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    實驗探究:為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象


    2013-09-12 14:11:52   來源:   撰稿:楊帆   攝影攝像:    ;  評論:0 點擊:

    教學設計課 題 實驗探究:為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象 授課教師 張尤俊 工作單位安徽省銅陵市第三中學   ● 課題定位   1.課題類型:原創實驗探究課。  2.授課位置:高一下學期必修內...

    教學設計
    課 題 實驗探究:為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象
    授課教師 張尤俊 工作單位
    安徽省銅陵市第三中學
      ● 課題定位
      1.課題類型:原創實驗探究課。
      2.授課位置:高一下學期必修內容學習完成后或高二上學期進行中。
      3.定位依據:根據高中化學新課程標準要求和課題內容特點確定。
      (1)《普通高中化學課程標準(實驗)》第三部分內容標準必修課程要求
      ①《化學1》主題2化學實驗基礎內容標準1“體驗科學探究的過程,學習運用以實驗為基礎的實證研究方法”、標準4“能夠獨立或與同學合作完成實驗,記錄實驗現象和數據,完成實驗報告,并能主動進行交流”,以及主題3常見無機物及其應用內容標準3“根據生產、生活中的應用實例或通過實驗探究,了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質”和內容標準6 “通過實驗了解氯、氮、硫、硅等非金屬及其重要化合物的主要性質”。
      ②《化學2》主題3化學與可持續發展內容標準1“了解甲烷、乙烯、苯等的主要性質”和內容標準2“知道乙醇、乙酸、糖類、油脂、蛋白質的組成和主要性質”。
      (2)課題內容特點
      ① 燃燒是最常見的化學現象。經過初三和高一兩年的學習,學生已經掌握了很多可以燃燒的無機物和有機物,也熟悉了這些物質燃燒時的實驗現象。“木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象”是我們已經掌握而且非常熟悉的化學知識,但是無論是對于高一的學生,還是部分教師來說,“為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?”都是一個看似簡單卻又難以回答清楚的問題,而通過簡單易行的實驗探究后得到的結論卻又是十分簡單。問題看似普通,探究過程簡潔,探究結論淺顯,適合學生探究等是本課題價值的體現。
      ② 本節課是想通過“木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象”的實驗探究過程教學,除了實現提高學生能力目標外,更在知識上對初三和高一化學內容中可燃物燃燒現象進行梳理,找出規律,幫助學生進行知識整合,提高學習技能。
      ● 學情分析
      
