活跃，他们在实验中特别好奇“水与火”这对冤家的关系，由此我完成趣味实验“水中火”“水生火”，神奇的实验激发学生的问题意识，问题五花八门，对不能解决的问题，如“没有棉线，蜡烛为什么不能燃烧等”，我推荐拓展阅读《化学教学》“燃烧3+1”这篇文章。科学探究对学生发展科学素养具有不可替代的作用。而科学探究的能力不是与生俱来的，必须在“做科学”的活动体验中才能得以发展和提高。这正是，本节课的亮点所在，学生通过探索和不断发现问题将推进课堂，教师的创新实验也源于学生的问题，学生始终是实验活动课堂的主体。
第一单元蜡烛的探究，练的是科学探究基本功；本节课，学生提出问题、设计实验可谓打通了任督二脉，整个过程中，学生由依赖转化为独立，实验过程中火花不断，探究过程中学生思维的火花也不断迸发，学生思维始终处于活跃状态，思维品质产生质的飞跃。这正是实验活动3背后的智慧所在，也是教师驾驭课堂、驾驭学生的智慧所在，更是培养学生乐于钻研的品格和创新思维的关键所在。
创设情境引入课题
实验探究
燃烧条件1
实验探究燃烧条件2
实验探究燃烧条件3
拓展延伸
拓展运用提升认识
合作实验
创新实验
合作实验
实验
解释
自主探究实验
评价交流
评价反思