激趣引路，上好項(xiàng)目導(dǎo)引課

施冰　王文娟　李易鴻　魏銳

一、“物理變化和化學(xué)變化”在項(xiàng)目中的作用分析

整個(gè)項(xiàng)目圍繞“燃燒”這一核心展開，了解物理變化和化學(xué)變化是什么，有助于學(xué)生認(rèn)識燃燒，了解燃燒。

蠟燭的燃燒本身承載多重功能價(jià)值。要探究燃燒的奧秘，我們可以找一個(gè)良好的燃燒載體，蠟燭便是這樣一個(gè)不錯(cuò)的選擇。蠟燭的燃燒，是生活中比較常見的一種燃燒現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生觀察蠟燭燃燒前、燃燒過程中以及燃燒后的現(xiàn)象，并要求學(xué)生將觀察到的現(xiàn)象描述出來，這樣不僅可以幫助學(xué)生形成有序、多角度的觀察思路，而且也讓學(xué)生經(jīng)歷了一個(gè)思維加工和科學(xué)方法建構(gòu)的過程。通過探測蠟燭火焰溫度的實(shí)驗(yàn)，可以告訴學(xué)生，觀察不僅僅只是用肉眼看這樣一種方式，還可以借助工具進(jìn)行。像這樣，從學(xué)生熟悉的蠟燭燃燒入手，不僅可以激發(fā)學(xué)生的探究興趣，而且可以豐富和發(fā)展學(xué)生對于普通事物背后所隱含的不普通的科學(xué)認(rèn)知。

最后，再借助不同形式的變化，豐富學(xué)生看待化學(xué)變化的視角。項(xiàng)目中涉及到蠟燭的燃燒，生成沉淀、氣體等有明顯現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究，還有通過加熱等控制反應(yīng)條件的實(shí)驗(yàn)。通過豐富的變化，幫助學(xué)生建立基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物質(zhì)變化、能量變化、反應(yīng)條件看待化學(xué)變化的多元視角。

二、教學(xué)中使用微型實(shí)驗(yàn)手段

相較于常規(guī)課，本節(jié)課的亮點(diǎn)之一就是使用了魏博士微型實(shí)驗(yàn)盒。該實(shí)驗(yàn)盒是將實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中所需的各實(shí)驗(yàn)用品和材料進(jìn)行微型化處理后，打包進(jìn)行配備。這樣不僅可以免去教師課前繁雜的準(zhǔn)備工作，而且便于學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。通過多次實(shí)踐表明，微型實(shí)驗(yàn)盒的使用，能夠有效地增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。本節(jié)課中學(xué)生使用了“蠟燭燃燒及其變化”和“物理變化和化學(xué)變化”兩套微型實(shí)驗(yàn)盒。

1.“蠟燭燃燒及其變化”微型實(shí)驗(yàn)盒介紹。

“蠟燭燃燒及其變化”微型實(shí)驗(yàn)盒是由微型塑料燒杯、木棍、鋁箔紙、木夾子、牙簽、蠟燭、指甲剪、打火機(jī)、Ca（OH）2溶液等組成。該實(shí)驗(yàn)包能夠完成蠟燭的物理性質(zhì)研究、蠟燭燃燒前后的變化、蠟燭燃燒時(shí)到底是誰在燃燒、蠟燭燃燒產(chǎn)物的檢驗(yàn)和火焰的溫度分布等實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)盒中儀器和試劑如圖1。

該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：

（1）探究蠟燭的物理性質(zhì)：取一小塊蠟，觀察顏色、狀態(tài)和氣味；取一杯水，把蠟放入水中，可以觀察到蠟漂浮在水面上。（見圖2）

（2）探究誰在燃燒：先用木棒將鋁箔紙卷成圓筒狀，抽出木棒，鋁箔圓筒呈中空狀態(tài)。待蠟燭燃燒穩(wěn)定后，將用木夾子夾住的圓筒的下端向蠟燭火芯處靠近，接近燭芯剩余1到2毫米時(shí)，豎直圓筒鋁箔。鋁箔上端冒出濃濃的白煙時(shí)，用打火機(jī)將其點(diǎn)燃。（見圖3）

（3）探究蠟燭燃燒產(chǎn)物：將干冷的燒杯罩在火焰的上方，觀察現(xiàn)象；迅速把燒杯倒過來，加入澄清石灰水1支，觀察現(xiàn)象。（見圖4）

（4）探究火焰溫度分布：右手持牙簽的一端，保持牙簽的平衡，放進(jìn)火焰的中間，距燭芯1到2毫米的位置，停留三秒，然后收回牙簽，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會發(fā)現(xiàn)牙簽燒黑的部位中間有一塊未黑。（見圖5）