    1.個體分析:學生經過一年的高中學習和生活,思維活躍、有熱情、喜歡挖掘問題的本質,具有一定的個體思考能力和團隊合作精神,具備一定的問題反思能力。本節授課內容置于高一階段學習任務完成后進行,學生個體能力滿足教學目標要求。
      2.知識分析:學生經過必修1、必修2的學習,已經具備了一定的元素及其化合物知識的基礎,掌握了初步的物質結構理論和氧化還原理論的基本原理。對于燃燒及其現象已經有了很多的物質積累和知識積淀,對于燃燒也有了新的理解,本節授課內容是對物質燃燒現象研究的拓展與延伸,對學生而言并不太陌生。
      3.技能分析:學生經過一年的高中化學學習初步掌握了某些基本實驗技能,了解化學科學研究的一般過程和方法。本節授課內容雖是以實驗探究為主線,但對學生實驗操作技能要求不高,難度小、易操作、實驗現象明顯。運用簡單易行的實驗手段來探究化學問題,對學生而言不僅可以輕松應對而且可以激發學生學習的主動性,進一步培養學生嚴謹求實的科學態度。
      ● 學習內容分析
      燃燒是最常見的化學現象。本節是對物質燃燒知識的拓展與延伸。雖然學生已經掌握了很多物質可以燃燒,也熟悉它們燃燒時的實驗現象,但是當對實驗現象進行教學總結對比時發現,很多現象是有所不同的,“木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象”是我們已經掌握而且非常熟悉的化學知識,但是無論是對于經過初三和高一兩年的化學學習的學生,還是部分教師來說,“為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?”都是一個看似簡單卻又難以回答清楚的問題。本節課通過“木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象”的實驗探究過程教學,找出影響物質燃燒能否產生火焰現象的原因,通過探究過程的實踐和學習,提高學生發現問題、解決問題的能力,同時在知識上對初三和高一化學內容中可燃物燃燒現象進行梳理,并找出規律,幫助學生進行知識整合。
      教學目標
      1.知識與技能
      (1)使學生了解常見可燃物燃燒的現象,運用歸納、比較、概括、分析等方法對信息進行加工,初步揭示可燃物燃燒能否產生火焰現象的本質,并能做出合理的解釋。
      (2)引導學生通過實驗探究活動來學習化學,學習實驗研究的方法,能設計并完成一些化學實驗,分析和解決與化學有關的實際問題。
      (3)重視化學與其他學科之間的聯系,能綜合運用有關知識、技能與方法分析和解決一些化學問題。
      2.過程與方法
      (1)通過對氫氣、鈉、酒精、木炭等在空氣或氧氣中燃燒能否產生火焰現象的實驗探究過程,讓學生進一步理解科學探究的意義,學習科學探究的基本方法,提高科學探究能力。
      (2)培養學生的問題意識、探究意識和團隊精神。能夠通過對熟悉的燃燒現象進行歸納、比較,發現和提出有探究價值的化學問題,敢于質疑,勤于思索,逐步形成獨立思考的能力,善于與人合作,具有團隊精神。
      (3)培養學生對自己的學習過程進行反思和評價,提高自主學習化學的能力。
      3.情感態度與價值觀
      (1)培養學生發展學習化學的興趣,樂于探究物質變化的奧秘,體驗科學探究的艱辛和喜悅,感受化學世界的奇妙與和諧。
      (2)培養學生樹立辯證唯物主義的世界觀,養成務實求真、勇于創新、積極實踐的科學態度。
      ● 教學重點
      1.液體和固體可燃物在空氣或氧氣中能否產生火焰現象與氣態物質燃燒的關系;
      2.液體和固體可燃物在空氣或氧氣中能否產生火焰現象與可燃物沸點高低的關系。
      ● 教學難點
      1.培養問題意識、探究意識和團隊精神;
      2.體驗和了解化學科學研究的一般過程和方法,培養科學探究能力。
      ● 教學方法
      活動元教學、啟發式教學、實驗探究式教學。
      ● 教學用品
      1.1份學案/組。
      2.實驗用品:1盞酒精燈/組、1個鑷子/組、1個金屬管/組、1個石棉網、1盒火柴/組、1個廢液桶(裝少量水)/組、1塊濕抹布/組、1只蠟燭/組、1塊木炭/組、1瓶收集有氧氣的集氣瓶/組。
      3.多媒體課件。
      ● 教學流程圖
      ● 教學過程
    教師活動 學生活動 設計意圖
      同學們,本節課我們將學習的內容是關于物質燃燒方面的有關知識。同學們在經過初三和高一兩年的化學學習后,我們知道有很多物質可以在空氣或氧氣中燃燒,燃燒已經成為最常見的化學現象。
      那么請同學們回憶一下什么叫做燃燒?
      請同學們列舉幾種物質燃燒時的常見現象。
      【課件展示】燃燒概念、燃燒現象。

      學生思考并回答。
      一切發光、發熱的劇烈的化學反應。

    為課題做知識鋪墊。
      請同學們回憶一下所學習過的物質中,哪些物質可以在空氣或氧氣中燃燒?
      它們燃燒時的實驗現象是否都相同?

      學生思考并回答。
    引導學生向課題所設條件“在空氣或氧氣中燃燒”思考,梳理燃燒實例,為課題的推進提供物質鋪墊。
      下面,我們從學習過的物質中挑選幾種物質來看一看它們燃燒時的實驗現象有哪些相同點和不同點。
      請同學們先回憶一下氫氣和金屬鈉在空氣中燃燒分別會產生什么現象?

      學生討論、觀察,回答并記錄實驗現象。
    通過學生對以往知識的回憶、動手實驗,為課題的推進做進一步的體驗。
      那么,酒精和木炭在空氣或氧氣中燃燒會有什么現象呢?下面我們動手來做一下實驗,看一看會有什么現象產生。
      【課件展示】實驗操作動畫。

      【學生實驗】
      1.酒精在空氣中燃燒
      用火柴點燃酒精燈,觀察并記錄實驗現象。
      2.木炭在氧氣中燃燒
      用鑷子取一小塊木炭片(半個小指甲蓋大)放在酒精燈外焰上加熱至紅熱時,迅速將紅熱的木炭伸入裝有氧氣的集氣瓶中,并慢慢向下深入。熄滅酒精燈。
      觀察并記錄實驗現象。

      請同學們總結比較一下氫氣和金屬鈉、酒精和木炭燃燒時中有無火焰現象產生,并將結果記錄在《學案》中。
      【課件展示】

      學生分組討論回答,并記錄。
    引導學生總結對比,在對比中發現問題。

    逐步推進,引導學生向“有無火焰”現象思考,為課題的提出打下堅實的基礎。
      通過剛才的比較,我們知道木炭在氧氣中燃燒是不產生火焰現象的。那么,這是為什么呢?請同學們思考,提出你的猜想并分組討論。對于提出的猜想,你又會通過什么方法來驗證它的科學性?
      【板書】課題名稱:實驗探究:為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?

