课题2 化学实验与科学探究 第3课时 走进科学探究 教学设计 2025-2026学年人教版九年级化学上册

课题2 化学实验与科学探究
第3课时 走进科学探究
一、知识目标
1.通过对蜡烛燃烧的探究，认识实验是学习化学的重要途径，掌握对实验现象进行观察和描述的方法，学会书写探究（或实验）报告。
2.了解石蜡的物理性质（颜色、硬度、密度、熔点等）和化学性质（可燃性等），掌握蜡烛燃烧过程中的物理变化和化学变化。
3.明确化学学习关注物质的性质、变化以及变化过程和结果的讨论和解释。
二、核心素养目标
1.化学观念：通过观察蜡烛燃烧的宏观现象，探析蜡烛燃烧过程中物质的性质和变化，使学生初步建立起化学反应和物质变化的基本观念。
2.证据推理与模型认知：基于蜡烛燃烧实验的现象，进行推理分析得出结论，建立科学探究的思维模型。
3.科学探究与创新意识：通过对蜡烛燃烧的探究实验，培养学生的实验操作能力和创新思维，体会科学探究的过程和方法。
一、教学重点
1.对蜡烛燃烧实验现象的观察和描述，以及对实验结果的讨论和解释。
2.化学学习关注物质的性质、变化及变化过程和结果的特点。
二、教学难点
1.培养学生对实验现象的细致观察和准确描述能力，通过实验现象进行科学推理和得出结论的能力。
本节教学内容源于人教版2024年版九年级化学上册第一单元课题2《化学实验与科学探究》（第3课时）。本单元作为初中化学的起始单元，对学生今后的化学学习起着至关重要的引领作用。
本课时聚焦于蜡烛燃烧的探究以及化学学习特点的介绍，是学生走进化学世界、开启化学实验探究之旅的重要环节。 教材以蜡烛燃烧这一常见且有趣的实验为载体，引导学生从点燃前、燃烧时和熄灭后三个阶段对蜡烛及其燃烧现象进行细致观察和描述，使学生初步学会观察实验现象和书写探究报告的方法，深刻认识到实验是学习化学的重要途径。同时，通过对蜡烛燃烧过程中各种现象的分析和解释，让学生了解化学学习不仅要关注物质的性质，还要关注物质的变化以及变化过程和结果的讨论解释，为后续深入学习化学知识和开展科学探究奠定坚实基础。
在知识储备方面，学生在生活中对蜡烛有一定的了解，但对于蜡烛燃烧背后的化学原理和科学探究方法几乎一无所知。在思维能力方面，九年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的关键阶段，他们能够观察到一些直观的实验现象，但对于现象背后的本质和规律的分析能力还有待提高。 此外，学生在学习过程中可能会遇到一些困难，例如在观察实验现象时可能不够全面和细致，在分析实验现象和得出结论时可能缺乏科学的思维方法和严谨的逻辑推理能力。
在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，采用生动有趣、直观形象的教学方法，引导学生积极参与实验探究，逐步培养学生的观察能力、分析能力和科学探究能力，让学生在实践中体验化学的魅力，激发学生学习化学的兴趣和热情。同时，教师要注重引导学生将所学知识与生活实际相结合，让学生感受到化学在生活中的广泛应用，提高学生运用化学知识解决实际问题的能力。
此外，初中生在化学学习方面可能还停留在对知识点的记忆和简单应用层面，对于化学学习的特点，如关注物质的性质、物质的变化、物质变化的过程以及对结果的讨论和解释，可能缺乏深入的理解。教师在教学中应通过生动的案例和互动讨论，帮助学生建立起对化学学习特点的认识，培养他们的科学探究意识和批判性思维能力。
