資源簡介

燃燒與滅火
一．教材分析
“燃燒和滅火”是義務(wù)教育化學(xué)教材人教版第七單元“燃料及其利用”課題１的內(nèi)容。教材將化學(xué)學(xué)科知識與社會知識緊密聯(lián)系，前承接化學(xué)變化的物質(zhì)變化、現(xiàn)象、表征、條件等維度的內(nèi)容，后聯(lián)系化學(xué)變化的能量、調(diào)控以及化學(xué)學(xué)科與社會發(fā)展等維度的內(nèi)容。本課題教學(xué)內(nèi)容旨在使學(xué)生形成 “條件是認(rèn)識化學(xué)變化的一種基本視角”，深化“在一定條件下通過化學(xué)反應(yīng)可以實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化”的化學(xué)觀念。同時滲透了以實驗為主進(jìn)行證據(jù)推理的科學(xué)探究實踐、對比與變量控制的科學(xué)思維和對“化學(xué)促進(jìn)人類文明和社會可持續(xù)發(fā)展的積極認(rèn)識”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
二．學(xué)情分析
學(xué)生此前已學(xué)習(xí)了氧氣的性質(zhì)及用途，對木炭、紅磷、硫粉、氫氣、鐵絲、鎂條、一氧化碳、酒精、石蠟等物質(zhì)的燃燒現(xiàn)象和燃燒過程中的物質(zhì)變化有所了解。同時具備一定的基本實驗技能、實驗探究能力和分析推理能力，對生活中的燃燒現(xiàn)象和滅火方法也有一定的了解。在對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識上，能熟練地運(yùn)用物質(zhì)變化和現(xiàn)象視角看待問題，但幾乎不能從條件視角、能量視角認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，不能從系統(tǒng)思維的角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，沒有形成 “在一定條件下實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化”的化學(xué)觀念。
三．教學(xué)目標(biāo)
1.通過燃燒條件的探究實驗，體驗用控制變量的方法來研究多變量化學(xué)問題，培養(yǎng)證據(jù)推理意識和科學(xué)探究能力。 2.通過對蠟燭燃燒前和熄滅后裝置內(nèi)氧氣含量的測定，制造認(rèn)知沖突，糾正對燃燒條件的認(rèn)知偏差，修正燃燒條件模型，將認(rèn)識燃燒條件的視角從定性轉(zhuǎn)為定量。 3.通過火折子的點(diǎn)火、存火、旺火和熄火，建立“可以通過控制反應(yīng)的條件促進(jìn)或者抑制反應(yīng)的發(fā)生”的化學(xué)觀念。 4.通過火折子保存火種的功能與奧運(yùn)火炬的預(yù)燃室之間的聯(lián)系，體會傳統(tǒng)文化中的智慧，對化學(xué)學(xué)科促進(jìn)人類文明和社會可持續(xù)發(fā)展的重要價值具有積極的認(rèn)識。
四．重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn)：探究燃燒的條件和控火、滅火的方法。 難點(diǎn)：控制變量法在探究燃燒條件中的應(yīng)用。
五．設(shè)計思路
六．教學(xué)過程
任務(wù)1.似曾相識——認(rèn)識燃燒
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
導(dǎo)課 【播放】古裝劇中使用火折子的場景 【提問】你相信吹氣能生火嗎？ 邀請一位同學(xué)現(xiàn)場吹氣生火 【講述】老師拿著的這個寶貝叫火折子，它是古人隨身攜帶用來點(diǎn)火的黑科技，今天這節(jié)課咱們就來探索火折子的秘密。 觀看吹氣生活的視頻，看同學(xué)現(xiàn)場表演吹氣生火 創(chuàng)設(shè)“吹氣生火”的情境，使學(xué)生對火折子產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心和探究欲。