      【問題探究】為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?
      學生討論并回答。

    提出課題。

    學生提出猜想,并設計驗證方法。培養學生合作精神。

      剛才同學們提出了多種猜想及驗證方法,要解答這個問題,核心是找到火焰的產生與哪些因素有關。下面我們帶著您的想法和疑問一起運用實驗探究的方法,先探究找出可燃物燃燒產生火焰的原因,進而找到木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象的原因,從而可以知道您的猜想是否具有科學性。現在,我們就先從比較熟悉的液體酒精燃燒實驗做起,探究一下酒精燃燒能產生火焰現象的原因。
      【課件展示】【探究實驗-1】實驗操作注意事項。

      【探究實驗-1】
      用一根約10厘米長的金屬管的大口一端向下斜伸向酒精燈火焰焰心處,并用火柴點燃金屬管斜向上的另一端管口。
      觀察記錄實驗現象。討論并完成《學案》實驗表二中的有關內容。

    實驗探究液體可燃物(酒精)燃燒火焰產生原因。
      前面研究了液體酒精燃燒產生火焰的原因。下面我們一起用類似的方法再來探究固體蠟燭燃燒產生火焰現象的原因。
      

      【課件展示】【探究實驗-2】實驗操作注意事項。

      【探究實驗-2】
      
    點燃蠟燭。用一根約10厘米長的金屬管的大口一端向下斜伸向蠟燭燃燒火焰中心較暗處,并用火柴點燃金屬管斜向上的另一端管口。
      觀察記錄實驗現象。討論并完成《學案》實驗表二中的有關內容。

    實驗探究固體可燃物(蠟燭)燃燒火焰產生原因。
      通過剛才的實驗探究,對于液體酒精和固體蠟燭燃燒火焰的產生原因,我們能夠初步得到什么樣的探究結果?
      由此,我們可以初步得到這樣的結論:液體和固體可燃物燃燒產生火焰是由于氣態物質燃燒形成的。

      【問題探究】通過剛才的實驗探究,對于液體酒精和固體蠟燭燃燒火焰的產生原因,我們能夠初步得到什么樣的探究結果?
      學生討論并回答:液體和固體可燃物燃燒產生的火焰現象是由于氣態物質燃燒形成的。

    得出初步結論:氣態物質燃燒形成火焰現象。
      前面我們已經知道了鈉在空氣中燃燒能產生火焰現象。那么,您知道同樣是固體,同樣是金屬,同樣是燃燒的鐵絲在氧氣中燃燒的現象嗎?
      【問題探究】同樣是固體,同樣是金屬,同樣是燃燒,為什么鐵絲燃燒不產生火焰?
      【課件展示】學生討論結果。

      【學與問】鐵絲在氧氣中燃燒現象是什么?
      學生討論并回答。
      【問題探究】同樣是固體,同樣是金屬,同樣是燃燒,為什么鐵絲燃燒不產生火焰現象?
      學生閱讀《學案》表三內容及閱讀材料。討論并回答。

    對比分析、理論推導:火焰能否產生與沸點高低有關。
      前面我們已經知道了液體酒精在空氣中的燃燒現象。那么,對于同樣是液體且近2000℃高溫的液態鐵(鐵水)在空氣中燃燒能否產生火焰現象?
      【播放圖片】高溫鐵水在空氣中燃燒
      【問題探究】為什么高溫鐵水燃燒不產生火焰現象?
      【課件展示】學生討論結果。

      【問題探究】2000℃高溫的液態鐵(鐵水)在空氣中燃燒能否產生火焰現象?
      學生討論回答后觀看圖片,總結實驗現象。
      【問題探究】為什么高溫鐵水燃燒不產生火焰現象?
      學生閱讀《學案》表三內容及閱讀材料。討論并回答。

    鞏固前面探究結果。
      【推進】通過前面的實驗探究和問題探究,對于物質在空氣或氧氣中燃燒能否產生火焰現象的問題,我們可以進一步得到什么樣的結論?請同學們思考并回答
      【課件展示】液體和固體可燃物燃燒能否產生火焰現象與物質的什么性質有關?
      【課件展示】學生探究結果:沸點高低。

      【思考與交流】通過前面的實驗探究和問題探究,對于物質在空氣或氧氣中燃燒能否產生火焰現象的問題,我們可以進一步得到什么樣的結論?
      液體和固體可燃物燃燒能否產生火焰現象與物質的   性質有關。
      學生討論并回答。

    得出進一步結論:能否產生火焰現象與沸點高低有關。
      【問題探究】通過前面對于液體、固體可燃物燃燒能否燃燒產生火焰現象的探究,我們能夠得出哪些結論?
      【板書】一、液體和固體可燃物燃燒產生火焰現象的原因
      1. 氣態可燃物燃燒形成火焰。
      2. 關鍵性質因素:沸點高低。
      【課件展示】學生探究結果。

