基于深度教學認識燃燒的條件

張惠嬌

【內(nèi)容摘要】挖掘“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗的深層價值，改進、創(chuàng)設(shè)有效情景對“可燃物”和“燃燒需要可燃物與氧氣或空氣接觸”重新定義，深度教學引導學生認識燃燒的條件。

【關(guān)鍵詞】物質(zhì)燃燒的條件 鐵絲在氧氣中燃燒 深度教學

一、深度教學，理解、思考與追問并重

1.源于教材——深度理解

教材作為教師教學的主要依據(jù)，學生學習知識的主要來源，其內(nèi)容觀點以及課堂運用教材能力對學生能力的培養(yǎng)起著決定性的作用。因此教師深入理解義務教育課程標準理念下的初中化學教材，不拘泥于教材又不背離教材，學會靈活、創(chuàng)造性的用好教材。以“燃燒的條件”為例：福建省所用的三種不同版本的教材對物質(zhì)燃燒條件的實驗設(shè)置存在較大的差異，也存在著各式各樣的問題。（1）實驗設(shè)計中燃燒的環(huán)境介質(zhì)不盡統(tǒng)一：人教版實驗中對比放在空氣中和水中的白磷，燒杯里的熱水沒有指明確切的溫度，熱水的溫度傳導到銅片上會造成一定的熱損失，另外，有人會因想到白磷在空氣中容易發(fā)生緩慢氧化，質(zhì)疑白磷有固定的著火點，無法確定水中白磷不燃燒是水的直接作用還是液封隔絕空氣的結(jié)果[1];粵教版和滬教版對比有無罩上容器的燃燒蠟燭實驗同樣會讓學生對蠟燭熄滅是二氧化碳的性質(zhì)所致還是隔絕氧氣的結(jié)果產(chǎn)生疑惑。（2）實驗設(shè)計中物質(zhì)選取存在缺漏：人教版的實驗選擇的白磷和紅磷都是可燃物，對于燃燒需要可燃物這一條件沒有創(chuàng)設(shè)對比實驗進行說明;粵教版和滬教版的實驗，選取的分別是在空氣中能燃燒和不能燃燒的物質(zhì)，容易導致學生形成“能在空氣中燃燒的物質(zhì)才具有可燃性”的片面認知。（3）實驗設(shè)計忽略了環(huán)保意識和課堂實效：人教版選用的白磷、粵教版和滬教版選用的煤塊和火柴直接暴露在空氣中燃燒，分別生成有毒的五氧化二磷和二氧化硫等物質(zhì)，污染環(huán)境，有害師生健康;同時點燃煤塊耗時長，白磷取用困難等問題都將嚴重降低課堂效率。源于上述理解，是否有比三種教材更好的、更能說明 “燃燒的條件” 問題的演示實驗，值得深思和探討。

2.源于思考——教師發(fā)展的核心

如果把教材中“燃燒的條件”的演示實驗改為：“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗，用以說明燃燒的條件，是否比三種教材更好的、更能說明 “燃燒的條件” 問題？首先，把“燃燒所需要的三個條件歸納為：（1）可燃物;（2）氧氣（或空氣）;達到燃燒所需的最低溫度。”的表述不很科學[2]，因為“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗可以說明鐵是可燃物，但鐵在空氣中不燃燒，只能在氧氣中燃燒。為此，要把燃燒條件第（2）點表述為“可燃物與氧氣接觸，同時氧氣必須達到可燃物燃燒所需的最低體積分數(shù)?！睍茖W。其次，如果把教材中“燃燒的條件”的演示實驗可以改為：“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗，有哪些需要探討的問題值得思考?；瘜W作為九年級學生的啟蒙課程，“要站在問題開始的地方，要面對原始的問題，而不要淹沒在文獻的海洋里?！蓖瑯?，化學教學不能淹沒在結(jié)論和題目的海洋里[3]。作為教師，在實驗教學中不能僅僅停留于膚淺的表面和考點，而應必須明白每個經(jīng)典實驗所蘊含的價值，在實踐中感悟，深度理解，挖掘其隱藏的科學方法、科學思想，幫助學生在探究中獲得思維的提升，體會思考的快樂。教師在教學實踐中應由教學診斷者變?yōu)榻虒W研究者，由學科知識管理者成為知識經(jīng)驗建構(gòu)者，由運用學科技術(shù)行動者成為學科實踐智慧擁有者的目標進行轉(zhuǎn)型。教師的教學過程是自身專業(yè)化成長的過程，深刻的思考，深度的理解必定促成教師發(fā)展，對教材實驗中出現(xiàn)問題的思考有益于教師的專業(yè)發(fā)展。

3.源于追問——問題導向是關(guān)鍵

“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗為學生學習認識燃燒的條件留下伏筆，在“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗中鐵絲點燃對溫度、氧氣濃度的要求以及自身燃燒的特殊情況正好為“燃燒的條件”探究和驗證提供了美好的素材和有利的證據(jù)。但是教材中的原型實驗在實際操作中成功率低，鐵絲燃燒時間過短，觀察不便等問題。如何進行實驗改進，提高實驗運用效率？實驗過程中，為什么要在鐵絲末端系一木條？為什么要將鐵絲繞成中間有空間的螺旋形狀？鐵絲在空氣中不能燃燒，在氧氣中可以燃燒，除了驗證了氧氣的性質(zhì)，跟燃燒的條件是否也存在密切的聯(lián)系？鐵絲只有在純凈的氧氣中才能燃燒嗎？如果將鐵絲換成鐵粉，能否會在空氣中燃燒？這些問題的顯示，就是要充分挖掘該實驗的深層價值，創(chuàng)設(shè)有效情景引導學生辯證認識燃燒條件，深度教學，而問題導向是關(guān)鍵。