認(rèn)識燃燒 【提問】對著火折子吹氣時，你看到了什么現(xiàn)象？ 【提問】你學(xué)習(xí)過哪些燃燒？它們有什么共性？ 【提問】什么是燃燒？ 生1：看到了火——燃燒。 生2：學(xué)過木炭、紅磷、硫粉、氫氣、鐵絲等的燃燒。 生3：有氧氣參加、發(fā)光、放熱。 閱讀教材，找出燃燒的定義。 聯(lián)系學(xué)生已有知識和經(jīng)驗來認(rèn)識燃燒，發(fā)展學(xué)生從經(jīng)驗和教材中獲取和加工關(guān)鍵有效信息的能力。
任務(wù)2：生火有道——探索火折子吹氣生活的奧秘
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
設(shè)計實驗探究燃燒的條件 【提問】燃燒需要具備哪些條件？請同學(xué)們做出合理猜想？ 【提問】讓物質(zhì)燃燒，是滿足一個條件還是三個條件必須同時滿足？ 【講述】如果想讓物質(zhì)燃燒，該物質(zhì)必須具有可燃性，沒有可燃性的物質(zhì)是無法燃燒的，所以說可燃物是物質(zhì)燃燒的必備條件之一，你們認(rèn)可嗎？ 【講述】接下來我們的任務(wù)就是探究可燃物燃燒是否必須滿足另外兩個條件。當(dāng)有兩個或多個變量對某一問題有影響時，我們在研究時要注意什么？ 請同學(xué)們根據(jù)所提供的器材和藥品設(shè)計實驗方案并實施實驗。 生1：燃燒需要具備可燃物、氧氣和一定溫度。 生2：三個條件同時滿足。 生3：認(rèn)可。 生4：控制變量。 小組討論，設(shè)計實驗方案并實施實驗。 引導(dǎo)學(xué)生圍繞實驗?zāi)康倪M(jìn)行合理的猜想與假設(shè)，強(qiáng)化控制變量思想在探究多變量問題中的應(yīng)用，增強(qiáng)證據(jù)推理能力。
小組成果展示 構(gòu)建燃燒模型 【講述】你所設(shè)計的實驗是如何證明燃燒條件的？請用如下模型展示并分享你的實驗方案、現(xiàn)象及結(jié)論 【提問】通過上述實驗的探究，我們得出了燃燒條件模型，即“火三角”，請同學(xué)們思考：如何結(jié)合“火三角”，將燃燒的定義模型化？ 引導(dǎo)學(xué)生得出燃燒模型： 學(xué)生分組展示自己的實驗設(shè)計思路、實驗現(xiàn)象及實驗結(jié)論。 思考并表述燃燒模型 借助自制磁性教具，使學(xué)生的設(shè)計思路更顯性直觀。展示環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生語言表達(dá)能力。
“吹氣生火”大揭秘 【演示】火折子“吹氣生火” 【課件展示】《天工開物》中火折子的制作方法，尋找燃燒條件 觀察火折子內(nèi)保存著暗火 從古書記載中尋找燃燒條件 運(yùn)用建構(gòu)的模型揭秘火折子吹氣生火，強(qiáng)化模型運(yùn)用能力。
任務(wù)3.馭火有方——揭秘火折子保存火種的方法
修正模型 打開定量視角 【提問】蓋上蓋子，火折子為什么沒熄滅？ 【演示實驗】用氧氣濃度傳感器測定蠟燭燃燒前和熄滅后裝置內(nèi)氧氣濃度變化。 【提問】這個實驗讓你對燃燒條件有什么新的認(rèn)識？ 引導(dǎo)學(xué)生修正“火三角”，繪制蠟燭燃燒時的氧氣濃度數(shù)軸。 【提問】當(dāng)氧氣濃度介于C1-C2之間時，燃燒情況如何？ 【展示】火折子的竹筒構(gòu)造，揭秘火折子保存火種的方法。 思考火折子沒熄滅的原因 生答：氧氣接觸不一定會燃燒，燃燒需要一定的氧氣濃度。 思考并回答：燃燒不旺盛。 通過對蠟燭燃燒前和熄滅后裝置內(nèi)氧氣含量的測定，制造認(rèn)知沖突，糾正對燃燒條件的認(rèn)知偏差，修正燃燒條件模型，將認(rèn)識燃燒條件的視角從定性轉(zhuǎn)為定量。抽象出燃燒的氧氣濃度數(shù)軸，為揭秘火折子保存火種的方法找到依據(jù)。
運(yùn)用模型存火旺火熄火 【提問】如何使火折子燃燒旺盛起來？ 【提問】使用完后，如何真正熄滅火折子？滅火原理是什么？ 引導(dǎo)學(xué)生形成燃燒、控火、滅火模型： 生1:吹氣，增大氧氣濃度 生2：增加燃芯用量 生1：用水澆滅——降溫到著火點(diǎn)以下。 生2：移走燃芯——清除可燃物。 生3：蓋上蓋子，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)氣孔，使之完全封閉——隔絕氧氣。 依據(jù)燃燒模型衍生出控火及滅火方法。