      【問題探究】通過前面對于液體、固體可燃物燃燒能否燃燒產生火焰現象的探究,我們能夠得出哪些結論?
      學生討論并回答。
      ▲液體、固體可燃物燃燒時,只有轉變成氣體燃燒才能產生火焰現象。
      ▲沸點高低是可燃物燃燒能否產生火焰現象的關鍵性質因素。

    總結科學探究得出的最后結論。
      【問題探究】為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?
      【課件展示】學生探究結果: 木炭沸點高,燃燒放熱,無法使炭氣化。
      【板書】二、為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象
      木炭沸點高,燃燒放熱,無法使炭氣化。

      【問題探究】為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?
      學生閱讀《學案》中的[閱讀材料],討論并回答。

    利用科學探究結果解決課題疑問。
      下面,讓我們再來思考一下:向紅熱的炭撒少量水,會竄出火焰。為什么?
      【課件展示】應用探究

      【應用探究】向紅熱的炭撒少量水,會竄出火焰。為什么?
      學生交流討論、回答。

    將探究結果應用于實際,讓學生體驗求知帶來的成就感。
      通過前面的探究與學習,我們知道了物質燃燒能否產生火焰現象的原因,下面我們將初中、高一學習過的可燃物在空氣或氧氣中的燃燒現象做個梳理。
      【課件展示】知識梳理:可燃物在空氣或氧氣中燃燒現象。

      學生觀看,學習。
    將探究結果應用于實際。梳理燃燒實例,提升課堂內涵及容量。
      【課堂交流】到此為止,本節課,我們通過合作實驗探究和問題討論,找到了木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象的原因。由此,我們也得到了可燃物燃燒能否產生火焰現象的原因。
      下面請同學們簡單總結一下通過本節課的學習,您有哪些收獲和啟發?

      學生交流發言。
    課堂收獲。
      【課堂小結】同學們,到此我們已經通過合作實驗探究和理論分析得出木炭沸點高,無法氣化是木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象的原因。
      通過本節課的學習,我們初步掌握了實驗探究的基本方法,可能,本節課我們探討的“為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象”的結果可能不是唯一的,很可能還有其他原因。
      但是,同學們只要掌握了實驗探究的方法,隨著化學知識儲備的不斷增加,可能發現還有其他影響因素,望同學們繼續探究,并將結果反饋給我!謝謝!
      學生聆聽。
    以嚴謹的科學態度總結科學探究得到的結果,培養學生嚴謹求學的科學精神。
      【課件展示】課后探究
      【課后探究】
       1. 為什么氣態可燃物燃燒能產生火焰現象?
       2. 為什么鐵水、木炭燃燒時表面會出現紅熱現象?
       3.為什么木炭和鐵絲在氧氣中燃燒會火星四射?

    挖掘知識深度,拓展課堂教學空間。
      ● 板書設計

    實驗探究:為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象

      一、液體和固體可燃物燃燒產生火焰現象的原因
      1.氣態可燃物燃燒形成火焰。
      2.關鍵性質因素:沸點高低。
      二、為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象
      木炭沸點高,燃燒放熱,無法使炭氣化。


     

    學案
      【問題探究】
      什么叫做燃燒?___________________________________________________________
      燃燒的常見現象有:___________________________________________________________
      【表一】
    實驗
    組別
    實驗名稱及實驗操作 實驗現象 有無火焰現象
    氫氣在空氣中燃燒
    鈉在空氣中燃燒
    酒精在空氣中燃燒
    實驗操作:用火柴點燃酒精燈,觀察并記錄實驗現象。
    木炭在氧氣中燃燒
    實驗操作:用鑷子取一小塊木炭片(半個小指甲蓋大)放在酒精燈外焰上加熱至紅熱時,迅速將紅熱的木炭由集氣瓶口向下慢慢深入。熄滅酒精燈。觀察并記錄實驗現象。

      【表二】
    探究
    實驗
    實驗操作 實驗現象 實驗結論 探究結果
    點燃酒精燈。用鑷子夾持一根約10厘米長的金屬管,將金屬管大口一端向下斜伸向酒精燈焰心處,并用火柴點燃金屬管斜向上的另一端管口。實驗完成后熄滅酒精燈。 金屬管的上端管口(     )火焰產生。
    (填“有”或“無”)
    酒精燃燒產生火焰的原因是: 液體、固體可燃物燃燒產生火焰現象的原因是:
    點燃蠟燭。用鑷子夾持一根約10厘米長的金屬管,將金屬管大口一端向下斜伸向蠟燭焰心處,并用火柴點燃金屬管斜向上的另一端管口。 金屬管的上端管口(     )火焰產生。
    (填“有”或“無”)
    蠟燭燃燒產生火焰的原因是:

