激趣引路，上好項目導引課

一、“物理變化和化學變化”在項目中的作用分析

整個項目圍繞“燃燒”這一核心展開，了解物理變化和化學變化是什么，有助于學生認識燃燒，了解燃燒。

蠟燭的燃燒本身承載多重功能價值。要探究燃燒的奧秘，我們可以找一個良好的燃燒載體，蠟燭便是這樣一個不錯的選擇。蠟燭的燃燒，是生活中比較常見的一種燃燒現(xiàn)象。引導學生觀察蠟燭燃燒前、燃燒過程中以及燃燒后的現(xiàn)象，并要求學生將觀察到的現(xiàn)象描述出來，這樣不僅可以幫助學生形成有序、多角度的觀察思路，而且也讓學生經歷了一個思維加工和科學方法建構的過程。通過探測蠟燭火焰溫度的實驗，可以告訴學生，觀察不僅僅只是用肉眼看這樣一種方式，還可以借助工具進行。像這樣，從學生熟悉的蠟燭燃燒入手，不僅可以激發(fā)學生的探究興趣，而且可以豐富和發(fā)展學生對于普通事物背后所隱含的不普通的科學認知。

最后，再借助不同形式的變化，豐富學生看待化學變化的視角。項目中涉及到蠟燭的燃燒，生成沉淀、氣體等有明顯現(xiàn)象的實驗探究，還有通過加熱等控制反應條件的實驗。通過豐富的變化，幫助學生建立基于實驗現(xiàn)象、物質變化、能量變化、反應條件看待化學變化的多元視角。

二、教學中使用微型實驗手段

相較于常規(guī)課，本節(jié)課的亮點之一就是使用了魏博士微型實驗盒。該實驗盒是將實驗活動中所需的各實驗用品和材料進行微型化處理后，打包進行配備。這樣不僅可以免去教師課前繁雜的準備工作，而且便于學生進行分組實驗。通過多次實踐表明，微型實驗盒的使用，能夠有效地增加學生動手實驗的機會。本節(jié)課中學生使用了“蠟燭燃燒及其變化”和“物理變化和化學變化”兩套微型實驗盒。

1.“蠟燭燃燒及其變化”微型實驗盒介紹。

“蠟燭燃燒及其變化”微型實驗盒是由微型塑料燒杯、木棍、鋁箔紙、木夾子、牙簽、蠟燭、指甲剪、打火機、Ca（OH）2溶液等組成。該實驗包能夠完成蠟燭的物理性質研究、蠟燭燃燒前后的變化、蠟燭燃燒時到底是誰在燃燒、蠟燭燃燒產物的檢驗和火焰的溫度分布等實驗。實驗盒中儀器和試劑如圖1。

該實驗的操作步驟如下：

（1）探究蠟燭的物理性質：取一小塊蠟，觀察顏色、狀態(tài)和氣味；取一杯水，把蠟放入水中，可以觀察到蠟漂浮在水面上。（見圖2）

（2）探究誰在燃燒：先用木棒將鋁箔紙卷成圓筒狀，抽出木棒，鋁箔圓筒呈中空狀態(tài)。待蠟燭燃燒穩(wěn)定后，將用木夾子夾住的圓筒的下端向蠟燭火芯處靠近，接近燭芯剩余1到2毫米時，豎直圓筒鋁箔。鋁箔上端冒出濃濃的白煙時，用打火機將其點燃。（見圖3）

（3）探究蠟燭燃燒產物：將干冷的燒杯罩在火焰的上方，觀察現(xiàn)象；迅速把燒杯倒過來，加入澄清石灰水1支，觀察現(xiàn)象。（見圖4）

（4）探究火焰溫度分布：右手持牙簽的一端，保持牙簽的平衡，放進火焰的中間，距燭芯1到2毫米的位置，停留三秒，然后收回牙簽，觀察實驗現(xiàn)象，會發(fā)現(xiàn)牙簽燒黑的部位中間有一塊未黑。（見圖5）