教学环节一 新课导入
【创设情境】同学们，在化学的历史长河中，有许多有趣又充满智慧的故事。今天老师要给大家讲一个发生在 19 世纪英国的故事。当时有一位伟大的科学家法拉第，他对一支小小的蜡烛产生了浓厚的兴趣。他仔细观察蜡烛燃烧的现象，竟然从中提出了数十个值得探究的科学问题。而且，随着这些问题的逐步解决，还带来了诸多新的科学发现。法拉第通过一系列巧妙的实验，就像抽丝剥茧一样，由表及里、层层深入地把蜡烛燃烧背后隐藏的各种化学原理详细地揭示了出来。他所运用的科学思维和科学方法，即使到了现在，依然对我们学习基础科学有着重要的指导意义。可以说，一根小小的蜡烛，在法拉第的手中变成了打开化学知识大门的钥匙。
【问题与思考】大家想一想，一支再普通不过的蜡烛，怎么会蕴含这么多的科学奥秘呢？如果我们也像法拉第一样去观察蜡烛燃烧，又能发现哪些有趣的现象和问题呢？
【引出本节课主题】今天，就让我们一起踏上探究蜡烛燃烧的奇妙之旅，去揭开蜡烛燃烧背后的化学秘密。
设计意图
1.激发学生兴趣：讲述法拉第探究蜡烛燃烧的故事，能极大地激发学生的好奇心和求知欲。故事本身具有趣味性和吸引力，能让学生快速进入学习状态，提高他们对本节课的关注度和参与度。
2.树立科学榜样：介绍法拉第这位伟大科学家的探究过程，为学生树立了一个科学探究的榜样。让学生明白，即使是生活中常见的事物，只要用心观察、深入探究，也能有重大的发现，从而培养学生的科学精神和探究意识。
3.自然导入新课：通过故事引出对蜡烛燃烧的探究，自然地过渡到本节课的主题——观察与描述蜡烛及其燃烧。提出相关问题，引导学生思考，让学生带着问题去进行实验探究，明确学习目标，提高学习的主动性和积极性。
教学环节二 观察与描述蜡烛及其燃烧
活动一：点燃前的观察与分析
【引入】我们要全面了解蜡烛及其燃烧，就需要从蜡烛点燃前开始观察。现在请同学们仔细观察手中的蜡烛，看看能发现哪些信息。
【实验】学生观察蜡烛的颜色、状态，闻一闻气味，并用小刀切下一块石蜡放入水中，观察现象。
【问题1】观察到哪些现象？
【讲解】学生思考后回答，教师总结：蜡烛是白色、圆柱状、固体，有轻微气味，轻易切下，石蜡漂浮在水面。
【问题2】根据现象，分析石蜡具有的性质？
【讲解】学生思考回答，教师总结：石蜡是白色、圆柱状、固体，有轻微气味，硬度较低，难溶于水，密度比水小。
设计意图
培养学生的观察能力和分析能力，让学生学会从多个角度观察物质的性质。
【对应训练1】用小刀切下石蜡并放入水中，该实验中不涉及的石蜡性质是（ ）
A. 溶解性 B．可燃性
C．密度 D．硬度
【学生回答】B
【讲解】用小刀能轻易切下石蜡，说明石蜡硬度较小；石蜡能漂浮在水面，说明石蜡密度比水小且难溶于水；而该实验过程中并没有涉及到石蜡燃烧的情况，所以不能得出石蜡具有可燃性的结论，B选项符合题意。
活动二：燃烧时的观察与分析
【引入】蜡烛点燃后会发生哪些奇妙的变化呢？接下来让我们一起仔细观察蜡烛燃烧时的现象。
【实验】点燃蜡烛，观察火焰附近石蜡的状态变化、烛芯的变化、火焰的分层情况，以及分别用干燥烧杯和用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在火焰上方的现象。