      【表三】
    實驗
    組別
    實驗操作 實驗現象 有無火焰現象 產生不同現象的原因 探究結論
    鈉在空氣中燃燒 液體和固體可燃物燃燒能否產生火焰現象與物質的________性質有關。
    酒精在空氣中燃燒

      【閱讀材料】

      一些可燃物的物理性質:
    可燃物 熔點 沸點
    CH3CH2OH(酒精) -114.1℃ 78.3℃
    石蠟(蠟燭主要成分) 50-70℃ 300-550℃
    Fe 1535℃ 2750℃
    S 112.8℃ 444.6℃
    Na 97.81℃ 882.9℃
    C 3550℃ 4827℃
    Al 660.4℃ 2467℃
    Cu 1084℃ 2567℃
      【交流與合作】通過前面對于液體和固體可燃物在空氣或氧氣中燃燒能否產生火焰現象的探究,我們能夠得到哪些結論?
      _______________________________________________________________________________
      【科學探究】為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?

      _______________________________________________________________________________
      【應用探究】
    向紅熱的炭撒少量水,會竄出火焰。為什么?
      _______________________________________________________________________________

     

    實踐報告
      
      燃燒是一種常見的化學現象。“木炭在氧氣中劇烈燃燒,火星四射”是我們非常熟悉,學生也不陌生的化學現象。但是對于“木炭在氧氣中燃燒為什么不產生火焰現象”的問題,乍一看感覺有點突然,想準確說清楚,心里又感到有點不踏實。究其原因,是我們在日常教學工作中沒有對我們熟悉于胸的化學現象多問個為什么。而本人在教學過程中留意并捕捉到“木炭在氧氣中燃燒為什么不產生火焰現象”這一問題,并最終將此問題設計成一節完整的充滿科學探究思想的課例,給我們學生提供了一個如何發現問題、如何解決問題的新角度、新思維。
      根據高中化學新課程標準要求,即新課標《化學1》中:主題2化學實驗基礎內容標準1、標準4及主題3常見無機物及其應用內容標準3和內容標準6。《化學2》中:主題3化學與可持續發展內容標準1和內容標準2等要求,根據本節課的教學設計及課堂教學實際,本節課可以放在高一下學期必修內容學習完成后或高二上學期進行。
      本節課充分考慮到中學生的現有知識水平、能力,學生積極主動、好奇、喜歡動手實驗的心理,將課堂重心放在培養學生實驗探究能力上,本節課共進行了三組實驗,第一組做了氫氣、鈉、酒精、木炭分別在空氣或氧氣中燃燒的實驗,引導學生養成和他人合作的良好習慣,教師注重指導學生觀察實驗現象,分析有無火焰現象(只有木炭沒火焰)、討論產生火焰的原因。第二組設計實驗,將酒精燈、蠟燭點燃后用金屬管伸向焰心,點燃另一端管口,引導學生進行交流小結,驗證只有氣態物質燃燒才形成火焰。第三組讓學生討論為什么鈉、酒精在空氣中燃燒有火焰,而鐵絲、鐵水在氧氣中燃燒沒有火焰的原因,最終得出液體和固體可燃物燃燒能否產生火焰現象與可燃物的沸點高低有關的結論。然后由學生運用實驗探究得到的結論實際運用于解決生活中的常見化學問題,即解釋向紅熱的炭撒少量水會竄出火焰的原因。隨后,將初三和高一所學的可燃物燃燒現象梳理小結,最后學生談體會和感受(教會學生科學探究的方法,體驗學習成功的快樂,學會觀察問題、分析問題、解決問題的方法),從而達到教學目的。

      
      1.復習舊知
      [教師]同學們,我們知道有很多物質可以在空氣或氧氣中燃燒,燃燒已經成為最常見的化學現象。那么請同學們回憶一下什么叫做燃燒?并請同學們列舉幾種物質燃燒時的常見現象。
      [學生]思考并回答。
      [課件展示]

      2.整理舊知
      [教師]請同學們回憶一下所學習過的物質中,哪些物質可以在空氣或氧氣中燃燒?它們燃燒的現象是否都相同?
      [學生]思考并回答。

      3.歸納比較
      [教師]下面,我們從學習過的物質中挑選四種即氫氣、金屬鈉、酒精和木炭,來看一看它們在空氣或氧氣中燃燒的現象有哪些異同點。
      [學生]思考并回答氫氣和金屬鈉在空氣中的燃燒現象。
      [分組實驗]酒精在空氣中燃燒和木炭在氧氣中燃燒。
      [動畫展示]實驗操作要領。

      4.提出課題
      [教師]請同學們總結比較一下氫氣和金屬鈉、酒精和木炭燃燒時有無火焰現象產生?
      [學生]分組討論并回答。
      [課件展示]分組討論結果。

