《第四章 燃料 燃烧》教材分析
【本章结构】
(一) 本章在全书中的地位
本章学习是建立在学生已从化学学科角度认识、研究了空气、氧气、二氧化碳、水等物质,对构成物质的微粒以及物质组成有了初步认识之上的。并且,学生已具备燃烧、燃料的最初认识,也初步学会了“科学探究”以及定性研究物质变化的基本方法。因此,在教学中,应有意识引导学生回忆相关联的已有知识,帮助学生在新情景中将知识溶入已有知识体系中,让已有知识为后续学习更好的服务,不断构建和完善知识网络。
从知识与技能方面来看,在本章中将从燃烧——学生较为熟悉的化学变化入手,从化学学科的角度认识什么是燃烧,燃烧的条件与灭火的方法和原理。进一步认识当今社会的燃料结构,尤其是化石燃料及其综合利用。而学生也将在本章中学习到初中化学中重要的化学定律之一 一—质量守恒定律。作为对质量守恒定律的应用,学生还将学习化学方程式的书写以及化学方程式的有关计算。
化学方程式的出现,对初中化学学习起着呈前起后的作用,尤其是对后续学习致关重要。它不仅是一种重要的化学用语,更是化学反应的直接体现。学好化学方程式才能很好的应用,这也是定量分析的依据与手段。
在过程上,本章内容注重从学生已有经验出发。例如从日常生活中燃烧事例、燃烧现
象入手引导学生认识燃烧的条件;根据生活生产中灭火的事例,通过分析和归纳得出灭火的原理和方法;根据学生对燃料的已有认识,进一步介绍化石燃料及其综合利用。 方法上,本章教学运用了实验观察、范例模仿、定量研究、分析比较等多种科学方法,并继续引导学生以“科学探究” 作为化学学习的重要方法和手段对本章进行探究式学习。尤其是在质量守恒定律的探究过程中,教材安排学生大胆提出假设,并鼓励学生自己设计实验方案,这些都有助于学生思维能力、动手能力的提高,有利于科学素养的培养。
从本章开始,学生将学习研究物质变化的另一种方法——定量研究,与定性研究一起探究物质的变化,使学生更准确、科学的认识物质,有利于培养事实求是的科学态度。
在情感态度价值观上,应引导学生科学认识燃烧、灭火和爆炸与人类生活生产的联系以及对社会发展的作用;认识定量研究对化学科学发展的意义;充分利用课本,引导学生关注能源、关注人类生存环境、关注社会、关注地球,树立强烈的环保意识和社会责任感,激发学生为改善人类生存环境、提高生存质量做出自己应有的贡献。
(二)本章结构
第一节:
(1)教材开门见山, 明确了“火”与燃烧的关系——火是燃烧时的一种现象。较第一版彩图不同的是,民宅着火的画面更清晰的告诉学生,火在造福人类的同时也会给人类带来灾难,这有助于引导学生形成“科学是一把双刃剑”的辩证唯物主义观点。
(2)回顾1、2两章所学及生活中有关物质燃烧的现象,温故而知新,归纳燃烧的特征,得出燃烧的概念。
(3)通过三组探究实验归纳燃烧的条件,分析、比较三次不同现象理解燃烧的条件缺一不可,新增实验“烧不坏的手帕”及对四种物质点燃方式的不同加深理解,更训练了学生对问题的分析能力。在探究、归纳烧燃条件的过程中,使学生体会到“科学探究”是认识物质、研究物质变化的基本方法。
(4)通过生活中燃烧、爆炸事例引出完全燃烧与不完全燃烧以及爆炸的概念,认识燃料完全燃烧对节约资源、保护环境的作用和意义,着眼于生活生产了解易燃、易爆品生产、运输、使用、贮存的安全常识,进行消防安全教育。
(5)通过交流讨论及调查访问,了解各种灭火事例,并在此基础上总结灭火方法与原理。对学生进行消防安全、火灾自救教育,使学生获得自救最基本的知识。
第二节:
(1)本节从生活中极其平常的两个燃烧现象出发引发学生对反应后物质“去处”的思考,进而引起对物质质量变化的思考,通过“活动与探究”进一步提高学生的探究能力,熟悉“科学探究”的一般过程。
(2)由镁条燃烧微观图示引导学生用微观知识解释宏观现象,透过现象看本质,让原有知识为新的知识服务。
(3)通过比较,使学生明白化学方程式能最直接、简洁的表示一个化学反应,也能直观体现质量守恒定律。在这一节,要使学生熟练掌握化学方程式的书写方法,理解方程式的意义,并能根据化学方程式进行简单运算,应从课本范例启发学生从多角度寻求解决问题的办法,并比较,寻求最简解决途径。在书写及计算中都要讲究规范,养成良好的学习习惯。
第三节:
(1)从能源入手,介绍三种常见的化石燃料,唤醒学生的能源危机感,激发学生为解决能源危机而努力学好化学等科学的愿望。
(2)介绍化石燃料对环境造成的污染,增强环保意识,更合理、科学的认识人与自然的关系,激发学生热爱自然、保护自然的热情。
(3)化石燃料的综合利用拓宽了学生的知识面,使学生对化石燃料的认识不再局限于“燃料”,让学生了解一些化石燃料综合利用的初步知识,认识化石原料综合利用的重要性。