二、對深度教學認識燃燒條件的實驗改進

1.鐵絲燃燒對氧氣的濃度要求

經(jīng)過教學中的實驗分析可得：鐵絲在氧氣體積分數(shù)達到60.22%就可以燃燒，而且氧氣體積分數(shù)越大，燃燒的現(xiàn)象越明顯，持續(xù)時間越長。同時隨著過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)增大，分解產(chǎn)生氧氣的速度越快，反應越劇烈，應注意實驗安全，防止玻璃片彈出傷人。因此在保證實驗安全的前提下，可以適當提高雙氧水的濃度，有利于迅速制取充足的氧氣，縮短實驗時間，增強鐵絲燃燒的可見性。

2.鐵絲在氧氣中燃燒的實驗改進設(shè)計

（1）實驗用品

儀器：32mm*200mm的耐高溫大試管、打火機、酒精燈、藥匙、10mL量筒，單孔橡膠塞（中間孔徑為1cm）

藥品：二氧化錳、直徑為0.83mm的粗鐵絲、直徑為0.20mm的細鐵絲（廢石棉網(wǎng)的鐵絲）、火柴梗（去掉火柴頭）、15%過氧化氫溶液。

（2）實驗裝置（圖1）

（3）實驗步驟

①將2根打磨光亮的長約為25cm的細鐵絲（廢石棉網(wǎng)上的鐵絲）盤成螺旋狀，且在下端系一段火柴梗。

②將適量的二氧化錳放入大試管中。

③用量筒量取約4mL質(zhì)量分數(shù)為15%的過氧化氫溶液，快速地倒入大試管中。

④用右手食指和中指夾住橡膠塞上面的粗鐵絲，用酒精燈點燃固定在橡膠塞下面的細鐵絲末端的火柴梗，待火柴?？烊急M時，將其伸入大試管中，觀察實驗現(xiàn)象。

3.利用鐵絲在氧氣中燃燒改進實驗創(chuàng)設(shè)課堂情景重新認識物質(zhì)燃燒的條件

根據(jù)上述表1情景對比分析總結(jié)：物質(zhì)的燃燒必須同時滿足以下三個條件：（1）物質(zhì)具有可燃性（不限條件，能夠燃燒的物質(zhì)就是可燃物）。（2）可燃物與氧氣接觸，同時氧氣必須達到可燃物燃燒所需的最低濃度。（3）溫度要達到可燃物的著火點。

三、立足生本——深度學習

只有將學生進行“深度學習”的“深度教學”，才是發(fā)展核心素養(yǎng)的教學。而“深度學習”的主體是學生，因此從學生的視角、認知層面，瞄準目標設(shè)計教學，思考教學內(nèi)容的演繹方式，放眼未來，才能促成學生終身發(fā)展。學習的建立源于體驗，沒有體驗的學習，就無法對所學的知識進行加工，就談不上深度實驗，更談不上深度學習，所以在教學實踐中，巧妙合理地設(shè)置有價值的問題情景，引領(lǐng)學生正確的思維方向，留給學生足夠的體驗時間、空間和權(quán)利，讓學生在質(zhì)疑、實踐中真正成為學習的主人，培養(yǎng)學生的改造力、創(chuàng)造力和解決問題的能力。教材中“燃燒的條件”的演示實驗改為：“鐵絲在氧氣中燃燒”，用上述方法改進，可以鼓勵學生自主取材，設(shè)置紙條、鐵絲、石塊在相同和不同濃度氧氣環(huán)境中燃燒情況為事實情景，合理安排小組分工，設(shè)置有效問題，引導學生走出常見的認知誤區(qū)，明確可燃物指的不僅僅是在空氣中可以燃燒的物質(zhì)，燃燒的實現(xiàn)不僅要求可燃物與氧氣接觸，同時要求氧氣必須達到可燃物所需的最低體積分數(shù)，培養(yǎng)學生團結(jié)合作精神，辯證思維習慣和創(chuàng)新能力。

結(jié)語

化學教師要從學生、教材、實驗出發(fā)，創(chuàng)設(shè)基于真實情景、價值引領(lǐng)、思辨培養(yǎng)、探究創(chuàng)新的教學才是“深度教學”，才能促成學生的發(fā)展和教師的專業(yè)發(fā)展。

【參考文獻】

[1]朱華英，劉懷樂.對空氣中氧氣含量測定實驗的改進[J].化學教學，2005（1）：21-21.

[2]王晶，鄭長龍主編.義務教育教科書·化學[M].北京：人民教育出版社，2012：129.

[3]耿雁冰.化學深度實驗的教學探究[J].教學參考.2016（7-8）：40-44.

【本文系福建省2019年度漳州市基礎(chǔ)教育課程教學研究立項課題“素養(yǎng)視域下農(nóng)村中學初中化學實驗教學有效性的研究”（課題編號ZPKTY19079）的研究成果之一?！?/p>

（作者單位：龍海市實驗中學）