基于化學(xué)觀念的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)“物質(zhì)燃燒的條件”教學(xué)設(shè)計(jì)嘗試

查衛(wèi)方（蘇州文昌實(shí)驗(yàn)中學(xué)校　江蘇蘇州　215153）

基于化學(xué)觀念的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)“物質(zhì)燃燒的條件”教學(xué)設(shè)計(jì)嘗試

查衛(wèi)方
（蘇州文昌實(shí)驗(yàn)中學(xué)校江蘇蘇州215153）

摘要：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)“物質(zhì)燃燒的條件”完成時(shí)間短，可以滿足學(xué)生探究欲望，給學(xué)生終身難忘的安全教育和化學(xué)觀念教育。文章對(duì)該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中的幾個(gè)不同階段和問題分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)，展示了基于化學(xué)觀念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)嘗試。

關(guān)鍵詞：化學(xué)觀念；燃燒條件；生命安全

中圖分類號(hào)：

文章編號(hào)：1008-0546（2015）03-0086-02G633．8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

化學(xué)觀念是指學(xué)生通過化學(xué)學(xué)習(xí)，在深入理解化學(xué)學(xué)科特征基礎(chǔ)上所獲得的對(duì)化學(xué)總觀性的認(rèn)識(shí)，它主要包括元素觀、微粒觀、變化觀、守恒觀、實(shí)驗(yàn)觀、分類觀、科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀以及實(shí)驗(yàn)對(duì)比等學(xué)科思維觀等。實(shí)施＂觀念建構(gòu)＂教學(xué)，有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)對(duì)知識(shí)的深刻理解和靈活應(yīng)用，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、該實(shí)驗(yàn)的意義與作用

教材安排這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，目的是驗(yàn)證物質(zhì)燃燒的條件。有的學(xué)生做了近二十分鐘就完成了。有老師說，實(shí)驗(yàn)?zāi)玫粢矝]事。

事實(shí)上，物質(zhì)燃燒是一種十分重要的現(xiàn)象，伴隨學(xué)生一生。人類區(qū)別于普通動(dòng)物之一是會(huì)用火石、鉆木、打雷等取火熟食?；鸩瘛⒋蚧饳C(jī)，家用煤氣灶具的點(diǎn)火，均與物質(zhì)燃燒條件息息相關(guān)。發(fā)生火災(zāi)，造成生命財(cái)產(chǎn)損失，會(huì)讓人痛心疾首；救火、逃生知識(shí)，事關(guān)社會(huì)每個(gè)人的生命安全。

燃燒的能量和安全，往往被人忽視。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以通過教材二次開發(fā)，讓學(xué)生體會(huì)能量守恒觀、微粒觀、對(duì)比思維和安全觀等化學(xué)觀念，引導(dǎo)學(xué)生思考身邊的燃燒現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，增強(qiáng)對(duì)火的敬畏意識(shí)。

二、燃燒概念與物質(zhì)燃燒條件的“課題式學(xué)習(xí)”的復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)

教學(xué)過程①導(dǎo)入：展示燃燒現(xiàn)象；激發(fā)學(xué)生利用燃燒產(chǎn)生能量的想象力和創(chuàng)造欲望。教學(xué)程序①展示火箭上天、建筑物被燒的震撼音頻，引出燃燒的能量與安全。給出蠟燭照明、煤氣燃燒和電燈通電發(fā)光的圖片；從變化與能量角度，說出生活中能量的利用與浪費(fèi)。②溫故：物質(zhì)燃燒條件；讓學(xué)生用對(duì)比的方法，尋找出這一過程中物質(zhì)燃燒條件的運(yùn)用。②讓學(xué)生點(diǎn)燃并熄滅一酒精燈。找出能燃燒（酒精蒸氣）和不能燃燒（燈芯的瓷蓋）的兩種物質(zhì)；找出能燃燒但沒有燃燒的兩種物質(zhì)：燈內(nèi)酒精和燈芯棉線；說出蓋滅酒精燈的作用。③知新（課題式）：探究酒精燈點(diǎn)燃中燈芯棉線沒有燃燒的原因。③發(fā)散思考，提出假設(shè)。查文獻(xiàn)法，根據(jù)酒精蒸汽與燈芯棉線著火點(diǎn)，內(nèi)焰中燈芯處溫度數(shù)據(jù)，探討酒精燈點(diǎn)燃中燈芯棉線沒有燃燒的原因。

