一節探究性實驗課的嘗試

新一輪基礎教育課程改革是一場從教育思想到課程結構、課程內容、教學方式、學習方式、教學方法等方面在內的全面的、深刻的教育教學改革，對實驗教學工作提出一系列新的要求，從教育理念上更加突出實驗教學的地位和作用，強調科學實驗探究是一種重要而有效的學習方式。

1 教學內容

以人教版實驗教科書九年級上冊第七單元課題1《燃燒和滅火》為例，談科學實驗探究課程的改革。

2 設計思路

燃燒和滅火是學生在生活中的常見現象，但學生并沒有意識到這2種常見的現象中蘊涵著一定的化學原理。教師就要引導學生從熟悉的生活現象中歸納出本節的重點——燃燒條件和滅火原理，逐步學會善于從生活中總結科學知識并將其應用于生活的科學方法，體現新課標所倡導的化學來源于生活又服務于生活的理念。為了突破教學的重點和難點，筆者從創設豐富的教學情境、注重學生的親身體驗和強調學生合作學習3個方面進行了教學設計。首先，點燃一只火柴讓學生觀察現象，從學生最熟悉的現象入手引入課題；然后提出燃燒的條件問題，引導學生設計實驗方案，進行探究實驗得出結論；在此基礎上，又設置一個問題——水下的白磷如何燃燒，讓學生自己想辦法并通過實驗驗證，其目的在于培養學生運用所學知識，解決簡單實際問題的能力；接著在探究燃燒條件實驗的基礎上，讓學生說出他們如何熄滅自己點燃的火焰，依據什么，從而歸納出滅火原理；最后，通過反饋練習進一步發展學生解決實際問題的能力，同時通過視頻加強對學生安全自救知識教育。設計思路：創設情境—發現問題—提出假設—設計方案—合作探究—反思評價—結論—應用實踐。

3 學情分析

學生憑借已有的知識經驗，能對一些常見物質的燃燒現象進行描述；初步具備對控制變量進行探究的能力；初步具備基本實驗操作能力。

4 教學過程

4.1 創設情境，引入課題

教學的關鍵在于有針對性地創設教學情境，激發學生的興趣，使學生快速進入學習狀態。學生對火這種現象非常熟悉，尤其是火柴的使用，因此本節課從觀察火柴的燃燒入手，學生倍感親切。在學生只知其然不知其所以然的情況下，激發學生的學習興趣，使學生積極投入本課學習活動之中。

<課堂實錄>

師演示：點燃一跟火柴，先火柴頭朝下一段時間，后火柴頭朝上一段時間，觀察現象。

生1：火柴熄滅了。

生2：火柴向下燃燒時燃燒旺，火柴向上燃燒時燃燒不旺并逐漸熄滅。

師：你能就實驗提出什么問題？

生：為什么火柴頭向下繼續燃燒，向上反而熄滅了？

師：燃燒和滅火就是我們這一節課所要研究的主要問題，通過本節課的學習就能明白其中的奧妙。

4.2 構建新知

4.2.1 燃燒的條件 新課標的基本理念就是注意從學生已有的經驗出發，讓他們在熟悉的生活情境中，逐步學會分析和解決與化學有關的一些簡單的實際問題。對構建燃燒條件這一知識點，筆者就是遵循這一理念來教學。首先，讓學生通過對生活和實驗中的燃燒事例回憶描述，歸納出燃燒的定義，使知識從感性認識上升到理性認識。同時提出燃燒需要什么條件的問題，引導學生提出假設并通過實驗來驗證。新課標強調科學探究是一種重要而有效的學習方式和重要的學習內容。因此，設計實驗方案、進行實驗驗證是本節教學的重中之重。這部分內容先讓學生分組設計方案，然后各組交流評價設計方案，在交流過程中注意對學生進行科學方法指導，通過分析，達成共識。最后按照科學合理的方案進行實驗，得出結論。

