主題情境統領單元復習

“物質的化學變化”單元的復習重點是學生可以從多角度認識化學變化，這里的多角度主要包含能夠從化學變化的特征、化學反應的類型、化學反應中的質量守恒與能量變化、化學反應的表示方法等多個化學視角，認識物質的性質、轉化，并能夠確定物質組成等。

傳統的復習課多采取“知識梳理—練習講解—鞏固提升”的模式進行，學生學習興趣不高，學習效果也一般。完備的知識應來自真實的教學情境，所以本節課教學圍繞“火箭燃料燃燒提供能量”這一真實情境展開，對物質的化學變化學習主題階段性復習進行探索與嘗試。

一、知識內容分析

本節課是在學生對燃燒已有一定認識的基礎上展開的，通過對不同燃料的分析，使學生能夠從變化類型、物質角度、微粒角度、定量關系、能量轉化、變化條件、反應現象、反應的應用、對反應的調控等多角度再次認識物質的燃燒。通過對燃燒反應的分析建立認知模型，使學生能夠將此模型應用于其他化學變化。

“物質的化學變化”主題下所涉及的主要內容如圖1。

圖1 “物質的化學變化”主題主要知識內容及其關系

在課程實施環節，圍繞“長征系列火箭燃料”創設一條情境線，通過情境引發問題，針對問題引導學生開展討論與思考；通過討論活動引領學生產生新的認知，從不同角度加深學生對化學變化的認識和理解。

二、 學情分析

學生已經能夠根據是否有新物質產生對“物質的變化”進行分類，可以用文字和符號等形式表示物質的變化過程；通過對可燃物燃燒條件的學習，知道可燃物燃燒需要滿足一定條件，同時學生也知道可以通過改變氧氣濃度、物質接觸面積等條件實現對反應的調控；通過對吸熱反應和放熱反應的學習，學生了解到化學變化的過程會伴隨能量轉化，在生產生活中可以對反應產生的能量加以利用；通過對質量守恒定律的學習，學生能夠從定量角度對化學反應進行分析和簡單計算。

學生對于化學變化的認識是零散的、不成體系的。例如，學生剛剛完成對“質量守恒定律”一章內容的學習，學生雖然能夠有意識地從質量角度分析化學反應，但更多關注的是物質種類的變化以及被消耗的反應物與生成物質量間的等量關系，而忽略在變化過程中原子種類及數目、元素種類保持不變等特性。

三、教學目標與復習思路

（一） 教學目標

1.通過對液氫、液氧反應的分析，使學生意識到對燃燒反應的認識可以有多種角度；

2.通過對多種火箭燃料的介紹，使學生知道可以通過調控實現操控反應、改變其釋放的能量的目的；

3.通過從多角度對燃燒反應的認識，形成對化學變化的認知模型。

（二） 復習思路

在教學過程中，通過對液氫、液氧燃燒反應的討論，使學生意識到對于該化學反應的認識可包含方程式、守恒關系、物質的變化、反應條件、實驗現象、反應中的能量變化等方面。

在初步形成認知模型后，繼續分析煤油、液氧和偏二甲肼、四氧化二氮這兩組組合如何能夠使反應產生的能量最大化，意識到可以通過改變可燃物或助燃物種類、改變物質間的接觸面積、改變反應物的質量比等形式對反應進行調控，體會調控化學反應的重要意義。學生可以對上述認知模型進行補充與完善，從而形成對化學變化的完整認知體系。（具體環節設置見表1）

四、 教學實踐

（一）重難點分析

1.教學重點：引導學生從化學變化中盡可能多的獲得信息，從而意識到對化學變化的認識可以是多角度的。

2.教學難點：形成多角度認識化學變化的認知模型。

（二） 教學過程

師：我們已經學習了很多化學變化，其中燃燒是一類特殊的反應，對燃燒的研究和應用伴隨著人類文明的發展。當今社會的發展更是離不開燃燒，比如利用燃燒釋放的能量將火箭送入太空，去探索地球以外的領域。

說到火箭發射，就不能不提我國自主研發的長征系列，長征五號火箭就是利用液氫液氧燃燒獲得能量。讓我們一起再次回顧長征五號火箭升空這一激動人心的時刻吧。

（學生觀看長征五號火箭升空視頻，感受燃燒對人類生活與進步的影響，并意識到燃燒的重要性。）

【活動1】請在紙條上寫出液氫燃燒的化學方程式，并從多角度描述燃燒的特點。

生：液氫燃燒是化學變化，屬于化合反應。

生：該反應能夠體現反應過程的反應物、生成物和反應條件。

生：該反應能夠體現質量守恒定律的內容，比如反應過程中元素種類、原子種類、原子數目不變。

生：該反應能夠體現各物質間的質量關系。

生：該反應是燃燒反應，伴隨發光、放熱的現象。

師：我們對于反應的認識要“有序”，可從類型、物質、元素、微粒的種類和質量、反應條件、能量變化和反應的應用等角度來認識反應。并不是所有的火箭都使用液氫、液氧為發動機推進劑。這個組合有很多的優勢，但也存在一定劣勢。