酒精燈點(diǎn)燃中燈芯棉線沒有燃燒的原因論證如下：

首先，酒精蒸氣燃燒，焰心部分酒精蒸氣與空氣接觸少，溫度低。酒精燈的燈芯棉線受到內(nèi)焰部分酒精蒸汽的隔離，可以認(rèn)為與空氣中氧氣不接觸。其二，棉線著火點(diǎn)約150℃，95%工業(yè)酒精的燃點(diǎn)：390－430℃，閃點(diǎn)16℃。一般認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)酒精燈中使用的酒精濃度為95%，燃燒產(chǎn)生熱量被水吸收，水氣化帶走熱量，使燈芯棉線溫度不能達(dá)到其著火點(diǎn)。燈芯棉線有毛細(xì)管虹吸作用，源源不斷引導(dǎo)燈壺內(nèi)酒精和水的混合物到達(dá)燈芯瓷蓋以上棉線，這樣就形成了燈芯上酒精蒸汽燃燒而棉線不燃燒。所以，酒精蒸氣燃燒之后，可以認(rèn)為，酒精燈的燈芯棉線不與氧氣接觸，溫度也不易達(dá)到著火點(diǎn)。但是，根據(jù)2003年《化學(xué)教學(xué)》第11期王克勤等同志“酒精燈溫度的測(cè)定數(shù)據(jù)”文中數(shù)據(jù)表明：酒精燈點(diǎn)燃時(shí)，相對(duì)棉線燈芯高度0．0cm的三次焰心溫度測(cè)定數(shù)據(jù)依次為：400℃、400℃和420℃，平均406℃，而棉線著火點(diǎn)約150℃。由此得出的結(jié)論是：酒精燈燈芯棉線不燃燒，主要是受到內(nèi)焰酒精蒸汽的隔離，使棉線與空氣中氧氣不接觸而不能燃燒，并不是因?yàn)榫凭珶舻臒粜久蘧€著火點(diǎn)比酒精蒸汽的著火點(diǎn)高而

不能燃燒。課本“燒不壞手帕”的實(shí)驗(yàn)中，將酒精濃度調(diào)高，燃燒過程中酒精燃燒而手帕幾乎沒有燃燒，酒精即將燒完之后，手帕才被燒毀，應(yīng)該是同樣的原因。

三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)“物質(zhì)燃燒的條件”中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的兩種設(shè)計(jì)比較

有兩種教學(xué)設(shè)計(jì)。方案1讓學(xué)生有充裕時(shí)間去嘗試并思考，操作結(jié)束之后，再共同討論并總結(jié)，用時(shí)約四十分鐘。例如，實(shí)驗(yàn)1中學(xué)生一開始并不知道應(yīng)該將蘸95%酒精的玻璃棒放在哪一層火焰，知道放在外焰也不清楚放置最佳的部位；通過嘗試并思考，知道為了觀察到燃燒現(xiàn)象，應(yīng)將玻璃棒放外焰尖端或外側(cè)。筆者的教學(xué)公開課采用方案2，增加了實(shí)驗(yàn)提醒和實(shí)驗(yàn)總結(jié)；遺憾的是學(xué)生缺少嘗試發(fā)現(xiàn)的體驗(yàn)。現(xiàn)將兩種方案比較如下：

實(shí)驗(yàn)　方案1學(xué)生實(shí)驗(yàn)　方案2邊講邊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1問題：玻璃棒放酒精燈的內(nèi)焰、焰心?？床坏骄凭紵?，再伸入瓶中蘸95%酒精，存在安全問題。燈帽隨意扔放桌上提醒：用玻璃棒分別蘸95%酒精和蒸餾水在酒精燈火焰的要點(diǎn)：放外焰尖端，便于觀察現(xiàn)象。燈帽正放桌上。實(shí)驗(yàn)2問題：坩堝鉗夾持燃燒之后，不知道石棉網(wǎng)的用處。用完沒有及時(shí)蓋滅酒精燈。提醒：坩堝鉗夾持棉花和玻璃棒燃燒之后，應(yīng)放石棉網(wǎng)冷卻。用完及時(shí)蓋滅酒精燈。實(shí)驗(yàn)3問題：有的把兩燃燒蠟燭依次罩滅了。　提醒：燒杯罩燃燒蠟燭，盡量與桌面不留空隙實(shí)驗(yàn)4問題：坩堝鉗前端朝上夾小煤塊燒，坩堝鉗前端被燒?！√嵝眩痕釄邈Q前端朝下夾小煤塊燒，坩堝鉗夾的煤被燒。特點(diǎn)　獨(dú)立操作，嘗試發(fā)現(xiàn)得出結(jié)論　指導(dǎo)操作，按部就班得出結(jié)論

