鲁教版化学九年级上册 第四单元 到实验室去：探究燃烧的条件 教案

到实验室去：探究燃烧的条件
一、问题的提出
化学是一门以实验为基础的科学，化学学科的核心素养是化学学科最具学科本质的素养。普通中学化学学科核心素养明确提出的五个维度中，实验探究与创新意识是化学学科核心素养中“核心”的核心。在课堂中巧妙地引导学生进行实验设计和操作，培养学生的实验探究能力和创新意识，更能体现化学学科的学科价值和学科思维。本次教学设计以“燃烧和灭火”为例，展开强化实验探究的教学。本节课的学习内容是研究燃烧的条件和灭火的原理，学生清楚认识燃烧条件并控制燃烧对学生以后面对问题有着重要意义。本节课在学习了五个单元之后，已经学习了很多的燃烧现象和化学反应，难的是对燃烧的条件和灭火的原理的理解。在方法上，学生已经有了一些简单实验操作的技能和简单探究实验的思路，这都对本节课开展多层次的实验活动打下了基础。
二、教学思路
本次教学强化实验在化学学科中的作用，培养学生实验动手能力、观察实验能力和对实验现象的思考。在引入时从学生常见的木条的燃烧入手，但是上下颠倒的木条燃烧现象却很少有学生会留意比较，用意想不到的实验结果引入燃烧条件的研究。在实验探究中，教师多处采用“POE教学策略”，即“猜想—实验—解释”的策略促进学生深度思考和实验创新能力。由于在学习本节课之前学生已经有了很多燃烧的认识，这时提出了一系列的问题帮助学生思考和猜想燃烧的条件，但是在这里学生的认识是有一些误区的，很多学生会认为需要点燃而不会是温度，而且着火点这个名词也是全新的。所以这里精心设计了三个实验让学生来做，教师先示范一个实验探究的过程，其他两个由学生小组讨论实验方案后再进行实验设计，最后观察记录实验现象并进行实验反思后修正实验方案。这时学生明晰了实验探究过程并明确燃烧的三个条件，但是对于三个条件之间的关系学生并不清楚，所以笔者借用人教版中的红磷白磷对比实验并且进行了改进，使实验对比更加明显且装置密闭不会污染环境。通过集气瓶内燃烧匙内的红磷白磷和水下白磷的对比实验，清楚认识到燃烧的三个条件缺一不可。随后用“是真的吗 ”趣味活动，烧不坏的手帕实验和铁丝网的切割实验，并且反思实验刚开始的上下颠倒木条，由此巩固了燃烧的条件的应用。
巧妙过渡后让学生明白必须要控制燃烧，要辩证地看待燃烧这把双刃剑。这时让学生实验找出多种方法熄灭蜡烛，轻松掌握灭火原理。最后又用 “是真的吗？”思考两个网络传言是否可信，让学生学会辩证得用燃烧和灭火的角度思考问题。本次教学设计处处有实验，处处有学生对实验的预测、思考和动手操作，体现了强化学生实验探究能力的教学。整个教学处处有实验，又处处与生活紧密联系，经过教师的重组之后，让学生学会用化学的视角看待身边的燃烧和灭火现象，体现学生的核心素养。
三、学习目标
通过燃烧的历史，增强和激发学生探究的乐趣，通过实验探究认识燃烧的本质，掌握燃烧的条件，并建构出燃烧的条件之间的关系。
初步学习体验用实验探究的方法学习化学的过程，增长实验观察能力、实验动手和思维能力，通过实验和讨论活动增长合作与交流能力，学习应用化学知识解决实际问题的能力。
初步了解事物的两面性，学会用辩证的观点看待燃烧，既看到造福人类积极的一面，又会给人类造成灾难。
四、重点难点
重点：燃烧的条件以及燃烧条件之间的关系。
难点：燃烧的本质；探究方案的设计与实施。
