以“燃燒”為主題，引領(lǐng)初中化學(xué)深度學(xué)習(xí)

謝曉月

化學(xué)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的初中化學(xué)教學(xué)，讓我們深刻認(rèn)識到初中化學(xué)課堂在促進(jìn)學(xué)生能力發(fā)展方面的價值所在。初三學(xué)生剛剛接觸化學(xué)，對化學(xué)還沒有形成認(rèn)知，那么，怎樣才能從以科學(xué)知識的獲得為核心的教學(xué)，轉(zhuǎn)變到以學(xué)生認(rèn)知發(fā)展為核心的教學(xué)呢？這就需要從化學(xué)核心知識的角度深入理解和把握教學(xué)內(nèi)容，挖掘出具有深度學(xué)習(xí)價值的素材。

化學(xué)反應(yīng)觀是初中化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要核心內(nèi)容，化學(xué)反應(yīng)的系列知識是初三化學(xué)最重要的內(nèi)容。筆者以學(xué)生生活中比較熟悉的燃燒為學(xué)習(xí)主題，通過螺旋上升的方式系統(tǒng)地讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的核心知識，如化學(xué)變化的判斷方法、反應(yīng)物和生成物的判斷、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、質(zhì)量守恒定律思想的運用、表示化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式和化學(xué)反應(yīng)的可控性等，漸次深入、擴(kuò)展，逐步幫助學(xué)生建立起化學(xué)反應(yīng)觀。下面是筆者設(shè)計的關(guān)于燃燒主題的三輪螺旋主要思路。

第一輪螺旋，初步認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)以及發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時伴隨的能量變化

在第一單元，利用學(xué)生生活中比較熟悉的物質(zhì)作為學(xué)習(xí)主題，是幫助學(xué)生初步認(rèn)識化學(xué)變化的開始。以學(xué)生生活中較熟悉的蠟燭及其燃燒作為實驗探究對象，讓學(xué)生通過一堂課的實驗探究來觀察蠟燭點燃前、燃著時、熄滅后的現(xiàn)象，并學(xué)習(xí)用化學(xué)語言來描述觀察到的實驗現(xiàn)象。這樣既鞏固了學(xué)生認(rèn)識化學(xué)變化的特征，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)觀察化學(xué)變化的方法，以及如何驗證水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w這兩種生成物，又讓學(xué)生了解了什么是反應(yīng)物、什么是生成物，如何用文字表達(dá)式來形象地表示一個化學(xué)反應(yīng)等。

從學(xué)科知識角度看，燃燒是化學(xué)反應(yīng)的下屬概念，也是跟初中生生活密切聯(lián)系的一類化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生在生活中已經(jīng)積累了一些生活經(jīng)驗，如有火焰、放熱、燃燒后反應(yīng)物會減少等，但還不夠系統(tǒng)，有的觀點還不夠科學(xué)等。以蠟燭燃燒來作為主題探究的起點，主要是因為蠟燭是學(xué)生生活中比較熟悉的物質(zhì)，這也是學(xué)生有切身感受的具體的化學(xué)變化。在課堂上，筆者引導(dǎo)學(xué)生通過具體實驗探究來鞏固變化的判斷方法，學(xué)會判斷化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物，知道化學(xué)變化會伴隨著能量變化等。通過蠟燭及其燃燒的探究，使學(xué)生在剛學(xué)會判斷是否是化學(xué)變化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步詳細(xì)地了解化學(xué)變化的科學(xué)方法，學(xué)會觀察和描述變化中的現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，為后面第二單元中空氣和氧氣的學(xué)習(xí)奠定一些化學(xué)反應(yīng)的經(jīng)驗基礎(chǔ)。

第二輪螺旋，通過燃燒的微觀示意圖理解化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒定律

在第五單元，剛學(xué)完質(zhì)量守恒定律后，如何把反應(yīng)的文字表達(dá)式轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)方程式？怎么體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目相等？這需要教師利用素材來引導(dǎo)學(xué)生寫出化學(xué)方程式。書本上示范的木炭燃燒的方程式比較簡單，所以筆者把甲烷燃燒的微觀示意圖作為素材，讓學(xué)生寫出正確的化學(xué)方程式。主要思路如下：

引入：2017年，我國成功開采了海洋中的可燃冰，其主要成分是甲烷，為開發(fā)新能源做出了巨大的貢獻(xiàn)。甲烷燃燒生成二氧化碳和水，其微觀示意圖如下：

討論：根據(jù)以上微觀示意圖，如何寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式？

學(xué)生經(jīng)過小組討論，推出了多種可能，如在左邊再加一個氧原子、去掉兩個氫原子，或在右邊再加兩個氫原子、去掉一個氧原子等，這些可能性都是為了使反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目相等。學(xué)生再經(jīng)過集體討論分析，對各種可能一一評價，最終一致同意以下方法（如下圖所示）。