四、火柴燃燒現(xiàn)象中探究點(diǎn)的“問題式教學(xué)”設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)1：安排6位學(xué)生進(jìn)行游戲，體驗(yàn)生活中的化學(xué)。

將沒有火柴的空盒子、有火柴但沒有盒面的內(nèi)盒，分別交給前兩位學(xué)生。由于沒法操作，啞然失笑并恍然大悟：因?yàn)闆]有可燃物、溫度達(dá)不到著火點(diǎn)而劃不起來，兩位同學(xué)在嬉笑中被淘汰！然后，比一比誰能一次劃燃；再比一下誰的火柴燃燒旺且燃燒的時(shí)間長(zhǎng)。教學(xué)中提供火柴頭朝上、朝下兩種燃燒方式圖片暗示；一些老師也告訴學(xué)生第二種方式是正確的。做一做，事實(shí)真是這樣的嗎？

游戲中發(fā)現(xiàn)：第二種頭朝下方式火柴燒得旺，但保持時(shí)間并不長(zhǎng)；而且容易燒到手指。學(xué)生通過自己的實(shí)踐證明，必須克服思維定勢(shì)而采用辯證思維，火柴頭朝下且傾斜的燃燒才是好的方式，這也是生活中常有的方式。

設(shè)計(jì)2：火柴燃燒的火焰為什么總是朝上呢？（微粒觀看空氣密度變化）

先由學(xué)生搶答，學(xué)生想到熱氣球。然后，歸納總結(jié)：空氣受熱膨脹，微粒間隙變大，單位體積微粒數(shù)減少；與冷空氣相比，熱空氣密度變小，帶著火焰上升。

房間著火，應(yīng)該留在熱空氣中還是留在冷空氣中？展示消防員穿帶圖片和被燒傷人員痛苦治療的情景，學(xué)生真切領(lǐng)悟了不能玩火和正確逃生的意義。

再補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：點(diǎn)燃一高一低兩蠟燭，用大燒杯罩住。哪一個(gè)先熄滅？

學(xué)生意外看到蠟燭火焰，從高到低依次熄滅。從而進(jìn)一步驗(yàn)證：熱空氣密度??；熱空氣中二氧化碳變輕而積聚燒杯的上方。如果房間著火，二氧化碳和有毒煙氣主要留在熱空氣的上部。所以，逃生時(shí)應(yīng)該矮身退出房間。

五、生活中滅火方法問題討論的教學(xué)設(shè)計(jì)

例舉生活中滅火方法，方案如下：

方案1：給出燃燒圖片或火災(zāi)情景，學(xué)生說出滅火的方法與原理。這樣一種方案，學(xué)生容易按照老師的設(shè)定，總結(jié)得出老師設(shè)定的結(jié)果。

方案2：由學(xué)生舉出生活中滅火的方法，并說說滅火的原理。這樣一種方案，思維發(fā)散，通過總結(jié)滅火的原理實(shí)現(xiàn)思維收斂。課本就采用了這一種方式。

綜上所述，基于課本學(xué)生實(shí)驗(yàn)，可以保持實(shí)驗(yàn)原汁原味；通過探究點(diǎn)的開發(fā)，可以豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵并延伸知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)。滿足學(xué)生探究欲望，給學(xué)生終身難忘的安全教育和化學(xué)觀念的教育，才是真正盡了一個(gè)化學(xué)啟蒙老師的高尚義務(wù)。

參考文獻(xiàn)

［1］畢華林，盧?。瘜W(xué)基本觀念的內(nèi)涵及其教學(xué)價(jià)值［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，（6）

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2015．03．032