四、教学设计
教学环节一：实验引入，激发兴趣
【教师】同学们，木条的燃烧我们非常熟悉，但是上下颠倒的两个小木条燃烧情况一样吗？
【学生】思考，有些疑问
【教师】那我们做一下实验。
【演示实验】将纸张中包一些水，在有水的纸下面点燃。却发现火柴无法使纸张燃烧起来。
【学生】引发激烈的讨论。大部分同学都能对比得出是加了水的原因，但是对具体的原因描述不清。
【教师】看来燃烧不像我们想象的那样简单，要想燃烧起来需要达到一定的条件。今天我们就来实验探究一下。
设计意图：让学生通过真实的身边的例子思考燃烧，容易引发兴趣，并且通过纸包水简单实验引发学生的深度思考，激发探究的兴趣。
教学环节二：学生实验，初探燃烧条件
【教师】燃烧是一种常见的现象，雷击、氧化自燃、陨石撞击、火山爆发都可以引发草木燃烧，形成自然界的野火。早在近百万年前的石器时代，人类就已经学会了钻木取火，用燃烧的方法去加热食物、照明、取暖和驱赶野兽，这是人类进入文明时代的开始。从此，燃烧在人类的文明中起着重要的作用，燃烧又是我们非常熟悉的话题，每天家人在用燃烧烧制出不同的美味。同时燃烧也是很深奥的话题，举世瞩目的奥运圣火点燃前的关键步骤以及火箭升天燃料的添加都是科技人员要攻克的难题。那怎样更好地利用燃烧现象，减少燃烧的危害呢？弄清楚燃烧的条件才是解决问题的根本，那我们一起来实验室探究吧！
依据你的生活经验和已学的知识，老师也提供了三个生活中燃烧的场景，你可以预测一下燃烧的条件吗？并且要说出猜想的理由。
【学生】思考小组讨论后回答。
生1：我认为需要可燃物，因为木炭、铁丝生活中燃烧的时候都有可以燃烧的物品。
生2：我认为需要氧气，因为木炭、铁丝以及燃气灶都是在有氧气的环境中燃烧。
生3：我认为需要达到一定的温度，因为我发现燃烧的时候大多数需要温度很高。
【教师】同学们预测的很好。那老师叙述一下关于可燃物的预测，我会这么说：当我打开一个燃气灶燃气可以燃烧而同一燃气灶当我关闭阀门的时候就无法燃烧。这个叙述和刚才同学们的有什么区别吗？
【学生】思考。齐声回答：老师叙述的有对照实验。
【教师】很好，同学们都发现了要有对照实验，今天呢我们就来探究一下燃烧的条件，实验探究的过程第一步就是猜想并确定实验目的，我们已经完成了，下面老师以可燃物的探究为例完成一个探究过程。接下来我们要确定实验方案，在相同条件下，寻找一个可燃物和不可燃物分别观察其能否燃烧。那老师的实验桌上有一瓶酒精和一瓶水，我现在分别在同一个酒精灯上点燃，同学们观察现象。
【学生】观察并齐声答：酒精燃烧而水不能燃烧。
【教师】这个过程我们完成了实验操作并观察记录实验现象。下面我们可以得出结论：可燃物是燃烧的条件。那接下来同学们小组讨论一下另外两个实验方案。
【学生】思考，讨论实验方案并写到学案上。
【教师】同学们分享一下讨论的实验方案的结果吧。
【学生】1组：我们探究的是燃烧需要氧气，用提供的两个蜡烛点燃，一个正常放，另一个用烧杯罩住。我预测烧杯罩住的会熄灭。
3组：我们探究的是燃烧需要达到一定温度。两个纸船，沾了水以后和没有沾水分别在酒精灯上点燃，我预测沾水的无法燃烧而不沾水的燃烧。
4组：我补充1组不同意见，我用两个木条点燃后，一个放水里，一个正常空气中，我预测放水里不燃烧。
6组：我补充3组不同意见，我用两个相同木条，一个沾水，一个不沾水，我预测沾水的不燃烧。