由此推出甲烷燃燒的化學(xué)方程式為：CH4+2O2=CO2+2H2O。

學(xué)生在上質(zhì)量守恒定律第一課時時已經(jīng)認(rèn)識了宏觀上物質(zhì)質(zhì)量相等，微觀上原子的種類和數(shù)目不變，實現(xiàn)了宏觀與微觀的結(jié)合。但從微觀角度來具體分析質(zhì)量守恒定律，如何體現(xiàn)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，如何讓學(xué)生真正體會從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)（即化學(xué)反應(yīng)前后原子的重組）來理解質(zhì)量守恒定律，引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的宏觀特征和微觀本質(zhì)之間建立思維模型，真正體會化學(xué)方程式的含義，這需要給學(xué)生機(jī)會來討論和分析。所以筆者在第二課時通過甲烷燃燒反應(yīng)物和生成物的微觀示意圖，讓學(xué)生討論出化學(xué)反應(yīng)的微觀示意圖，充分體會配平的思想，了解化學(xué)方程式的含義，體會正確書寫化學(xué)方程式的方法，加深宏觀與微觀之間的聯(lián)系。通過這樣的課堂教學(xué)設(shè)計，讓學(xué)生根據(jù)微觀示意圖來理解化學(xué)反應(yīng)中既要原子的種類、數(shù)目保持不變，又要符合客觀事實。另外，經(jīng)過這種討論分析也能更好地幫助學(xué)生理解化學(xué)方程式中各物質(zhì)間的微觀粒子數(shù)關(guān)系和各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，同時也為后面化學(xué)方程式的書寫和化學(xué)方程式的計算奠定了扎實的基礎(chǔ)。

第三輪螺旋，通過燃燒條件的探究認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的可控性

到第七單元之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了較多的燃燒反應(yīng)，所以對燃燒條件的研究也是水到渠成。在之前關(guān)于燃燒的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對燃燒的三個條件已積累了一定的實際經(jīng)驗，因此以上設(shè)計的探究活動僅僅讓學(xué)生認(rèn)識了燃燒的條件這一知識和運用對比實驗來設(shè)計實驗，缺乏深度學(xué)習(xí)和思維發(fā)展。經(jīng)過這兩年對化學(xué)核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)，筆者重新設(shè)計這一課題時想讓學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)是可以通過反應(yīng)物和外界條件來控制的，即以學(xué)生最熟悉的燃燒為例，讓學(xué)生明白不僅可以控制燃燒的發(fā)生，還可以控制燃燒的充分和熄滅等，從而讓學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)的可控性。

引入：從前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)了解到一個化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生是要有條件的，如何來控制一個化學(xué)反應(yīng)呢？下面以燃燒為例來研究。

問題1：前面我們已經(jīng)學(xué)過幾個燃燒的反應(yīng)，它們有哪些共同點？

分析：從學(xué)生熟悉的燃燒反應(yīng)開始，可以幫助學(xué)生總結(jié)出一些關(guān)于燃燒的知識，同時也為問題2的研究打下伏筆。

問題2：如何讓燃燒發(fā)生？

分析：引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)物、外界條件和生成物角度來研究，推出燃燒要發(fā)生需要可燃物、氧氣和一定溫度。如下圖所示：

化學(xué)教學(xué)要突破常規(guī)，需要教師長期引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角看問題。從化學(xué)反應(yīng)觀的角度看，燃燒作為化學(xué)變化的下屬概念，從燃燒的條件來看，要使化學(xué)反應(yīng)發(fā)生既要考慮反應(yīng)物因素，也要考慮溫度等外界因素。

問題3：如何設(shè)計實驗證明燃燒需要的條件？

分析：筆者讓學(xué)生就問題展開小組討論，提醒學(xué)生可以運用控制變量法的思想來設(shè)計實驗，證明燃燒不僅需要三個條件，而且這三個條件缺一不可。

問題4：如何讓燃料燃燒更充分？

分析：通過生活中的一些具體事例，如煤球變成蜂窩煤甚至煤粉，煤爐燃燒鼓空氣等，讓學(xué)生明白燃料燃燒更充分一是需要足夠多的氧氣，二是有足夠大的接觸面積或增加反應(yīng)物的濃度等，以加快化學(xué)反應(yīng)的速度。

問題5：如何讓燃燒著的蠟燭熄滅？

分析：通過學(xué)生小組討論和實驗探究，學(xué)生有很多滅火的方法，由此總結(jié)出滅火的三個原理，同時也讓學(xué)生明白可以通過控制反應(yīng)物和外界條件使化學(xué)反應(yīng)停止。

在大講核心素養(yǎng)的今天，需要將學(xué)生要學(xué)的具體知識點與化學(xué)核心知識和思維方法之間建立聯(lián)系，幫助學(xué)生逐步形成學(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，讓學(xué)生從中領(lǐng)悟解決一類問題的思維模型。要逐步提升學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，關(guān)鍵在于如何落實到課堂，筆者以燃燒為學(xué)習(xí)主題，通過三輪螺旋上升的教學(xué)設(shè)計，循序漸進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的舊知識中獲得新知識，逐漸幫助學(xué)生建立起化學(xué)反應(yīng)觀，引發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。