【閱讀任務1】請你通過閱讀資料，找到液氫、液氧做燃料的劣勢。

生：閱讀資料后進行總結——液氫易蒸發，存儲難度較大，在技術方面要求比較高。

師：因為液氫密度小，不同燃料在等質量情況下，液氫占的體積就比較大，故此長征五號火箭還有了一個名字叫“胖五”。

（學生觀看長征五號火箭與長征七號火箭的對比圖，感受它們的區別。）

師：有的火箭也會選擇煤油與液氧這樣的燃料組合，比如長征七號運載火箭。煤油的成分比液氫復雜，又稱火油、火水，是對石油分餾后獲得的含碳、氫元素的混合物，露營用的煤油燈里燒的就是煤油。

【閱讀任務2】通過閱讀資料，找到利用煤油做燃料的優勢和劣勢。

學生閱讀資料后進行總結——

優勢：價格適中，無毒無污染，環保綠色，且煤油沸點高，易儲存，不易泄漏，技術要求不高。

劣勢：液氧沸點較低，不易儲存；比沖低于液氫。

【活動2】請根據煤油的組成元素，推測它燃燒之后的產物，并寫出該過程的文字表達式。

（學生小組合作完成并進行展示說明。）

師：因為煤油含碳元素，如果煤油不完全燃燒，發動機會出現積碳的現象。如何調控，促進煤油的燃燒，使反應更加充分呢？說說你的思路與具體做法。

生：可通過增大物質間的接觸面積或增加氧氣濃度來促進煤油的充分燃燒，如霧化、噴淋、提高氧氣的量等。

師：我們也可通過改變可燃物或助燃物的種類實現對燃燒反應的調控。

在長征三號火箭的發射照片上可以看到，在火箭升空的瞬間會有大量很重的紅棕色煙霧出現，因為這款火箭的推進劑是偏二甲肼和四氧化二氮。

【閱讀任務3】通過閱讀資料，找到利用偏二甲肼與四氧化二氮做燃料的優勢和劣勢。

學生閱讀資料后進行總結——

優勢：沸點較高，燃料不易泄露，在常溫下便于儲存運輸，價格較為便宜。

劣勢：有劇毒，不環保，腐蝕性極強。

師：偏二甲肼與四氧化二氮做推進劑的其中一個優點就是不需要點火裝置，兩種物質接觸即會發生燃燒反應并釋放熱量。

【活動3】補全圖2偏二甲肼和四氧化二氮反應的微觀示意圖。寫出該反應的化學方程式，說說你對燃燒又有了什么新的認識。

圖2 偏二甲肼和四氧化二氮反應的微觀示意圖

生：依據反應前后原子種類、個數不變，在反應后微觀示意圖中畫出3個氧分子。結合反應微觀圖完成化學方程式書寫。

生：燃燒不一定需要有氧氣參加，其他有助燃性的物質也可替代氧氣發揮作用。

生：燃燒也不一定要有點燃的條件，可燃物著火點低于室溫時，不需要點燃可燃物就能燃燒。

師：同學們已經掌握了定性和定量相結合、宏觀與微觀相結合的角度認識化學變化。

生：補充完善板書設計，如圖3。

五、教學反思

（一）注重情境創設

情境的創設有助于激發學生的學習興趣，更重要的是可以引出真實問題，引導學生不斷進行探索。“火箭燃料選擇”這一情境的意義體現在以下三個方面：第一，情境有效承載“認識化學變化”這一核心知識；第二，情境具有較強的邏輯性，由學生已知的氫氣在氧氣中燃燒入手，在對已知反應進行分析后，通過改變可燃物、改變助燃物、改變反應條件、改變物質的接觸面積等條件，實現對反應的調控；第三，情境具有很好的育人價值，讓學生在學習化學知識的同時，增強民族自豪感與自信心，且在無聲中逐步滲透愛國情懷，發揮育人功能。

（二）嘗試多角度認識化學變化

任何問題都可以從多方面、多角度進行分析，化學反應也不例外。學生對于問題的分析多局限于當下所學知識，而經常忽略問題間的聯系。通過方程式你能獲得哪些信息？對于燃燒反應你又有了哪些新的認識？這些問題旨在引導學生從多角度對反應進行分析，不能只局限在當前所學質量守恒定律的內容，要將之前所學變化類型、反應類型、方程式含義、反應現象等內容進行聯系，從而形成認識化學反應的一般思路與模式。

（三）形成結構化認識

通過對真實問題的分析，使學生能夠利用宏觀、微粒、符號等多重含義表征化學變化，也使學生可以有意識地從多角度對化學反應進行調控，從而初步形成利用化學反應解決物質制備和檢驗等實際問題的思路，理解化學反應的應用價值與合理調控，在學生頭腦中構建起結構化認識。新授課是將知識逐步拆解，將復雜問題簡單化，這有助于學生的理解和掌握；而復習課則要將學生頭腦中細碎的零散知識聚攏化，使學生形成系統認知。本節課三個主要環節的設計，層層深入，有助于學生在頭腦中形成有關認識燃燒反應的知識網絡，并逐步拓展，進而成為認識化學反應的思維模型。在潛移默化中訓練學生的科學思維，培養學生的科學素養，使學生真正成為學習的主人。