拓展運(yùn)用 【展示】中華人民共和國中央人民政府網(wǎng)關(guān)于北京奧運(yùn)珠峰特種火炬的“雙火焰”記錄。 【提問】在北京奧運(yùn)珠峰特種火炬的預(yù)燃室身上，我們看到了誰的影子？ 閱讀網(wǎng)頁信息 感受火折子智慧的傳承與創(chuàng)新。 從傳統(tǒng)文化走向現(xiàn)代科技，體會化學(xué)學(xué)科促進(jìn)人類文明和社會可持續(xù)發(fā)展的重要價值。
任務(wù)4.他山之石——自制火折子
自制火折子 【課件展示】《天工開物》中火折子的制作方法。 【提問】傳統(tǒng)火折子的燃芯中添加了硫磺，它燃燒的產(chǎn)物對空氣有污染，可以用什么物質(zhì)替代傳統(tǒng)火折子中的燃芯原料？ 組織學(xué)生分組制作燃芯并組裝火折子。 談?wù)摬?yōu)化火折子的燃芯材料。 動手制作燃芯并組裝火折子。 討論并優(yōu)化火折子的燃芯配方，引導(dǎo)學(xué)生形成綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展觀；動手制作火折子，從理論到實踐，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的融合發(fā)展。
成果展示 組織學(xué)生展示自己的火折子 用自己制作的火折子展示點(diǎn)火、控火、吹氣旺火、滅火的全過程。 通過成果展示，將火折子點(diǎn)火、控火、旺火、滅火知識鏈接起來，同時體會到探索的成就感。
拓展升華 【講述】小小的火折子承載著人類控制燃燒的智慧。在我們現(xiàn)在的生產(chǎn)生活中，控制燃燒也有非常重要的意義和價值。 【播放】雙曲線二號火箭的成功發(fā)射與回收。 觀看雙曲線二號火箭的成功發(fā)發(fā)射與精準(zhǔn)回收，體會控制燃燒的重要意義和價值。 將國家航天事業(yè)的最新成就與控制燃燒聯(lián)系起來，體會控制燃燒的現(xiàn)實意義與價值，同時增強(qiáng)民族自豪感。
板書設(shè)計
八．教學(xué)設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)
1.“情境”“活動”與“任務(wù)”三位一體，聚焦素養(yǎng)并落實素養(yǎng)發(fā)展。基于建構(gòu)主義思想的“情境”“活動”與“任務(wù)”三位一體教學(xué)設(shè)計，其“情境”、“活動”與“任務(wù)”之間的關(guān)系如圖所示。“任務(wù)”與“活動”分別回答了學(xué)什么與怎么學(xué)的問題，“情境”則提供了學(xué)習(xí)背景，情境對于激發(fā)和推動學(xué)生化學(xué)學(xué)科認(rèn)識活動和化學(xué)學(xué)科實踐活動，促進(jìn)素養(yǎng)主動、全面地發(fā)展具有非常重要的意義和價值。 本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計在“認(rèn)識燃燒”、“探索火折子吹氣生火的奧秘”、“揭秘火折子保存火種的方法”、“自制火折子”四個有效任務(wù)的驅(qū)動下，以火折子吹氣生火的情境為背景，激發(fā)學(xué)生探究燃燒條件、控火和滅火的方法，一以貫之地將“條件是認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的一種基本視角”蘊(yùn)含其中，將“在一定條件下實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化”的化學(xué)觀念顯性化呈現(xiàn)。通過 “為我所控、方能為我所用”的概括提升，體現(xiàn)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)具有重要的學(xué)科應(yīng)用價值，從而實現(xiàn)素養(yǎng)的聚焦與落實。 2.關(guān)注學(xué)生認(rèn)識燃燒的系統(tǒng)性思維發(fā)展 學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展是一個持續(xù)進(jìn)步的過程。