【教师】同学们说的都很好，下面开始实验并记录下实验现象和你预测的是否一致。
【学生】开始实验并记录观察实验现象。5min后分享实验结果和预测不一致的地方。
3组：我发现纸船沾了水也燃烧起来了。其他组表示结果和预想一致。
【教师】那我们的实验结果为什么和预测不一致呢？沾了水为什么纸船还会燃烧？
【学生】沾了水我发现后来水蒸发完了之后又可以燃烧了。
【教师】那么我们是不是应该修正一下对应的实验方案呢？
【学生】应该将观察两个纸船是否燃烧改为观察记录两只纸船燃烧所用的时间。
【教师】两只蜡烛对照的实验完美吗？我们实验时用烧杯罩住但是烧杯口那边是不是可以和空气连通一点呢？那怎么改进？
【学生】将烧杯换成杯面是平的，像杯子就可以。
【教师】很好，我们现在这个过程其实就是交流和反思的过程。我们已经知道了探究的过程并且亲自进行了探究，以后遇到生活中的难题就可以照这个步骤来探究了。
设计意图：通过简单易取的实验材料，让学生体验探究燃烧的条件过程。通过小组合作，动手实验、观察实验现象、记录实验结果，小组之间的交流反思和探讨，促进学生的核心素养。
教学环节三：演示实验，明晰三要素之间关系
【教师】我们知道了燃烧的三要素，可是三要素直接是什么关系呢？是满足一个就可以还是？
【学生】思考。有的说一个，两个也有三个。
【教师】要说出猜想的依据来。
【学生】我认为三者都要存在，因为我发现木条燃烧它本身是可燃物，需要解触氧气，并且温度也要达到着火点才可以，刚才放到水里就是缺少了氧气一个条件所以无法燃烧。
【教师】同学们分析的很好，下面老师给大家一组物质的着火点，着火点是可燃物燃烧所需达到的最低温度，与可燃物的种类、状态，以及大气压强等因素有关。表格中你印象最深的是什么？
【学生】白磷和红磷，白磷着火点40℃，说明它很容易自燃。而红磷我们熟悉，着火点却比白磷高很多。
【教师】我们想证明三者共同存在才会燃烧，那么我们设计的思路应该是什么？
【学生】让两个条件存在，看是否能够燃烧。
【教师】很好，老师用红磷和白磷对照设计了一个实验，同学们请看。同学们来看一下。这是一个集气瓶，上面我放了两个燃烧匙，大家觉得我会放什么进去呢？这边还有一个双球长颈漏斗，上面赛有一个蘸有氢氧化钠的棉花，可以吸收五氧化二磷。这边还有一个小试管，我也准备放白磷，但是我把它放在八十摄氏度的热水中。然后我从双球长颈漏斗中加八十摄氏度热水，你猜测会有什么现象？
【学生】白磷燃烧，红磷不燃烧。
【教师】那水下的白磷可以燃烧吗？
【学生】不可以，缺少了氧气。
【教师演示实验】老师从这边长颈漏斗内加水，这样小试管内就有空气进去了，同学们注意观察现象。
【学生】水下的白磷也燃烧起来了，白烟变多了。
【教师】那通过这个实验你得出了什么结论呢？你可以用图形表示出来吗？
【学生】绘制图形在学案上。
【教师】投影展示学生画的图形。很多同学很巧妙地和物理的串联电路的知识结合在一起。
设计意图：通过改进实验，让实验现象更加明显且易于操作，特别是水下通入空气的操作，玻璃管可以多次抽拉，重复实验让白磷燃烧，效果明显。通过实验中的控制变量的思想和对照实验的方法，培养学生观察实验和深入思考的能力。
教学环节四：是真的吗？
【教师】我们已经探究了燃烧的条件并且实验验证了燃烧三个条件缺一不可。那下面我们看看能不能识破 “是真的吗？”。传言有烧不坏的手帕是真的吗？铁丝网可以切割实验是真的吗？