【重点难点】
第一节:燃烧和灭火
重点 :(1)认识燃烧概念,通过探究活动总结燃烧的三个条件。
(2)知道灭火的方法和原理。
难点:能用化学学科知识解释日常生活中某些燃烧、爆炸的现象和原因。
第二节:定量认识化学变化
重点 :(1)质量守恒定律及用微粒的观点解释质量守恒的原因。
(2)化学方程式的书写、化学方程式的配平
(3)根据化学方程式的运算。
(4)科学探究的一般过程。
难点 :(1)设计实验验证质量守恒定律。
(2) 化学方程式的配平。
第三节:化石燃料的利用
重点 :(1)了解常见的化石燃料。
(2)认识化石燃料对环境造成的污染。
(3)会比较日常生活中几种常用燃料的利弊,并懂得如何选择家用燃料。
(4)了解化石燃料综合利用的初步知识,认识化石燃料综合利用的重要性。
难点 :(1)会比较日常生活中几种常用燃料的利弊,并懂得如何选择家用燃料。
(2)了解西气东输后,家用燃气灶的改造原理。
(3)认识煤炼焦和石油分馏的实质。
【教学建议】
(一) 课时安排
第一节 燃烧与灭火 3课时
第二节 定量认识化学变化 5课时
第三节 化石燃料的利用 1课时
本章复习 1课时
本章测试 1课时
(二) 教学建议
第一节
1、在引入时可组织学生讨论“火”对人类文明进步的作用,学生很自然会联想所学政、史知识,体现了学科的渗透。
应注意引导学生认识“火”只是燃烧时的一种现象,而并非等于“燃烧”。
2、引导学生回顾所学物质燃烧现象时,应给一定时间,避免流于形式,而对燃烧的普遍现象认识。
学生交流过程中,教师要注意及时发现和纠正学生回答中的错误,尤其是注意区别是“火光”还是“火焰”,以及准确描述其颜色,这是学生在叙述和记忆物质燃烧现象时比较容易忽略的。
条件允许的话,可以适当补充焰色反应,让学生感受不同颜色的火焰。
3、P89的“交流与讨论”,用棉花作为水和酒精的载体不妥,既分散学生注意力又喧宾夺主,建议在燃烧匙里点燃烧。
若用棉花作为载体,应引导学生分析:燃烧的物质是什么,未燃烧的物质是什么?棉花能燃烧吗?为什么棉花没有燃烧呢?此处的设问可以为探究物质燃烧条件打下伏笔。
4、归纳燃烧条件时,可以补充下图实验,
在向水中通氧气时,要注意控制气流,以非常缓慢的速度通入氧气,使得水中
的白磷能充分与氧气接触,或者可收集一试管或一集气瓶的氧气对准白磷倒扣在烧杯中。 此外,由于白磷在热水中已熔化,气流过急容易使白磷随气流浮上水面在水面上燃烧,而该实验应保证白磷在水中燃烧,这样的做法可以使学生更科学的认识燃烧及燃烧的条件,消除“水火不溶”的思维定势。
5、新增“烧不坏的手帕”实验可请同学演示以增强趣味性。手帕不需太大,否则酒精燃烧殆尽需教长时间。引导学生从物质燃烧条件入手分析手帕烧不坏的原因,理解物质燃烧的条件。
6、P89“联想与启示” 随着居住环境的改善及生活水平的提高,大部分学生缺少对煤与木材点燃方式的认识,教师可以找寻一些影象资料。
7、不完全燃烧可以联系生活中燃气使用过程中器皿底部出现“锅底灰”的事例,让学生有感性认识。可有意识从发生条件、燃烧现象、燃烧产物以及从能源、环保角度比较“完全燃烧”与“不完全燃烧”。不完全燃烧时只是一部分碳、氢元素生成一氧化碳、碳氢化合物及炭黑。
8、可以补充氢气爆炸的实验:在空酸奶瓶(瓶口较小,塑料材质)底部开个小孔,手指捂住小孔用向下排空气法收集氢气10~15sec, 将集满氢气的酸奶瓶倒扣在桌面,用燃着的线香在小孔处点燃,小瓶迅速腾空并伴随巨响,效果不错。
请学生例举生活中熟悉的“爆炸”事例,分析各种“爆炸”的实质,将气压引起的物理爆炸与燃烧引起的化学爆炸加以区分。
就学生而言,对“可燃性气体或粉尘与空气、氧气混合点燃就可能发生爆炸”的认识是难点,应适当加以辨析。由“可能”引出爆炸极限。
9、应给学生充分的时间交流讨论“灭火的方法和原理”,尤其是要发现生活生产中灭火事例,分析具体方法和体现的原理。
10、加强消防安全常识的教育,使学生获得突发火灾中求生的基本知识。
第二节
1、在“质量守恒定律”部分,首先要让学生学会科学探究的一般过程,使其体会到科学探究是学习化学的重要方法和手段。应安排“提出问题、作出假设、实验验证、评价反思、形成结论、理论解释”的探究活动,放手让学生大胆假设,在探究过程中要给学生评价反思的空间,尤其是对“质量不等”的实验认真分析,评价形式可教师评价,也可学生互相评价或学生对自己评价。这有助于提高学生的表达能力以及沟通合作能力、分析能力和探究能力。
可组织学生讨论:
(1)如果P96图4—14所示实验能在敞口锥形瓶中进行吗?