2.“物理變化和化學(xué)變化”微型實(shí)驗(yàn)盒介紹。

“物理變化和化學(xué)變化”微型實(shí)驗(yàn)盒由微型點(diǎn)滴板、微型攪拌棒、指甲剪、鎂帶、小蘇打粉末膠囊、檸檬酸粉末、CuSO4固體膠囊、NaOH溶液、HCl溶液等組成。該實(shí)驗(yàn)盒能夠幫助學(xué)生完成CuSO4溶液和NaOH溶液反應(yīng)探究、鎂條和鹽酸反應(yīng)探究、小蘇打和檸檬酸反應(yīng)探究。實(shí)驗(yàn)盒中儀器和試劑如圖6。

（1）探究CuSO4溶液和NaOH溶液反應(yīng)：取出硫酸銅膠囊，將一端捏扁，用指甲剪剪開捏扁處。取出少量硫酸銅晶體置于一片白紙上，將白紙對折，用木棒碾壓幾下，得到硫酸銅粉末。向點(diǎn)滴板1孔、2孔分別加入硫酸銅晶體、硫酸銅粉末，然后向兩孔內(nèi)均擠入水，攪拌溶解，觀察現(xiàn)象。（見圖7）

（2）探究檸檬酸和小蘇打的反應(yīng)：向點(diǎn)滴板的孔中分別加入少量的檸檬酸和小蘇打粉末，攪拌均勻，然后加入水直至溶解，觀察現(xiàn)象；用手觸摸點(diǎn)滴板的下側(cè)外壁，感受溫度變化。（見圖8）

（3）探究鎂條和稀鹽酸的反應(yīng)：先用砂紙打磨鎂條表面，直至表面光亮。向點(diǎn)滴板孔中加入鎂條，然后擠入稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。用手觸摸點(diǎn)滴板的下側(cè)外壁，感受溫度變化。

三、基于微型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)展開

1.蠟燭燃燒細(xì)探究，感知物理變化和化學(xué)變化。

上課開始，教師演示“不怕燃燒的手”小魔術(shù)，當(dāng)學(xué)生看到手套在酒精燈上燒著，手竟然完好無損，此時(shí)，學(xué)生的探究興趣被充分激發(fā)出來。教師借此引出項(xiàng)目“探索燃燒的奧秘”和本節(jié)課的主角——蠟燭。

隨后，教師指導(dǎo)學(xué)生完成“蠟燭燃燒及其變化”探究實(shí)驗(yàn)。由于這是學(xué)生第一次接觸到實(shí)驗(yàn)以及微型實(shí)驗(yàn)盒，所以，實(shí)驗(yàn)前教師首先講解了微型實(shí)驗(yàn)盒中的實(shí)驗(yàn)用品和使用時(shí)的注意事項(xiàng)，隨后布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法的指導(dǎo)。教師提醒學(xué)生要注意觀察蠟燭燃燒前后的變化，并且提示學(xué)生可以按照實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)過程中以及實(shí)驗(yàn)后的時(shí)間順序進(jìn)行觀察和記錄。學(xué)生根據(jù)教師和現(xiàn)場專家的指導(dǎo)順利地完成了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究。在探究蠟燭的燃燒到底是誰在燃燒時(shí)，學(xué)生對于引出的白煙能夠燃燒非常好奇，積極主動(dòng)地去動(dòng)手嘗試引出更多的白煙。當(dāng)探究燃燒的產(chǎn)物都有什么時(shí)，學(xué)生觀察到澄清的石灰水變渾濁，才明白原來蠟燭沒有消失，它只是轉(zhuǎn)化成了二氧化碳。整個(gè)探究過程中，課堂紀(jì)律雖然有點(diǎn)混亂，但學(xué)生都表現(xiàn)出了極高的探究興趣和熱情。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對蠟燭的燃燒有了更加全面的認(rèn)識。

2.問題引領(lǐng)，初識化學(xué)變化。

在教師問題引領(lǐng)下，學(xué)生分組匯報(bào)了實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。教師借助蠟燭燃燒轉(zhuǎn)變成水和二氧化碳這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引出化學(xué)變化的概念，并借助粉筆折斷、玻璃打碎等生活現(xiàn)象引出物理變化的概念。教師讓學(xué)生舉出生活中常見的物理變化的例子，使學(xué)生對兩者的區(qū)別有一個(gè)初步的認(rèn)識。

3.動(dòng)手再探究，深入了解化學(xué)變化。

在對物質(zhì)變化有了初步的認(rèn)識之后，為了使學(xué)生對化學(xué)變化有更為深刻的理解，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生探究豐富多彩的化學(xué)變化。學(xué)生親自使用微型實(shí)驗(yàn)盒，完成相關(guān)的探究。