<課堂實錄 >

學生桌上有提供用品，教師桌上有備用的其他用品。小組討論，2人一組。教師巡視。小組匯報設計方案。

組1：驗證燃燒需要一定溫度。把2根木條同時放在酒精燈的內焰和外焰上點燃，看在哪處先燃燒。

組2：驗證燃燒需要一定溫度。把木條和小煤塊同時放在酒精燈的火焰上點燃，看哪種物質先燃燒。

組3：驗證燃燒需要氧氣。點燃一只蠟燭，然后用集氣瓶罩住，看蠟燭是否繼續燃燒。

組4：驗證燃燒是否需要可燃物。把小石子和小木條分別放在酒精燈的外焰加熱，看哪個能燃燒。

師：同學們設計的方案可行嗎？我們來分析。首先思考探究燃燒條件的實驗應該用什么方法？

生：控制變量法。

師：驗證燃燒需要氧氣應控制什么條件？

生：控制氧氣條件。比較相同物質、相同溫度下在有氧氣和無氧氣條件下是否都燃燒。

師：如何創造有氧氣、無氧氣條件？

生：有氧氣的條件是把蠟燭放在空氣中燃燒，沒有氧氣的條件是利用蠟燭燃燒消耗掉集氣瓶中的氧氣。

師：同學們想得非常好。

師：設計燃燒需要一定溫度實驗中應該控制溫度這個條件。用小木條和小煤塊進行實驗與用小木條分別在外焰和內焰加熱進行實驗有什么不同？

生：用小木條與小煤塊比較不同物質燃燒時是否需相同溫度，用小木條分別在外焰和內焰加熱是比較同一物質在不同溫度情況下是否燃燒。

師：同學們考慮得很全面。

師：驗證燃燒需要可燃物，需比較什么？

生：比較不同物質在同一溫度都與氧氣接觸時是否燃燒。

教師肯定實驗方案，學生開始動手實驗，教師巡回指導。

實驗完畢，匯報結果：

組1：我們驗證的是燃燒是否需要氧氣。將點燃的蠟燭用集氣瓶罩住，過一會兒，蠟燭漸漸熄滅，說明燃燒需要氧氣。

組2：我們驗證的是燃燒是否需要一定溫度。把小木條和小煤塊同時在酒精燈的外焰加熱，小木條很快燃燒，而煤塊很長時間后邊角發紅，說明燃燒需要達到一定溫度。

組3：我們驗證的是燃燒是否需要一定溫度。把2根小木條同時在酒精燈的內焰和外焰加熱，在外焰加熱的很快燃燒起來，在內焰加熱的過一會兒燃燒起來，說明燃燒需要達到一定的溫度。

組4；我們驗證的是燃燒是否需要可燃物。用坩堝鉗分別夾住小木條和小石子，分別放在酒精燈外焰，木條很快燃燒而石子不燃燒，說明燃燒需要可燃物。

師：同學們，通過實驗驗證你們提出的假設正確嗎？

生：正確。

師：說明燃燒需要3個條件。

在學生得出結論之后，為培養學生學以致用的能力，筆者又創設情境，提出新的問題讓學生去解決。先投影幾種常見物質的著火點。學生感受物質在通常情況下有固定的著火點，不同物質著火點不同，由此知道為什么有的物質易燃，有的不易燃。然后演示課本上“燃燒條件”實驗。由于白磷燃燒對空氣造成污染，教師對實驗進行改進：先在水下放上白磷，把原來銅片上的白磷和紅磷分別裝在2只干燥的大試管中，再用帶有氣球的塞子塞緊，然后同時放在盛有熱水的燒杯中。觀察現象并說明理由。待敘述理由之后，又提出新的問題：如何使試管中的紅磷和水下的白磷燃燒起來？學生很快答出：給試管中的紅磷在酒精燈上加熱使其燃燒，向水下白磷通入氧氣。教師演示給試管中的紅磷在酒精燈上加熱，學生實驗向水下白磷通入氧氣。繼續讓學生通過實驗探究解決問題，進一步發展學生探究能力。

<課堂實錄>

進行實驗驗證（提供不同溫度熱水、白磷、用來向水下通入空氣的注射器和漏斗），學生操作，教師巡視指導。

師：你們把水下的白磷點燃了嗎？

大部分同學說點燃了，2組同學說沒有。

師：你們分析不能點燃的原因了嗎？

生：分析了，可能是水的溫度不夠。

師：老師這里有數字化實驗室的溫度傳感器，可以測試水的溫度。

取不燃燒的一組和燃燒的一組分別測水溫，大屏幕上分別顯示為35.1 ℃、64.7 ℃。

4.2.2 滅火原理“滅火原理”也是本節課的重點。由于學生已能很好地掌握燃燒條件，“滅火原理”這部分內容相對來說就比較簡單。因此，筆者在這部分內容教學時就沒有再設計探究實驗，而是在上述實驗的基礎上，說出自己是如何滅掉實驗中點起來的火，從中歸納出滅火的原理。這樣做不僅節省了時間，還能再次使學生體驗到熟悉的生活現象中蘊含的化學原理，從而認識到化學與日常生活的密切關系。