(2)P96的实验装置中为何要塞上橡皮塞?
(3)锥形瓶中为什么要装有澄清石灰水?
(4)若在瓶口套上一只气球对实验有无影响?
(5)你还能设计什么实验来证明质量守恒定律?
2、用微粒的观点解释质量守恒原因时,在复习的时候可以让学生讨论反应前后哪些改变了、哪些不变,这样有利于从多角度认识化学变化的实质。
3、方程式的重点在于书写方法以及配平上,教学中要做到精讲多练,但不宜要求过高,同时要督促学生养成良好的书写习惯。根据学生已有知识,适当给出一些信息题让学生书写其中化学反应,可以开拓眼界,学会搜集、处理信息,提高学生在新情景下运用知识解决问题的能力。
4、关于化学方程式计算部分,应加强解题规范要求,题型不宜过难,切不可为了计算而计算,应注重运用方程式计算判断、分析生活生产中的事例,让化学学科知识很好的服务于生活生产。
第三节
1、本节虽内容不多要求也不高,但确可以此为素材开展研究性学习。因此,在课前应组组织学生分组、有选择有目的的查阅资料及进行调查,充分利用本地资源,到江苏石油化工学院、炼焦厂、煤气公司、煤矿、煤炭研究所等单位进行调查。在课堂上,应给学生提供机会搭建舞台,让学生自己交流讨论,教师负责帮助策划、组织、协调和点评。
【问题讨论】
1、在讲授方程式表示的意义时,似乎应该说明,物质由分子构成,那么化学计量数还能表示分子个数。此外,也可补充:当物质是气体时,化学计量数还能表示气体体积比。对于后者,可以水电解生成氢气和氧气为例,反应中氢气与氧气的体积比是2:1,而在方程式中,氢气与氧气的化学计量数比也是2:1。
2、本章作业P110第四小题的给出,恰好说明燃烧不一定都要在氧气中或空气中进行。我们通常所说的燃烧是指有氧气参加的,而只要是发光、放热的剧烈的化学反应都是燃烧。
3、应该让学生比较煤、煤气、石油液化气、天然气等常用燃料的利与弊,这与日常生活生产密切相关,能使学生更科学的认识常用燃料并懂得如何选择家用燃料。
【教材对比】现将修订版与第一版作了粗略的对比,主要变动如下:
1、P89 新增原第一章的实验“烧不坏的手帕”,该实验将有助于学生理解燃烧的条件,提高学生的分析能力。
2、P89 联想与启示 图4-3 改酒精灯、石油液化气点燃方式为火柴、蜡烛的点燃,点燃方式的难易一目了然,更易得出“着火点不同” 的结论。
3、P91 观察与思考 淀粉爆炸实验变动。
4、P92 图4-7,新增 “禁止火种” “禁止放鞭炮”安全消防标志。
5、P94 新增2、3两小题练习。
6、P96 质量守恒定律 两个探究实验体现了由易到难的规律,改“铁与硫酸铜溶液敞开反应”为“硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的反应”,使实验更准确、严密。
7、P98 质量守恒的原因 将“元素种类不变、原子数目不变、原子质量不变”
变更为“原子种类、数目不变”。
8、P102 增加了练习2
9、P110 练习4恰好说明燃烧不一定都要在氧气中或空气中进行。我们通常所说的燃烧是指有氧气参加的,而只要是发光、放热的剧烈的化学反应都是燃烧。