【学生】不可思议的猜着真的或者假的，非常有探究的欲望。
【教师演示实验】那我们实验验证一下。用百分之五十的酒精溶液浸泡手帕，手帕稍拧干，用坩埚钳放在酒精灯上点燃。用铁丝网放在酒精灯火焰上。
【学生】观察现象。手帕上有很大的火焰，但是手帕完好无损。铁丝网将火焰切成两半，上方没有火焰。
【教师】这是为什么呢？从燃烧条件分析，它们分别缺少什么条件？
【学生】小组讨论后，得出结论。都是因为温度没有达到可燃物着火点。
【教师】总结并补充，我们这里酒精用的是百分之五十的酒精，里面水分蒸发过程中带走热量使得手帕的温度未达到其着火点。铁丝网温度低，会使得上面酒精蒸汽温度降低到着火点一下。
设计意图：通过趣味实验，引发学生认知冲突继而引发深度思考，思考后再进行设计对比实验验证自己的猜想，并得出结论，获得知识水到渠成。引起了学生学习和探究的兴趣，
教学环节五：灭火的原理
【教师】PPT展示火灾的一组图片，燃烧既能造福人类又会给人类带来巨大的灾难。
【学生】思考燃烧的双刃性。
【教师】那我们下面一起来探讨一下如何控制燃烧。下面给大家每组一支蜡烛，你可以用多少不同的方法熄灭它？并说出你熄灭蜡烛的原理。现提供剪刀、大烧杯、水、毛巾、石棉网、厚纸板等。
【学生】 吹灭；水浇灭；湿毛巾盖灭；石棉网压灭；大烧杯罩住一会就灭了；剪刀将烛心剪掉；衣服扇灭等等。
【教师】那你熄灭蜡烛的原理是什么呢？如果要灭火要满足什么条件呢？
【学生】经过小组讨论，教师引导下得出结论只要破坏燃烧的条件之一就可以。
设计意图：看似简单的实验，却能够让学生发散思维想出很多种灭火的方法，并通过小组讨论和教师的引导得出灭火的原理。
教学环节六：是真的吗？
【教师】同学们今天学习内容很多了，现在试试水平如何吧，再来一次“是真的吗？”。网络有传言“向未熄灭的酒精炉中添加酒精液体能灭火，是真的吗？”“向燃着的油锅中倒油能灭火是真的吗？”
【学生】兴趣盎然，有的说可以，有的说不可以，还有的说做实验试试。
生1：可以，我觉得倒入酒精可以隔绝空气。
生2：不可以，酒精炉是个开放的体系，没有隔绝空气。这时候酒精是可燃物，未熄灭说明温度可以达到着火点，而加入更多的可燃物，会越烧越旺，非常危险。
解释后大家都表示赞同生2。
【教师】那第二个呢？是真的吗？
【学生】和第一个原理一样，不是真的，同样危险。
【教师】这两个实验我们能不能试一试？
【学生】不可以，太危险了。
【教师】对的，通过学习今天的知识，我们要学会辨别网络上的传言，先用学过的知识辨别是不是真的，再考虑能不能实验验证，同学们表现都特别棒棒哒！
【课后作业】利用所学知识自制灭火器
五、教学反思
本节课强调了实验在化学学科的作用，让学生学会用实验的思想解答疑惑，并且巧设实验，既增强了学生的学习兴趣，又让学生自己动手。整节课学生热情高涨，在对问题的研究中，学生从似懂非懂到豁然开朗再到应用到实践的全过程。本节课教师巧妙使用教材，又对实验进行了整合和改进，让实验更好地为学生的认知发展服务，深刻体现了教师不仅是课程的执行者，而且是课程的建设者和开发者。当然，本节课也有不足之处，由于以实验为主线，缺乏了灭火器知识的介绍，故而在作业中布置自制灭火器的家庭小实验，既可以提高学生的兴趣，又锻炼了动手能力，更加深刻理解燃烧和灭火的知识。