<課堂實錄>

師：我們不能只把火點起來，還要會把火熄滅。請大家說一說在剛完成的實驗中你把點燃的火如何熄滅的？根據什么？

生1：把木條晃動幾下它就熄滅了。晃動時風帶走了熱量，使溫度降到木條的著火點以下。

生2：木條深入到水中，使木條與氧氣隔絕，火就滅了。

生3；用嘴吹滅蠟燭，是使溫度降到蠟燭的著火點以下。

生4：把木條折斷，拿走可燃物使木條火焰熄滅。

生5：用燈帽熄滅酒精燈，是用燈帽隔絕氧氣。

師：根據同學們說的方法歸納出滅火原理。

生：可燃物與氧氣隔絕；溫度降低到著火點以下；移走可燃物。

4.3 反饋練習

通過練習檢查學生對知識的掌握情況，檢查學生是否知道對于幾種生活中常見的火災一旦發生應如何處理。

（1）生活中幾種常見的火災如何滅火？說出滅火原理。

①使用酒精燈不慎打翻，導致酒精在實驗桌上燃燒起來。

②液化器罐使用不慎發生火災。

③農村家中堆放的柴草起火。

④電器起火。

（2）討論交流：為什么燃燒的蠟燭用扇子一扇就滅，而爐火用扇子越扇越旺？

4.4 安全教育

本節教學內容與生活聯系非常緊密，教學時不僅要使學生知道燃燒現象蘊涵的化學原理，更重要的是使學生知道火對人類的生存和發展的巨大意義，以及不當用火的危害，從而使學生懂得如何用火、防火。同時加強安全教育，提高學生自我保護的意識。這部分內容采用視頻，播放火在人類生產生活中的作用，以及火災給人們的生命和財產帶來的巨大損失。然后教師演示實驗：一低一高2只燃著的蠟燭，用一只大燒杯罩住，觀察哪只蠟燭先熄滅，說明了什么。目的是為講解發生火災時逃生方法奠定基礎。再用視頻播放：高樓起火逃生辦法。最后要求課下學生自己通過報紙、書籍、電視、上網等方法，搜集發生火災時逃生自救的知識，以及調查哪些地方安裝滅火器及滅火器的使用方法。寫成小論文然后相互交流。

4.5 本課小結

課堂實錄

師：通過本節課的學習，你明白火柴頭向下繼續燃燒，向上反卻熄滅的原因了嗎？

生：因為火柴燃燒時熱氣上升，火柴頭向下時，周圍溫度達到火柴梗的著火點，所以火柴能繼續燃燒。火柴頭向上時，火柴梗在火焰的下方，周圍溫度達不到火柴梗的著火點，所以火柴不能繼續燃燒。

師：通過本節課的學習，你還有那些收獲？

生1：掌握了燃燒和滅火的條件，知道發生火災時如何逃生。

生2：知道燃燒既有利又有害，我們應合理利用它。

師：關于燃燒和滅火還有什么疑問嗎？

生：我認為今天我們學習的燃燒條件并不準確，燃燒不一定需要氧氣。我們講過氫氣能在氯氣中燃燒，鎂條能在二氧化碳中燃燒。

師：這個同學說得非常好。今天我們學習的燃燒是指通常所說的燃燒，即在空氣或氧氣中的燃燒。以后我們還會學到很多物質不在氧氣中燃燒的反應。

小結過程中沒有忘掉課題引入時提出的問題，針對提出的問題進行解答，起到首尾呼應作用，使這節課上得比較圓滿。

5 教學評價

這節課能緊緊圍繞新課標所倡導的理念進行教學，從學生已有的經驗出發，讓他們在熟悉的生活情景中感受化學的重要性，了解化學與日常生活的密切關系，逐步學會分析和解決與化學有關的一些簡單的實際問題。在教學中盡可能地為學生有更多的機會主動地體驗探究的過程創造條件，使學生在獲得知識的同時，受到科學方法的訓練，體驗探究的樂趣，在“做科學”的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。

由于教學內容是學生非常熟悉的現象，課堂上學生都能積極主動參與，氣氛活躍，教學進展順利，完成了教學預設。正是因為教學內容是學生非常熟悉的現象，讓學生設計方案時，如果首先讓學生自由選擇生活中熟悉的用品進行設計，然后交流，最后看能不能用教師為他們準備的用品代替做實驗，這樣會更有利于發展學生的發散思維，激發學生的主動探究意識和創新意識。但是開放式實驗給了學生廣闊的自由思考空間，給了學生學習提高的機會，必然會給教師帶來巨大的壓力和挑戰，尤其是時間的調控、突發問題等。教師必須具備廣博的知識、機智的應變能力、充分的思想準備，才能靈活機動地駕馭動態的教學過程。

另外，設置最后一問，更是本節課的閃光之處，可使學生知道知識的學習是有階段性的，從而激發學生繼續深入學習的欲望。

在教學中引入先進的數字化實驗設備，利用溫度感應器測量水的溫度，解釋白磷在熱水中不燃燒的原因，這一做法增強了學生對實驗的可信度。數字化實驗設備會將各種特征用數字化的形式進行表述，在教學中恰當使用會提高學生的參與度，既有利于學生基本知識技能的形成，又有利于培養學生的科學態度和精神。