    實驗組別

    實驗名稱及實驗操作

    實驗現象

    有無火焰現象

    氫氣在空氣中燃燒

    燃燒,產生淡藍色火焰

    鈉在空氣中燃燒

    劇烈燃燒,產生黃色火焰

    酒精在空氣中燃燒

    燃燒,產生淡藍色火焰

    木炭在氧氣中燃燒

    劇烈燃燒。火星四射

      [教師]通過剛才的比較,我們知道氫氣、金屬鈉和酒精在空氣中燃燒都能產生火焰,而木炭在氧氣中燃燒卻不產生火焰現象。那么,為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?
      [板書]實驗探究:為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象

      5.科學探究
      5.1 猜想,提供驗證方案
      [教師]請同學們思考并分組討論,提出你們的猜想。
      [學生猜想]第一種:木炭是非金屬;
      第二種:木炭是固體;
      第三種:木炭的其它某些性質。
      [學生交流與合作]因為鈉燃燒產生火焰,所以第一種猜想也不成立。因為氫氣燃燒產生火焰,所以第二種猜想不成立。對于第三種猜想,其實是一種廣義猜想,不好判定。
      [教師]當我們面對一個問題時,如果從問題正面思考難以取得進展時,我們可以嘗試換個角度去思考,這樣可能會打開一個新局面。對于“木炭在氧氣中燃燒為什么不產生火焰現象”,如果我們僅局限于木炭本身去猜想難以獲得實際突破時,我們能否從物質燃燒與火焰的關系上去思考一下呢?
      [學生交流與合作]如果我們能夠找出物質燃燒產生火焰的原因,那么“木炭在氧氣中燃燒為什么不產生火焰現象”的問題也就會迎刃而解!
      [教師]那么,我們如何通過實驗方法找出物質燃燒產生火焰的原因呢?
      [學生交流與合作]我們可以探究一下火焰形成的原因,看一看火焰里是什么物質在燃燒。只要通過實驗方法將內焰中的物質導出來,再用其他實驗方法驗證一下就可以了。
      5.2 設計實驗
      [教師]那么,我們如何設計實驗將內焰中的物質導出來,并找出火焰里是什么物質在燃燒呢?
      [課件展示]學生設計的實驗方案。
      

      5.3 進行實驗,表達與交流,得出結論
      [教師]現在,我們就先從比較熟悉的液體酒精、固體蠟燭燃燒實驗做起,探究一下它們燃燒能產生火焰現象的原因。
      [分組實驗]課件展示實驗操作要領。

      [教師]通過剛才的實驗探究,對于液體酒精和固體蠟燭燃燒火焰的產生原因,我們能夠初步得到什么樣的探究結果?
      [學生交流與合作]液體和固體可燃物燃燒產生火焰現象是由于氣態物質燃燒形成的。

    探究
    實驗

    實驗操作

    實驗現象

    實驗結論

    探究結果

    金屬管的上端管口(   )火焰產生。
    (填“有”或“無”)

    酒精燃燒產生火焰的原因是由酒精_______燃燒形成的。

    液體、固體可燃物燃燒產生火焰現象的原因是:_______燃燒形成的。

    金屬管的上端管口(   )火焰火焰產生。
    (填“有”或“無”)

    蠟燭燃燒產生火焰的原因是由蠟燭_______燃燒形成的。


      [教師]前面我們已經知道了鈉在空氣中燃燒能產生火焰現象。那么,您知道同樣是固體,同樣是金屬,同樣是燃燒,為什么鐵絲燃燒不產生火焰現象?
      [學生交流與合作]鈉的沸點低,燃燒放熱,使鈉變成鈉蒸汽燃燒。而鐵的沸點高,燃燒放熱,無法使鐵氣化。
      [教師]前面我們已經知道了液體酒精在空氣中燃燒能產生火焰現象。那么,對于同樣是液體且近2000℃高溫的液態鐵(鐵水)在空氣中燃燒能否產生火焰現象?
      [學生交流與合作]猜測液態鐵(鐵水)在空氣中的燃燒現象。
      [課件展示]液態鐵(鐵水)在空氣中燃燒圖片。
      [教師]通過前面的討論和觀察,我們知道高溫鐵水在空氣中的燃燒不產生火焰現象。這是為什么呢?
      [學生交流與合作]鐵的沸點高,燃燒放熱,無法使液態鐵氣化。
      [教師]通過前面的實驗探究和問題探究,對于物質在空氣或氧氣中燃燒能否產生火焰現象的問題,我們可以進一步得到什么樣的結論?
      [學生交流與合作]液體和固體可燃物燃燒能否產生火焰現象與物質的沸點高低有關。
      [課件展示]交流與討論結果。