2.“物理變化和化學變化”微型實驗盒介紹。

“物理變化和化學變化”微型實驗盒由微型點滴板、微型攪拌棒、指甲剪、鎂帶、小蘇打粉末膠囊、檸檬酸粉末、CuSO4固體膠囊、NaOH溶液、HCl溶液等組成。該實驗盒能夠幫助學生完成CuSO4溶液和NaOH溶液反應探究、鎂條和鹽酸反應探究、小蘇打和檸檬酸反應探究。實驗盒中儀器和試劑如圖6。

（1）探究CuSO4溶液和NaOH溶液反應：取出硫酸銅膠囊，將一端捏扁，用指甲剪剪開捏扁處。取出少量硫酸銅晶體置于一片白紙上，將白紙對折，用木棒碾壓幾下，得到硫酸銅粉末。向點滴板1孔、2孔分別加入硫酸銅晶體、硫酸銅粉末，然后向兩孔內均擠入水，攪拌溶解，觀察現(xiàn)象。（見圖7）

（2）探究檸檬酸和小蘇打的反應：向點滴板的孔中分別加入少量的檸檬酸和小蘇打粉末，攪拌均勻，然后加入水直至溶解，觀察現(xiàn)象；用手觸摸點滴板的下側外壁，感受溫度變化。（見圖8）

（3）探究鎂條和稀鹽酸的反應：先用砂紙打磨鎂條表面，直至表面光亮。向點滴板孔中加入鎂條，然后擠入稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。用手觸摸點滴板的下側外壁，感受溫度變化。

三、基于微型實驗的教學環(huán)節(jié)展開

1.蠟燭燃燒細探究，感知物理變化和化學變化。

上課開始，教師演示“不怕燃燒的手”小魔術，當學生看到手套在酒精燈上燒著，手竟然完好無損，此時，學生的探究興趣被充分激發(fā)出來。教師借此引出項目“探索燃燒的奧秘”和本節(jié)課的主角——蠟燭。

隨后，教師指導學生完成“蠟燭燃燒及其變化”探究實驗。由于這是學生第一次接觸到實驗以及微型實驗盒，所以，實驗前教師首先講解了微型實驗盒中的實驗用品和使用時的注意事項，隨后布置實驗任務，并進行了相關實驗方法的指導。教師提醒學生要注意觀察蠟燭燃燒前后的變化，并且提示學生可以按照實驗前、實驗過程中以及實驗后的時間順序進行觀察和記錄。學生根據(jù)教師和現(xiàn)場專家的指導順利地完成了相關的實驗探究。在探究蠟燭的燃燒到底是誰在燃燒時，學生對于引出的白煙能夠燃燒非常好奇，積極主動地去動手嘗試引出更多的白煙。當探究燃燒的產物都有什么時，學生觀察到澄清的石灰水變渾濁，才明白原來蠟燭沒有消失，它只是轉化成了二氧化碳。整個探究過程中，課堂紀律雖然有點混亂，但學生都表現(xiàn)出了極高的探究興趣和熱情。通過實驗，學生對蠟燭的燃燒有了更加全面的認識。

2.問題引領，初識化學變化。

在教師問題引領下，學生分組匯報了實驗過程中觀察到的實驗現(xiàn)象和結論。教師借助蠟燭燃燒轉變成水和二氧化碳這一實驗現(xiàn)象，引出化學變化的概念，并借助粉筆折斷、玻璃打碎等生活現(xiàn)象引出物理變化的概念。教師讓學生舉出生活中常見的物理變化的例子，使學生對兩者的區(qū)別有一個初步的認識。

