《利用蜡烛实验为素材的化学主题式教学设计实践》
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摘 要：“物质的化学变化”主题的教学要紧密联系生产、生活实际,使学生真切地感受到发生的化学变化.选择学生熟悉的“蜡烛实验”作为教学素材,能使学生真切地感受到燃烧的发生,引导学生用科学探究的方法发现燃烧的条件、灭火的原理等,既有助于学生在已有知识的基础上,更直观地学习新的知识,同时也为以后如何进行主题式内容的学习,给学生一定的启发.
关键词：蜡烛实验;化学变化的特征;燃烧的条件;灭火的原理;促进燃烧
文章编号：1008-0546（2020）01-0033-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.01.010
义务教育化学课程标准中指出,“物质的化学变化”主题的教学要紧密联系生产、生活实际,使学生真切地感受到发生的化学变化;引导学生通过实验探究认识化学变化的规律,初步了解研究化学变化的科学方法;通过具体、生动的化学变化现象,激发学生学习化学的兴趣,逐步形成“物质可以变化”的观点等.义务教育课程标准教材中本主题包含了化学变化的特征、常见的化学反应、化学反应中的质量关系与能量关系、化学反应的表示方法与反应类型等内容.
用蜡烛实验创设学习情境,既贴近生活、操作简单、现象直观,又能使学生从中观察、思考、动手,比单纯的观察会得到更多的收获,对问题的认识也更深刻、更全面.本主题的教学,选择学生熟悉的蜡烛作为主线素材,能使学生真切地感受到化学变化的发生,有利于引导学生通过科学探究了解化学变化的本质特征,认识常见化学反应,掌握物质燃烧需要满足的条件及灭火的原理等.以下是笔者在相关内容的教学中,以蜡烛实验为素材创设学习情境的具体应用与过程.
一、化学变化的特征
上海教育出版社出版的九年级义务教育教材《化学》上中有关物质变化的学习,选用蜡烛创设学习情境,让学生亲自动手点燃蜡烛并仔细观察现象.实验中,首先观察到石蜡先熔化后凝固,其次观察到蜡烛燃烧发出火焰,放出热量,在火焰上方罩一个干冷烧杯,内壁产生水珠,烧杯拿下迅速倒入澄清石灰水振荡,石灰水变浑浊,由此说明蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳.
学生通过比较两组现象的不同之处,帮助他们更直观地理解物理变化和化学变化的区别是有无新物质生成,同时通过实例了解虽然化学变化同时可能伴随放热、发光、变色、生成气体、产生沉淀等现象,但化学变化的本质特征始终是有新物质生成.
二、常见的化学反应——燃烧
1.燃烧概念的得出
通过回顾蜡烛、红磷等物质在空气中燃烧的现象,引导学生从中归纳出燃烧的共同特征是发光发热、化学变化,得出燃烧的概念：燃烧是一种发光、发热的剧烈的化学反应.在此基础上,教会学生通过实例对比,辨析发光、发热的变化不一定是燃烧,同时也让学生了解燃烧与缓慢氧化的异同点,共同点是都是放热的氧化反应,不同點是反应的剧烈程度不同.
2.燃烧条件的探究
教材中有关燃烧条件的教学,采用交流与讨论的形式,针对性与对比性不够.为了增强对比性,在实际教学中,从学生已有的学习经验出发,选择以蜡烛为主要实验素材,设计实验探究燃烧需要满足的条件（见表1）.
其次,给学生播放红磷、白磷燃烧的对比实验视频,通过观察到的实验现象：铜片上白磷燃烧而铜片上红磷和水中白磷没有燃烧.引导学生分析得出：铜片上红磷没有燃烧是因为温度没有达到着火点,水中白磷没有燃烧的原因是没有与氧气接触.如果要使铜片上红磷燃烧可用酒精灯火焰加热,使水中白磷燃烧可用一根空试管罩住白磷或往水中通人空气.通过这个实验说明：燃烧的三个条件必须同时满足.
最后,归纳总结燃烧的条件是：物质具有可燃性;与氧气接触;温度达到着火点.
3.灭火条件（原理）的探究
在知道燃烧需要同时满足三个条件的基础上,请学生讨论如果其中任意一个燃烧条件没有达到,结果会怎样?学生很容易就能回答出燃烧无法发生.那么要灭火,就应该是朝着破坏燃烧条件的角度考虑.
教材中有关灭火方法和原理内容的教学,主要通过举例完成,这样的方法直观性欠佳.为了帮助学生更直观地了解灭火的原理,在实际教学中,预先录制了用三种方法熄灭蜡烛的视频,然后在课堂上播放（也可以直接课堂上演示实验）,通过对实验的观察、分析,归纳三种方法各自依据的灭火原理,同时对应地例举一些生活中常见物质的灭火方法（见表2）.
由实验得出,灭火的原理有：降温至着火点以下;隔绝空气（氧气）;隔离可燃物.并强调说明,三个条件只要满足一个就可以灭火.
最后,将燃烧条件与灭火原理的知识进行梳理归纳总结,如图1所示.
燃烧的条件 灭火的条件（原理）
1.物质有可燃性→1.隔离可燃物
2.与氧气接触→2.隔绝氧气（空气）
3.温度达到着火点→3.降温至着火点以下
三个条件同时具备 三个条件具备其一
图1燃烧条件与灭火条件的关系
4.促进燃烧的方法
（1）使燃料燃烧更旺的方法
利用氧气的性质学习中做过的蜡烛、木炭等物质分别在空气和氧气中燃烧的实验,通过对比不同物质在空气中燃烧的现象（剧烈程度）不同,得出影响燃烧剧烈程度的因素之一是可燃物的种类（即可燃物的性质）.然后通过对比同种可燃物在氧气中燃烧比在空气中剧烈,得出影响燃烧剧烈程度的因素之二是氧气的浓度,氧气浓度越大,燃烧越旺.除了这两个因素以外,还有其他什么因素呢?通过生活中生篝火的经验,为了让篝火燃烧得更旺,常常将柴火架空,这样做可以增大木柴与空气（氧气）的接触面积,由此得出影响燃烧剧烈程度的因素之三是可燃物与氧气的接触面积.现实生活中,要使某种燃料在空气中燃烧更旺,通常可以采用的方法是增大燃料与空气的接触面积.
（2）完全燃烧与不完全燃烧
为了帮助学生直观地了解完全燃烧与不完全燃烧的发生,再次选择以蜡烛实验为素材,取一根蜡烛在空气中点燃,然后将一块玻璃片压在火焰上方,一段时间后观察到玻璃片上出现黑色固体.依据现象,跟学生解释出现黑色固体的原因是氧气不充足,蜡烛发生了不完全燃烧.而当氧气充足时,蜡烛就发生完全燃烧,看不到黑烟.接下来通过对比完全燃烧与不完全燃烧的不同点,使学生了解燃料完全燃烧的优点是燃料利用率高、污染少,在生活生产中具有实际意义.
除了上述教学中运用蜡烛为素材,在学习化学变化中的质量关系的时候,也同样可以借助蜡烛实验创设学习情境.在化学主题式教学中,利用一个素材发生变化的不同角度创设情境开展教学,既有助于学生在已有知识的基础上,更直观地学习新知识,同时也为以后如何进行主题式内容的学习,给学生一定的启发.化学教学的目的,除了教授学生化学知识,更重要的是教会学生获取知识的方法.
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