【问题1】观察到哪些现象？
【讲解】学生思考后回答，教师总结：火焰附近石蜡熔化，烛芯燃烧，蜡烛火焰分三层，火焰三层亮度不同，干燥烧杯内壁出现白雾，澄清石灰水变浑浊。
【问题2】根据现象，分析或解释？
【讲解】学生思考回答，教师总结：石蜡的熔点较低，烛芯燃烧，蜡烛火焰分三层，外焰温度最高，蜡烛燃烧生成水和二氧化碳。
设计意图
进一步培养学生的观察和分析能力，让学生了解蜡烛燃烧过程中的物理和化学变化。
活动三：熄灭后的观察与分析
【引入】蜡烛熄灭后，又会出现什么现象呢？让我们一起来探究一下。
【实验】熄灭蜡烛，观察产生的现象，并用燃着的火柴去点蜡烛刚熄灭时产生的白烟，观察现象。
【问题1】观察到哪些现象？
【讲解】学生思考后回答，教师总结：产生白烟，蜡烛重新燃烧。
【问题2】根据现象，分析或解释？
【讲解】学生思考回答，教师总结：白烟是固体石蜡小颗粒，是石蜡蒸气遇冷形成的，说明白烟具有可燃性。
【问题3】蜡烛熄灭后，其颜色、长度等与点燃前相比有什么变化？
【讲解】学生思考回答，教师总结：熄灭后，蜡烛颜色不变，长度比点燃前短。原因是石蜡燃烧产生二氧化碳和水，扩散到空气中。
设计意图
培养学生持续观察和深入探究的能力，加深学生对蜡烛燃烧过程的理解。
【对应训练1】某校化学兴趣小组的同学对蜡烛及其燃烧进行了一系列探究，下列说法正确的是（ ）
A. 用小刀切割蜡烛，可以研究石蜡的状态
B. 固态石蜡受热熔化成液态是因为石蜡的熔点较低
C. 蜡烛熄灭后产生的白烟是水蒸气冷凝形成的小液滴
D. 蜡烛燃烧过程中只发生化学变化
【学生回答】B
【讲解】A、用小刀切割蜡烛，可以研究石蜡的硬度，故错误；B、固态石蜡受热熔化成液态是因为石蜡的熔点较低，故正确；C、蜡烛熄灭后产生的白烟不是水蒸气冷凝形成的小液滴而是石蜡蒸气遇冷，凝固所产生的固体微小颗粒，水蒸气冷凝形成的小液滴通常称作是白雾，故错误；D、蜡烛燃烧过程中即发生化学变化又发生物理变化，故错误；故选B。
教学环节三 化学学习的特点
活动一：关注物质的性质
【引入】通过对蜡烛及其燃烧的探究，我们发现可以从很多方面了解蜡烛。其实，化学学习中很重要的一个特点就是关注物质的性质。
【学生思考】蜡烛燃烧实验中涉及到的石蜡的性质有哪些？
【讲解】学生思考后回答，教师总结：如颜色、硬度、密度、熔点等物理性质，以及能否燃烧、燃烧产物能否使澄清石灰水变浑浊等化学性质。
设计意图
让学生明确化学学习中关注物质性质的重要性，为后续学习奠定基础。
活动二：关注物质的变化
【引入】物质的性质决定了物质会发生怎样的变化，在化学学习中，我们还需要关注物质的变化。
【学生思考】蜡烛燃烧实验中涉及到的物理变化和化学变化？
【讲解】学生思考后回答，教师总结：如石蜡受热时熔化是物理变化，燃烧时生成二氧化碳和水是化学变化。
设计意图
培养学生对物质变化的认识和理解，让学生学会区分物理变化和化学变化。
活动三：关注物质变化的过程及结果
【引入】我们不仅要关注物质的性质和变化，还要关注物质变化的过程，以及对结果的讨论和解释。
【学生思考】蜡烛燃烧实验中，蜡烛在点燃前、燃烧时和熄灭后的现象进行系统、细致的观察和描述，如何基于观察到的现象，经过分析和推理得出结论？