義務(wù)教育化學(xué)核心素養(yǎng)前銜接小學(xué)科學(xué)課程，后銜接高中化學(xué)課程，素養(yǎng)的進(jìn)階具有階段性和系統(tǒng)性。從教師教學(xué)的層面上講，對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識到此課題時，應(yīng)該從物質(zhì)、現(xiàn)象、 表征以及反應(yīng)類別視角發(fā)展到條件視角，后續(xù)還將發(fā)展能量視角等。從學(xué)生的學(xué)習(xí)層面講，在本課題學(xué)生只認(rèn)識燃燒條件和滅火原理是不夠的，“燃”與 “滅”只是燃燒變化的２個特定點(diǎn)，控制 “燃”與“滅”也只是燃燒應(yīng)用的兩種“極端狀態(tài)”， 日常的生產(chǎn)生活更需要能控制燃燒 “旺 ”與“弱”的若干中間狀態(tài)。本課教學(xué)設(shè)計充分考慮了這２個層面上認(rèn)識燃燒條件的系統(tǒng)性思維問題。 3.修正燃燒模型，將對燃燒條件的認(rèn)識從定性轉(zhuǎn)向定量 本節(jié)課的設(shè)計中，通過科學(xué)探究得出燃燒條件為“可燃物、與氧氣接觸、溫度達(dá)到著火點(diǎn)”，然后通過對蠟燭燃燒前和熄滅后裝置內(nèi)氧氣含量的測定，制造認(rèn)知沖突，糾正對燃燒條件的認(rèn)知偏差，修正燃燒條件模型，將認(rèn)識燃燒條件的視角從定性轉(zhuǎn)為定量，同時培養(yǎng)了學(xué)生質(zhì)疑、思辨的科學(xué)精神。
《燃燒與滅火》導(dǎo)學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.會運(yùn)用控制變量法設(shè)計實驗探究燃燒條件，構(gòu)建燃燒模型。 2.通過修正燃燒條件，逐步培養(yǎng)質(zhì)疑和思辨的精神。 3.體會控制燃燒在生產(chǎn)生活、航天科技等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用價值。
重點(diǎn) 探究燃燒的條件和控火、滅火的方法。
難點(diǎn) 控制變量法在探究燃燒條件中的應(yīng)用。
【預(yù)習(xí)案】
知識準(zhǔn)備：知道常見物質(zhì)如木炭、紅磷、硫粉、氫氣、鐵絲、鎂條、一氧化碳、酒精、石蠟等物質(zhì)的燃燒現(xiàn)象和燃燒過程中的物質(zhì)變化，并能書寫常見物質(zhì)燃燒的化學(xué)方程式；
【學(xué)習(xí)案】
任務(wù)1.似曾相識——認(rèn)識燃燒
這些物質(zhì)的燃燒具有什么共同點(diǎn)？什么是燃燒？
物質(zhì)燃燒 木炭燃燒 硫燃燒 鐵絲燃燒 鎂條燃燒
共同點(diǎn)
任務(wù)2.生火有道——探索火折子吹氣生活的奧秘
提出問題:燃燒需要具備哪些條件？
猜想假設(shè)：①
②
③
設(shè)計實驗：（控制變量法）
設(shè)計實驗驗證燃燒要與氧氣接觸
設(shè)計實驗驗證燃燒要達(dá)到一定溫度
控制因素（不變量） 研究因素（變量） 對照組情況 實驗方案 （畫圖） 預(yù)計現(xiàn)象 結(jié)論
可燃物、 一定溫度 氧氣 可燃物、一定溫度、有氧
可燃物、一定溫度、無氧
可燃物、 氧氣 溫度 可燃物、有氧、溫度達(dá)到著火點(diǎn)
可燃物、有氧、溫度未達(dá)著火點(diǎn)
以上實驗說明燃燒必須具備哪些條件？
任務(wù)3.馭火有方——揭秘火折子保存火種的方法
實驗：用氧氣濃度傳感器測定集氣瓶內(nèi)的氧氣濃度為 ，將燃著的蠟燭放入集氣瓶中，蓋上玻璃片，觀察到蠟燭 ，用氧氣濃度傳感器測量瓶中剩余氣體中的氧氣濃度為 。 經(jīng)實驗測定，C1≠0，你對燃燒條件有什么新的認(rèn)識？ 如何讓火折子的火種保存較長時間？ 如何讓火折子真正熄滅？所用滅火原理是什么？
任務(wù)4.他山之石——自制火折子
根據(jù)燃燒原理，可以用什么常見物質(zhì)替代傳統(tǒng)火折子中的燃芯原料？
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