基于“物質的變化與轉化”大概念的復習課教學
——以“燃燒與滅火”專題復習為例

張 紅

（淮安生態文化旅游區開明中學 江蘇 淮安 223200）

義務教育化學課程以促進學生核心素養發展為導向，設置五個學習主題，每個學習主題由包括大概念等五個維度的內容構成，大概念反映學科本質，具有高度概括性、統攝性和遷移應用價值。［1］

一、課標要求

根據《義務教育化學課程標準（2022年版）》課程實施教學建議，教師應注重基于大概念來組織單元教學內容，發揮大概念的統攝作用。對“燃燒與滅火”教學單元提出以下綱領性要求：幫助學生進一步發展“物質的變化與轉化”大概念，認識燃燒與滅火的本質是可燃物的化學反應，引導學生建構化學變化的能量視角。進行教學設計時，應基于大概念結構化統整“燃燒條件的探究”“滅火原理與方法”“化石燃料的開發與利用”等單元內容，發展學生的核心素養。［1］

二、學情分析

學生已有知識：燃燒的概念、燃燒的條件、滅火的原理；碳的完全燃燒生成二氧化碳、不完全燃燒生成一氧化碳；磷燃燒會生成有毒的五氧化二磷，污染空氣；爆炸發生的條件；能運用變量控制思想設計燃燒條件。

學生學習障礙：不能認識到燃燒與滅火的本質是可燃物的化學反應；不能從物質變化、能量變化、反應條件等視角認識燃燒與滅火；還不能體會調控化學反應的重要意義。

三、教學主要環節及設計意圖

1.課堂導入

【視頻導入】播放神州十四號飛船升空視頻。

【問題驅動1】飛船升空的能量來源是什么？

【學生觀點】是可燃物的燃燒提供了能量。

【教師引導】根據生活經驗及已學知識，你還能列舉出燃燒在生產生活中的重要應用嗎？

【學生觀點】做飯、金屬冶煉、發電、燒制陶瓷等。

設計意圖：通過學生熟悉的燃燒實例，讓學生認識到燃燒在生產生活中的廣泛存在及重要應用，欣賞化學反應造福人類的獨特價值，感受燃燒反應過程中的能量變化，引導學生構建燃燒反應的能量視角。

2.建立燃燒概念及燃燒反應模型

【圖片展示】圖片展示課本中已學過的可燃物的燃燒（見圖1）。

圖1 可燃物的燃燒

【問題驅動2】請同學們試著描述這些燃燒的實驗現象，并用化學方程式表示這些反應。

【問題驅動3】根據書寫的可燃物燃燒的化學方程式，從反應物、生成物及反應條件的角度，你們能概括出燃燒反應化學方程式的模型嗎？

【問題驅動4】根據大家描述的實驗現象，再結合對燃燒本質的理解，你們能給燃燒下個定義嗎？

【學生觀點】燃燒是可燃物與助燃物在溫度達到著火點時發生的發光、發熱的化學變化。

設計意圖：通過從實驗現象及變化的角度，讓學生先認識燃燒是可燃物和助燃物在滿足一定條件下發生的一種化學變化，首先讓學生認識燃燒的本質是可燃物的化學反應，為下面的滅火、完全燃燒、不完全燃燒及爆炸作好鋪墊。而燃燒反應模型的建立，更方便于學生對燃燒本質的理解。

3.從燃燒本質認識燃燒條件

【問題驅動5】我們知道化學反應的發生是需要滿足一定條件的，那么從燃燒反應模型角度你覺得燃燒反應要想發生需要滿足什么條件呢？

【學生觀點】從物質角度需要有可燃物和助燃物，從反應條件角度需要溫度達到著火點。

【問題驅動6】我們課本上呈現的探究燃燒條件的實驗方案（見圖2），請思考在這里運用了什么思想？在這個實驗中是如何達成探究目的的？

圖2 探究燃燒條件的實驗

【學生觀點】變量控制的思想。通過銅片上白磷與水中白磷對比，得出燃燒需要與氧氣接觸，通過銅片上白磷與紅磷對比說明燃燒需要溫度達到著火點。

【問題驅動7】小組交流討論，在我們所學的實驗中，哪些也運用到變量控制的思想來設計實驗探究方案，這一類探究有什么共同的特點呢？

【學生觀點】探究影響溶解性的因素；探究影響反應速率的因素；探究鐵生銹的條件等。這一類探究都是多因素問題的探究。

【問題驅動8】請同學們對上述課本實驗進行評價，并針對發現的問題，小組交流、討論，重新設計更優化的實驗方案。

【學生觀點】課本實驗主要設計問題是白磷燃燒產生的五氧化二磷會對空氣產生污染。可以從兩個角度，一是從裝置角度，改為密封裝置如圖3所示，二是從物質角度，更換綠色環保的物質如圖4所示。