    實驗
    組別

    實驗操作

    實驗現象

    有 無
    火焰現象

    產生現象的原因

    探究結論

    鈉在空氣中燃燒

    劇烈燃燒,產生黃色火焰

    鈉的沸點低,燃燒放熱,使鈉變成鈉蒸汽燃燒。

    液體和固體可燃物燃燒能否產生火焰現象與物質的沸點高低性質有關。

    鐵絲在氧氣中燃燒

    劇烈燃燒,火星四射。

    鐵的沸點高,燃燒放熱,無法使鐵氣化。

    酒精在空氣中燃燒

    燃燒,產生淡藍色火焰。

    酒精沸點低,燃燒放熱,使酒精變為蒸汽燃燒而產生火焰。

    鐵水在空氣中燃燒

    表面紅熱。

    鐵的沸點高,燃燒放熱,無法使鐵氣化。

       
      [教師]請同學們總結一下,通過前面對于液體、固體可燃物燃燒能否產生火焰現象的探究,我們能夠得出哪些結論?
      [學生交流與合作]液體、固體可燃物燃燒時,只有轉變成氣體燃燒才能產生火焰現象。沸點高低是可燃物燃燒能否產生火焰現象的關鍵性質因素。
      5.4 探究結論應用
      [教師]為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象?
      [學生]思考并回答。
      [板書]木炭沸點高,燃燒放熱,無法使炭氣化。
      [教師]為什么向紅熱的炭撒少量水會竄出火苗?
      [學生交流與合作]通過前面的學習,我們可以推知有火苗竄出說明有可燃性氣體產生。而木炭燃燒無法產生火焰,那么水撒入紅熱的炭中一定發生某些反應生成了可燃性氣體,然后可燃性氣體燃燒產生火焰。有關的反應為:

      6.梳理教材,挖掘本質,提升課堂
      [教師]下面我們將初中、高一學習過的可燃物在空氣或氧氣中燃燒現象做個梳理。
      [課件展示]知識梳理:可燃物在空氣或氧氣中燃燒現象及反應特點。

      7.課堂交流
      [教師]下面請同學們簡單總結一下通過本節課的學習,您有哪些收獲和啟發?
      [學生1]通過本節課的學習,我知道了如何在平時的學習中做個有心人,利用歸納比較,找出異同,從而發現問題,提出問題。
      [學生2]我懂得了如果在學習中遇到問題時,我們要善于與同學交流合作,遇到正面難以解決的問題時,我們可以換個角度去思考,有時可能會豁然開朗。
      [學生3]通過本節課的學習,我學會了在面對一個問題時我們可以先進行猜想,提出驗證方案,設計實驗,進行實驗,分析實驗結果,最終找出問題的答案。

      8.課堂小結
      [教師]同學們,到此我們已經通過合作實驗探究和理論分析得出木炭沸點高,無法氣化是木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象的原因。通過本節課的學習,我們初步掌握了實驗探究的基本方法。本節課我們探討的“為什么木炭在氧氣中燃燒不產生火焰現象”的結果可能不是唯一的,但是,同學們只要掌握了科學的實驗探究方法,隨著化學知識儲備的不斷增加,有可能發現還有其他影響因素,感興趣的同學可以繼續探究。

      9.課后探究
      (1) 為什么氣態可燃物燃燒能產生火焰現象?
      (2)為什么鐵水、木炭燃燒時表面會出現紅熱現象?
      (3)為什么木炭和鐵絲在氧氣中燃燒會火星四射?

      
      1.教學設計符合新課程實驗探究課理念
      化學實驗對于提高化學教學質量,全面落實培養學生科學素養的目標,具有其他化學課程內容和形式不可替代作用。因此,在《高中化學標準》中,如強調“通過實驗探究活動,掌握基本的化學實驗技能和方法,進一步體驗實驗探究的基本過程,認識實驗在化學科學研究和化學學習中的重要作用,提高化學實驗能力”。“獲得有關化學實驗的基礎知識和基本技能,學習實驗研究的方法,能設計并完成一些化學實驗”。“學習必要的化學實驗技能,體驗和了解化學科學研究的一般過程和方法,認識實驗在化學學習和研究中的重要作用”等。該課充分利用化學學科“以實驗為基礎”的基本特征,挖掘和開發化學實驗在科學探究中的作用,對于改變學生的學習方法,形成終身學習的能力具有重要的意義。