3.動手再探究，深入了解化學變化。

在對物質變化有了初步的認識之后，為了使學生對化學變化有更為深刻的理解，教師繼續(xù)引導學生探究豐富多彩的化學變化。學生親自使用微型實驗盒，完成相關的探究。

隨后，教師和一位學生演示了堿式碳酸銅的加熱分解實驗。所有實驗完成后，教師讓學生匯報實驗現(xiàn)象以及分析物質發(fā)生何種變化并要求學生給出相應的證據(jù)。學生對物質發(fā)生何種變化進行了較好的分析。此時，學生對化學變化的認識由簡單的只關注是否有新物質產生，發(fā)展為能夠關注化學變化過程中的實驗現(xiàn)象、能量變化等，學生對于化學變化的認識在不斷地豐富和完善。

4.總結提升，完善看待化學變化的視角。

教師進一步總結物理變化和化學變化的本質區(qū)別，告訴學生發(fā)生化學變化的過程中可能會伴隨有沉淀、氣體、發(fā)光或者發(fā)熱等實驗現(xiàn)象，讓學生認識到看待化學變化要從實驗現(xiàn)象、物質變化、能量變化和反應條件四個方面進行。

四、微型實驗的功能價值分析

1.增加學生親自動手實驗的機會，使得學生學習化學的興趣增加。

為保證學生能親自動手實驗，采用4人一組共享一套微型實驗盒的方式，小組內分工合作完成實驗，這種方式使得每個學生都有動手機會。

初中生對感性知識的需求較高，但是邏輯推理能力較弱，所以應該盡量讓學生動手實驗，激發(fā)學生學習的興趣。課后的學生訪談中，多數(shù)學生表示，親自動手操作實驗，改變了以往認為化學課枯燥無趣的看法，提升了對化學課的喜愛程度，并且感覺到，這種邊思考邊實驗的學習過程比教師單純講授更有意思，更能引起自己的興趣。

2.幫助學生形成并且理解化學概念。

化學概念是將化學現(xiàn)象、化學事實經過比較、綜合、分析、歸納、類比等抽象出來的理性知識，它是已經剝離了現(xiàn)象的一種更高級的思維形態(tài)，反映著化學現(xiàn)象及事實的本質，是化學學科知識體系的基礎。化學概念的形成過程，總是從感知開始的，并且要經歷學習者的思維加工。此階段的中學生更易接受形象的感知信息，化學實驗是很好的感性材料，所以應多讓學生動手實驗，自主抽象，形成化學概念。

本節(jié)課的教學中，學生通過探究蠟燭燃燒過程變化，初步建立化學變化的概念；接著，通過粉筆折斷等兩個實驗，對物理變化和兩者的區(qū)別有了一個初步認識；通過繼續(xù)動手探究“硫酸銅和氫氧化鈉”等4個典型的化學變化的實驗，對化學變化有了深入的了解。

3.培養(yǎng)學生的探究意識和探究能力。

探究意識和探究能力的培養(yǎng)對學生的發(fā)展十分重要，教師在教學過程中要充分重視該能力的培養(yǎng)。

課后訪談中，學生均表示實驗探究讓自己收獲很多。首先，實驗探究過程有利于幫助學生發(fā)現(xiàn)新問題。如，有同學觀察到燒杯罩在蠟燭上方，蠟燭會緩慢地熄滅，于是猜想物質的燃燒應該需要氧氣，并且該學生表示要繼續(xù)設計實驗驗證自己的猜想。其次，探究過程能幫助學生改變原有的概念，促進認識轉變。如在探究火焰溫度分布時，有學生表示對燃燒有了新的看法：上課前，認為燃燒是火苗中的火轉移到可燃物上，使其燃燒，但是在做火焰溫度測試時，發(fā)現(xiàn)燃燒時火焰提供溫度，達到著火點物質才能燃燒。第三，實驗探究過程有助于增強學生的探究意識。訪談中，學生又提出許多想要繼續(xù)探究的問題，如：是否所有的物質燃燒都能產生二氧化碳和水；燃燒的條件是什么；不同的物質燃燒時，應該選擇何種滅火劑；為什么能發(fā)生自燃現(xiàn)象；可燃物是否有共性；等等。