【讲解】强调关注物质变化过程的重要性，如在蜡烛燃烧实验中，要对物质在变化前、变化中和变化后的现象进行系统、细致的观察和描述。 引导学生回顾蜡烛燃烧实验中，如何基于观察到的现象，经过分析和推理得出结论，如根据干燥烧杯内壁出现白雾得出蜡烛燃烧生成水，根据澄清石灰水变浑浊得出蜡烛燃烧生成二氧化碳。 总结科学探究的思维过程，即对物质在变化前、中、后的现象进行记录，基于现象经过推理分析得出相应结论，保证实验目的—操作—现象—结论的一致性，同时强调认真完成实验报告是探究的保障。
设计意图
培养学生科学探究的思维和方法，让学生学会系统、细致地观察和分析实验现象。
【对应训练1】科学探究中的“观察现象”是指（ ）
A. 用眼睛看变化中的现象
B. 观察变化后出现的现象
C. 从变化前、变化中和变化后三个方面多感官进行观察
D. 随意观察
【学生回答】C
【讲解】在科学探究中，要全面、系统地观察实验现象，需要从变化前、变化中和变化后三个方面多感官进行观察，而不是只观察变化后出现的现象，也不是只靠眼睛看，更不能随意观察，C选项正确。
【对应训练2】化学实验是学习化学的基本方法，是开展实验探究的重要形式。实验探究的一般思路可归纳出以下选项，其中正确的选项是（ ）
①分析推理 ②明确探究目的 ③设计实验方案 ④实施实验 ⑤形成结论 ⑥获取证据
A.②④⑤⑥③① B．①②③④⑤⑥
C．②③④⑥①⑤ D．②④③①⑥⑤
【学生回答】C
【讲解】通常情况下，实验探究的一般思路可归纳为：明确探究目的→设计实验方案→实施实验→获取证据→分析推理→形成结论，正确的顺序为：②③④⑥①⑤。故选：C。
课题2 化学实验与科学探究
一、观察与描述蜡烛及其燃烧
1.点燃前
2.燃烧时
3.熄灭后
二、化学学习的特点
1.关注物质的性质
2.关注物质的变化
3.关注物质变化的过程，以及对结果的讨论和解释
1.小明在探究蜡烛燃烧的实验时，“将干而冷的烧杯罩在火焰上方”，属于科学探究中的（ ）
A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验 D．得出结论
2.蜡烛燃烧及产物检验实验中，属于物理变化的是（ ）
A．石蜡受热熔化 B．石灰水变浑浊 C．火焰上冒黑烟 D．棉质芯线烧焦
3.要保证实验结果的客观性，设计实验的时候不需要考虑的是（ ）
A．想要探究的问题是什么 B．需要改变的因素是什么
C．需要测量的因素是什么 D．实验所需用仪器的产地
4.在蜡烛及其燃烧的探究实验中，下列现象描述不合理的是（ ）
A． 蜡烛燃烧产生火焰
B．蜡烛燃烧生成水和二氧化碳
C．熄灭蜡烛后会产生白烟
D．蜡烛燃烧过程中蜡烛会熔化
5.在探究蜡烛燃烧实验过程中，发现罩在火焰上方的烧杯内壁被熏黑，下列做法不正确的是（ ）
A．反复实验，观察是否有相同现象
B．查阅相关资料，探究黑色物质成分
C．不予理睬
D．请教老师生成黑色物质的原因
在教学中，通过对蜡烛燃烧的探究实验，学生较好地认识到实验是学习化学的重要途径，也初步学会了观察和描述实验现象以及书写探究报告的方法。在实验过程中，学生积极性较高，对实验现象充满好奇。但也存在一些问题，部分学生在观察现象时不够细致，对现象的描述不够准确，在后续教学中需要加强这方面的训练。另外，在引导学生思考化学学习的特点时，部分学生理解起来有一定难度，需要结合更多实例进行讲解。总体而言，本节课达到了一定的教学目标，但仍需不断改进教学方法，提高教学效果。