隨后，教師和一位學(xué)生演示了堿式碳酸銅的加熱分解實(shí)驗(yàn)。所有實(shí)驗(yàn)完成后，教師讓學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及分析物質(zhì)發(fā)生何種變化并要求學(xué)生給出相應(yīng)的證據(jù)。學(xué)生對物質(zhì)發(fā)生何種變化進(jìn)行了較好的分析。此時(shí)，學(xué)生對化學(xué)變化的認(rèn)識由簡單的只關(guān)注是否有新物質(zhì)產(chǎn)生，發(fā)展為能夠關(guān)注化學(xué)變化過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、能量變化等，學(xué)生對于化學(xué)變化的認(rèn)識在不斷地豐富和完善。

4.總結(jié)提升，完善看待化學(xué)變化的視角。

教師進(jìn)一步總結(jié)物理變化和化學(xué)變化的本質(zhì)區(qū)別，告訴學(xué)生發(fā)生化學(xué)變化的過程中可能會伴隨有沉淀、氣體、發(fā)光或者發(fā)熱等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生認(rèn)識到看待化學(xué)變化要從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物質(zhì)變化、能量變化和反應(yīng)條件四個(gè)方面進(jìn)行。

四、微型實(shí)驗(yàn)的功能價(jià)值分析

1.增加學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，使得學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣增加。

為保證學(xué)生能親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，采用4人一組共享一套微型實(shí)驗(yàn)盒的方式，小組內(nèi)分工合作完成實(shí)驗(yàn)，這種方式使得每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手機(jī)會。

初中生對感性知識的需求較高，但是邏輯推理能力較弱，所以應(yīng)該盡量讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。課后的學(xué)生訪談中，多數(shù)學(xué)生表示，親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，改變了以往認(rèn)為化學(xué)課枯燥無趣的看法，提升了對化學(xué)課的喜愛程度，并且感覺到，這種邊思考邊實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程比教師單純講授更有意思，更能引起自己的興趣。

2.幫助學(xué)生形成并且理解化學(xué)概念。

化學(xué)概念是將化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實(shí)經(jīng)過比較、綜合、分析、歸納、類比等抽象出來的理性知識，它是已經(jīng)剝離了現(xiàn)象的一種更高級的思維形態(tài)，反映著化學(xué)現(xiàn)象及事實(shí)的本質(zhì)，是化學(xué)學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)概念的形成過程，總是從感知開始的，并且要經(jīng)歷學(xué)習(xí)者的思維加工。此階段的中學(xué)生更易接受形象的感知信息，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是很好的感性材料，所以應(yīng)多讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，自主抽象，形成化學(xué)概念。

本節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)生通過探究蠟燭燃燒過程變化，初步建立化學(xué)變化的概念；接著，通過粉筆折斷等兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，對物理變化和兩者的區(qū)別有了一個(gè)初步認(rèn)識；通過繼續(xù)動(dòng)手探究“硫酸銅和氫氧化鈉”等4個(gè)典型的化學(xué)變化的實(shí)驗(yàn)，對化學(xué)變化有了深入的了解。

3.培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和探究能力。

探究意識和探究能力的培養(yǎng)對學(xué)生的發(fā)展十分重要，教師在教學(xué)過程中要充分重視該能力的培養(yǎng)。

課后訪談中，學(xué)生均表示實(shí)驗(yàn)探究讓自己收獲很多。首先，實(shí)驗(yàn)探究過程有利于幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題。如，有同學(xué)觀察到燒杯罩在蠟燭上方，蠟燭會緩慢地熄滅，于是猜想物質(zhì)的燃燒應(yīng)該需要氧氣，并且該學(xué)生表示要繼續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想。其次，探究過程能幫助學(xué)生改變原有的概念，促進(jìn)認(rèn)識轉(zhuǎn)變。如在探究火焰溫度分布時(shí)，有學(xué)生表示對燃燒有了新的看法：上課前，認(rèn)為燃燒是火苗中的火轉(zhuǎn)移到可燃物上，使其燃燒，但是在做火焰溫度測試時(shí)，發(fā)現(xiàn)燃燒時(shí)火焰提供溫度，達(dá)到著火點(diǎn)物質(zhì)才能燃燒。第三，實(shí)驗(yàn)探究過程有助于增強(qiáng)學(xué)生的探究意識。訪談中，學(xué)生又提出許多想要繼續(xù)探究的問題，如：是否所有的物質(zhì)燃燒都能產(chǎn)生二氧化碳和水；燃燒的條件是什么；不同的物質(zhì)燃燒時(shí)，應(yīng)該選擇何種滅火劑；為什么能發(fā)生自燃現(xiàn)象；可燃物是否有共性；等等。