      2.本節課教學設計亮點多
      (1)課堂設計主題集中,重點突出
      本節課是一節非常完整的實驗探究課。它包括如何發現問題,如何提出問題,學生猜想、提出實驗設計方案、進行探究實驗、學生交流合作得到結論并將結論運用于實際等環節。在具體的教學設計中,本人對實驗探究中教會學生如何在日常學習中提高發現問題、提出問題的教學和學生猜想部分教學加大了分量,本人用意非常明顯:只有培養學生發現問題、提出問題及如何從多角度思考解決問題的能力,學生才能在日后的學習過程中學會自我開發智慧,做一個有思想、有智慧的人,繼而縱橫馳騁,開疆辟土,學有所成。
      (2)課堂導入構思巧妙,暗藏玄機,形散而神不散
      本節課,通過什么是火焰的概念導入新課,讓學生溫故而知新,除了找到物質燃燒現象的共性——“發光、發熱”現象外,還對燃燒的概念進行了拓展,這也為本節課探究可燃物燃燒能否產生火焰現象的原因打下了不可或缺的基礎。
      在請同學們列舉部分可燃物常見的燃燒現象,并通過課件將部分燃燒現象圖片展示出來這一環節,使用圖片精美,并且將火焰和火星四射現象兩張圖片放置在一起,在學生觀察圖片時,本人用語言提醒火焰和火星四射的外觀區別,為稍后比較氫氣、鈉、酒精、木炭燃燒現象的區分打下了良好的基礎。
      (3)化學核心觀念滲透課堂
      化學核心觀念“分類觀”、“物質轉化觀”、“能量轉化觀”、“微粒觀”等思想滲透課堂“分類觀”,也就是通過分類比較方法找出異同點,然后發現問題,提出問題。本節課是在對氫氣、鈉、酒精、木炭燃燒現象進行歸納比較中發現問題。在比較酒精和蠟燭燃燒時的現象時得出初步結論。并在繼續對比鈉和鐵絲及酒精和鐵水燃燒時的實驗現象得出進一步結論。通過課堂教學效果來看,本節課歸納比較法的運用恰當,對課題的推進起到很大的作用,不僅達到了教學目的而且也讓學生提高了能力,即學會了如何在日常生活中通過歸納比較的方法發現問題、解決問題。
      “物質轉化觀”的運用,體現在液態、固態可燃物燃燒轉化為氣態燃燒,可燃物燃燒時發生氧化還原反應等。
      “能量轉化觀”體現在可燃物燃燒,將化學能轉化為熱能、光能等。
      “微粒觀”,鑒于可燃物燃燒產生火焰現象的知識深度,及學生現有的認知水平,從微觀角度認識氣體可燃物燃燒形成火焰現象較為困難,所以本人將此問題作為課后探究題布置給學生,這是一種教學策略,也是一種化學“微粒觀”思想的間接體現。
      (4)實驗設計簡便易行,有的放矢,安全性好
      本節課共安排了4個學生實驗即酒精的燃燒現象、木炭燃燒現象、酒精燃燒火焰的形成探究實驗、蠟燭燃燒火焰現象的形成探究實驗。
      首先,從課堂實驗設置及效果來看,實驗操作簡便,現象也十分明顯,課堂教學也收到了良好的效果。
      其次,4個學生實驗在本節課所處的地位重要,作用明顯。設置第一、二個實驗所起到的作用是引出探究課題。第三、四個實驗作用為核心探究實驗,地位舉足輕重。
      第三,實驗設計注重細節,充分考慮了學生的人身安全。如及時點燃或熄滅酒精燈、金屬管的擺放位置,濕抹布、廢液桶等。多媒體課件的運用讓學生在較短的時間內能夠關注到實驗細節及實驗步驟,有效預防安全事故發生。
      (5)應用探究問題的設置及可燃物燃燒現象的梳理和小結
      應用探究問題的設置和初中、高一年級可燃物燃燒現象的梳理和小結讓本節課達到高潮并成為亮點。通過“木炭在氧氣中燃燒為什么不產生火焰現象”的探究這條線將初三和高一年級的可燃物燃燒現象進行梳理,幫助同學們通過本節課的學習,能夠利用這條線將所學知識建立聯系,形成整體,從而得到升華。
      (6)多種教學手段應用促進掌握知識提高能力
      根據教學內容的需要,采取了多種教學手段。有利于學生掌握知識,提高能力,有利于課堂的活躍和豐富多彩。突出表現在:
      ① 編寫了學案,促進了學生提前預習功課、思考問題,做到課前心中有數。
      ② 閱讀材料,快速獲取信息,并加以使用。
      ③ 使用課件輔助教學,尤其是課件演示如何做實驗的動畫,增大信息量和趣味性。
      總之,本節課始終貫穿課改精神,十分重視學生興趣和學生能力的培養,勇于質疑,鼓勵學生大膽動手,參與探究,使學生通過活動,培養學生求真務實的科學態度和合作精神,充分發揮學生的想象力,學會運用比較、分析、歸納等方法對實驗所得到的信息進行加工,學生不僅掌握了基礎知識和實驗基本技能,而且感受到實驗探究的樂趣,是一堂成功的示范課。


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