新一輪基礎(chǔ)教育課程改革是一場從教育思想到課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方法等方面在內(nèi)的全面的、深刻的教育教學(xué)改革,對實驗教學(xué)工作提出一系列新的要求,從教育理念上更加突出實驗教學(xué)的地位和作用,強調(diào)科學(xué)實驗探究是一種重要而有效的學(xué)習(xí)方式。
1 教學(xué)內(nèi)容
以人教版實驗教科書九年級上冊第七單元課題1《燃燒和滅火》為例,談科學(xué)實驗探究課程的改革。
2 設(shè)計思路
燃燒和滅火是學(xué)生在生活中的常見現(xiàn)象,但學(xué)生并沒有意識到這2種常見的現(xiàn)象中蘊涵著一定的化學(xué)原理。教師就要引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的生活現(xiàn)象中歸納出本節(jié)的重點——燃燒條件和滅火原理,逐步學(xué)會善于從生活中總結(jié)科學(xué)知識并將其應(yīng)用于生活的科學(xué)方法,體現(xiàn)新課標(biāo)所倡導(dǎo)的化學(xué)來源于生活又服務(wù)于生活的理念。為了突破教學(xué)的重點和難點,筆者從創(chuàng)設(shè)豐富的教學(xué)情境、注重學(xué)生的親身體驗和強調(diào)學(xué)生合作學(xué)習(xí)3個方面進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計。首先,點燃一只火柴讓學(xué)生觀察現(xiàn)象,從學(xué)生最熟悉的現(xiàn)象入手引入課題;然后提出燃燒的條件問題,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案,進(jìn)行探究實驗得出結(jié)論;在此基礎(chǔ)上,又設(shè)置一個問題——水下的白磷如何燃燒,讓學(xué)生自己想辦法并通過實驗驗證,其目的在于培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識,解決簡單實際問題的能力;接著在探究燃燒條件實驗的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生說出他們?nèi)绾蜗缱约狐c燃的火焰,依據(jù)什么,從而歸納出滅火原理;最后,通過反饋練習(xí)進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生解決實際問題的能力,同時通過視頻加強對學(xué)生安全自救知識教育。設(shè)計思路:創(chuàng)設(shè)情境—發(fā)現(xiàn)問題—提出假設(shè)—設(shè)計方案—合作探究—反思評價—結(jié)論—應(yīng)用實踐。
3 學(xué)情分析
學(xué)生憑借已有的知識經(jīng)驗,能對一些常見物質(zhì)的燃燒現(xiàn)象進(jìn)行描述;初步具備對控制變量進(jìn)行探究的能力;初步具備基本實驗操作能力。
4 教學(xué)過程
4.1 創(chuàng)設(shè)情境,引入課題
教學(xué)的關(guān)鍵在于有針對性地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。學(xué)生對火這種現(xiàn)象非常熟悉,尤其是火柴的使用,因此本節(jié)課從觀察火柴的燃燒入手,學(xué)生倍感親切。在學(xué)生只知其然不知其所以然的情況下,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生積極投入本課學(xué)習(xí)活動之中。
<課堂實錄>
師演示:點燃一跟火柴,先火柴頭朝下一段時間,后火柴頭朝上一段時間,觀察現(xiàn)象。
生1:火柴熄滅了。
生2:火柴向下燃燒時燃燒旺,火柴向上燃燒時燃燒不旺并逐漸熄滅。
師:你能就實驗提出什么問題?
生:為什么火柴頭向下繼續(xù)燃燒,向上反而熄滅了?