圖3 改進實驗a

圖4 改進實驗b

設計意圖：讓學生先通過燃燒反應模型的角度認識燃燒要想發生，從物質的角度，需要可燃物和助燃物，從能量角度，燃燒需要溫度達到著火點，這樣就進一步讓學生認識到燃燒的本質是可燃物的化學反應。再通過對課本實驗的再認識，讓學生對控制變量和對比實驗的實驗設計方案有更深入的理解。最后通過評價原有實驗方案，讓學生學會反思評價和表達交流，通過綠色環保理念設計實驗方案，發展學生的科學思維和創新意識，培養學生的科學態度與責任。

4.從燃燒本質認識滅火原理

【教師引導】通過前面的復習我們已經深刻理解了燃燒的本質是可燃物的化學反應，那么滅火的本質可看作是對燃燒反應的調控。［2］若只是想燃燒，我們得控制反應發生，而滅火是需要控制反應不發生。

【問題驅動9】請同學們根據燃燒反應模型，思考通過調控哪些條件來達到滅火的目的？

【學生觀點】從物質角度，隔離可燃物或氧氣，從反應條件角度，控制溫度達不到可燃物的著火點。

【圖片展示】圖片展示真實情境下滅火的典型錯誤，讓學生分析錯誤的原因，并分享交流正確的滅火方法。

【教師補充】圖片展示家庭用電、用氣及不同材料燃燒引起的火災與施救。

設計意圖：讓學生從燃燒反應模型的角度認識滅火的本質也是可燃物的燃燒，初步體會調控化學反應的重要意義。基于真實的問題情境，多角度分析和解決生產生活中有關燃燒的問題。

5.建構燃燒反應的能量視角

【教師引導】我們知道化學變化總是伴隨著能量的變化，而燃燒是放熱反應，日常生產生活中的能量很多都來自于燃料的燃燒。

【教師引導】圖片展示家用燃氣灶，根據素質教育的要求，對于初中生來說，我們是要能夠掌握簡單的勞動技能的。有誰注意到在炒菜的過程中，火的大小使用是否有要求呢，和同學們分享自己的經驗呢？

【學生觀點】熱油的時候，需要大火，而炒菜的時候有時需要大火，而有時需要小火。

【問題驅動9】那么從化學的角度，燒菜為什么會需要不同的火呢？

【學生觀點】大火燃燒劇烈，放熱多。小火放熱少。

【問題驅動10】實際操作中我們是如何實現大小火的切換的呢？從燃燒反應角度，這樣操作的依據又是什么呢？

【問題驅動11】從燃燒反應的角度分析，還有哪些方法也能達到調控燃燒劇烈程度的目的？這樣的調控在生產生活中有著怎樣的應用呢？

【教師補充】圖片展示火炬、酒精燈、煤爐、柴灶等燃燒的調控措施；面粉廠、煤粉廠、加油站、礦井等的防燃、防爆措施。

設計意圖：讓學生從燃燒反應模型的角度認識通過調控可燃物與氧氣的濃度、可燃物與氧氣的接觸面積等可以控制燃燒反應的劇烈程度，從而調控燃燒釋放能量的多少，以達到生產生活中的能量需求，例如控制爆炸的發生等。進一步體會調控化學反應的重要意義。

6.建構燃燒反應的物質視角

【圖片展示】煤爐燃燒不充分帶來的煤氣中毒等危害。

【教師引導】請同學們從燃燒反應角度說一說，發生煤氣中毒的根本原因是什么？

【學生觀點】氧氣不充足，煤炭發生了不完全燃燒，生成了有毒的CO。

【問題驅動12】一塊1250 g 的煤炭（假設不含雜質），若完全燃燒，理論上至少需要多少的氧氣呢？

【學生觀點】學生根據碳燃燒的化學方程式計算理論耗氧量。

【問題驅動13】請同學們從化學角度說一說液氫做燃料的優點。

【學生觀點】①從資源角度，原料為水，來源廣泛；②從能量角度，其熱值高；③從物質角度，產物為水，無污染。

【問題驅動14】請同學們從資源、能量、物質等角度說說化石燃料的開發與利用中應該注意哪些方面？

【學生觀點】學生表述對化石燃料使用的認識。

【實踐活動】請課后調查家用燃料的變遷與合理使用。

設計意圖：讓學生從燃燒反應的角度認識，化學反應中各物質間存在定量關系，物質間配比不同，燃燒產物不同，對環境的影響不同，充分認識到合理利用、調控化學反應的重要性。并能通過分析認識到化石燃料的資源短缺問題，可以通過化石燃料的綜合利用提高化石燃料的利用率，從而獲得能源利用率最大化，再從元素守恒的角度，認識化石燃料使用過程中可能帶來的環境問題，樹立綠色環保的發展理念。

基于物質的變化與轉化大概念組織燃燒與滅火、爆炸、完全燃燒、不完全燃燒，化石燃料的開發與利用等內容教學，發揮大概念的統攝作用。通過化學變化的能量視角引入燃燒，建立燃燒反應表達式模型，從燃燒與滅火的化學反應本質、物質角度、能量角度組織單元教學。