師:燃燒和滅火就是我們這一節(jié)課所要研究的主要問題,通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)就能明白其中的奧妙。
4.2 構(gòu)建新知
4.2.1 燃燒的條件 新課標(biāo)的基本理念就是注意從學(xué)生已有的經(jīng)驗出發(fā),讓他們在熟悉的生活情境中,逐步學(xué)會分析和解決與化學(xué)有關(guān)的一些簡單的實際問題。對構(gòu)建燃燒條件這一知識點,筆者就是遵循這一理念來教學(xué)。首先,讓學(xué)生通過對生活和實驗中的燃燒事例回憶描述,歸納出燃燒的定義,使知識從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。同時提出燃燒需要什么條件的問題,引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)并通過實驗來驗證。新課標(biāo)強調(diào)科學(xué)探究是一種重要而有效的學(xué)習(xí)方式和重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。因此,設(shè)計實驗方案、進(jìn)行實驗驗證是本節(jié)教學(xué)的重中之重。這部分內(nèi)容先讓學(xué)生分組設(shè)計方案,然后各組交流評價設(shè)計方案,在交流過程中注意對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法指導(dǎo),通過分析,達(dá)成共識。最后按照科學(xué)合理的方案進(jìn)行實驗,得出結(jié)論。
<課堂實錄 >
學(xué)生桌上有提供用品,教師桌上有備用的其他用品。小組討論,2人一組。教師巡視。小組匯報設(shè)計方案。
組1:驗證燃燒需要一定溫度。把2根木條同時放在酒精燈的內(nèi)焰和外焰上點燃,看在哪處先燃燒。
組2:驗證燃燒需要一定溫度。把木條和小煤塊同時放在酒精燈的火焰上點燃,看哪種物質(zhì)先燃燒。
組3:驗證燃燒需要氧氣。點燃一只蠟燭,然后用集氣瓶罩住,看蠟燭是否繼續(xù)燃燒。
組4:驗證燃燒是否需要可燃物。把小石子和小木條分別放在酒精燈的外焰加熱,看哪個能燃燒。
師:同學(xué)們設(shè)計的方案可行嗎?我們來分析。首先思考探究燃燒條件的實驗應(yīng)該用什么方法?
生:控制變量法。
師:驗證燃燒需要氧氣應(yīng)控制什么條件?
生:控制氧氣條件。比較相同物質(zhì)、相同溫度下在有氧氣和無氧氣條件下是否都燃燒。
師:如何創(chuàng)造有氧氣、無氧氣條件?
生:有氧氣的條件是把蠟燭放在空氣中燃燒,沒有氧氣的條件是利用蠟燭燃燒消耗掉集氣瓶中的氧氣。
師:同學(xué)們想得非常好。
師:設(shè)計燃燒需要一定溫度實驗中應(yīng)該控制溫度這個條件。用小木條和小煤塊進(jìn)行實驗與用小木條分別在外焰和內(nèi)焰加熱進(jìn)行實驗有什么不同?
生:用小木條與小煤塊比較不同物質(zhì)燃燒時是否需相同溫度,用小木條分別在外焰和內(nèi)焰加熱是比較同一物質(zhì)在不同溫度情況下是否燃燒。
師:同學(xué)們考慮得很全面。
師:驗證燃燒需要可燃物,需比較什么?
生:比較不同物質(zhì)在同一溫度都與氧氣接觸時是否燃燒。
教師肯定實驗方案,學(xué)生開始動手實驗,教師巡回指導(dǎo)。
實驗完畢,匯報結(jié)果:
組1:我們驗證的是燃燒是否需要氧氣。將點燃的蠟燭用集氣瓶罩住,過一會兒,蠟燭漸漸熄滅,說明燃燒需要氧氣。
組2:我們驗證的是燃燒是否需要一定溫度。把小木條和小煤塊同時在酒精燈的外焰加熱,小木條很快燃燒,而煤塊很長時間后邊角發(fā)紅,說明燃燒需要達(dá)到一定溫度。
組3:我們驗證的是燃燒是否需要一定溫度。把2根小木條同時在酒精燈的內(nèi)焰和外焰加熱,在外焰加熱的很快燃燒起來,在內(nèi)焰加熱的過一會兒燃燒起來,說明燃燒需要達(dá)到一定的溫度。
組4;我們驗證的是燃燒是否需要可燃物。用坩堝鉗分別夾住小木條和小石子,分別放在酒精燈外焰,木條很快燃燒而石子不燃燒,說明燃燒需要可燃物。
師:同學(xué)們,通過實驗驗證你們提出的假設(shè)正確嗎?
生:正確。
師:說明燃燒需要3個條件。
在學(xué)生得出結(jié)論之后,為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力,筆者又創(chuàng)設(shè)情境,提出新的問題讓學(xué)生去解決。先投影幾種常見物質(zhì)的著火點。學(xué)生感受物質(zhì)在通常情況下有固定的著火點,不同物質(zhì)著火點不同,由此知道為什么有的物質(zhì)易燃,有的不易燃。然后演示課本上“燃燒條件”實驗。由于白磷燃燒對空氣造成污染,教師對實驗進(jìn)行改進(jìn):先在水下放上白磷,把原來銅片上的白磷和紅磷分別裝在2只干燥的大試管中,再用帶有氣球的塞子塞緊,然后同時放在盛有熱水的燒杯中。觀察現(xiàn)象并說明理由。待敘述理由之后,又提出新的問題:如何使試管中的紅磷和水下的白磷燃燒起來?學(xué)生很快答出:給試管中的紅磷在酒精燈上加熱使其燃燒,向水下白磷通入氧氣。教師演示給試管中的紅磷在酒精燈上加熱,學(xué)生實驗向水下白磷通入氧氣。繼續(xù)讓學(xué)生通過實驗探究解決問題,進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生探究能力。
<課堂實錄>
進(jìn)行實驗驗證(提供不同溫度熱水、白磷、用來向水下通入空氣的注射器和漏斗),學(xué)生操作,教師巡視指導(dǎo)。
師:你們把水下的白磷點燃了嗎?
大部分同學(xué)說點燃了,2組同學(xué)說沒有。
師:你們分析不能點燃的原因了嗎?
生:分析了,可能是水的溫度不夠。
師:老師這里有數(shù)字化實驗室的溫度傳感器,可以測試水的溫度。
取不燃燒的一組和燃燒的一組分別測水溫,大屏幕上分別顯示為35.1 ℃、64.7 ℃。
4.2.2 滅火原理“滅火原理”也是本節(jié)課的重點。由于學(xué)生已能很好地掌握燃燒條件,“滅火原理”這部分內(nèi)容相對來說就比較簡單。因此,筆者在這部分內(nèi)容教學(xué)時就沒有再設(shè)計探究實驗,而是在上述實驗的基礎(chǔ)上,說出自己是如何滅掉實驗中點起來的火,從中歸納出滅火的原理。這樣做不僅節(jié)省了時間,還能再次使學(xué)生體驗到熟悉的生活現(xiàn)象中蘊含的化學(xué)原理,從而認(rèn)識到化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系。
<課堂實錄>
師:我們不能只把火點起來,還要會把火熄滅。請大家說一說在剛完成的實驗中你把點燃的火如何熄滅的?根據(jù)什么?
生1:把木條晃動幾下它就熄滅了?;蝿訒r風(fēng)帶走了熱量,使溫度降到木條的著火點以下。
生2:木條深入到水中,使木條與氧氣隔絕,火就滅了。
生3;用嘴吹滅蠟燭,是使溫度降到蠟燭的著火點以下。
生4:把木條折斷,拿走可燃物使木條火焰熄滅。
生5:用燈帽熄滅酒精燈,是用燈帽隔絕氧氣。
師:根據(jù)同學(xué)們說的方法歸納出滅火原理。
生:可燃物與氧氣隔絕;溫度降低到著火點以下;移走可燃物。
4.3 反饋練習(xí)
通過練習(xí)檢查學(xué)生對知識的掌握情況,檢查學(xué)生是否知道對于幾種生活中常見的火災(zāi)一旦發(fā)生應(yīng)如何處理。
(1)生活中幾種常見的火災(zāi)如何滅火?說出滅火原理。
①使用酒精燈不慎打翻,導(dǎo)致酒精在實驗桌上燃燒起來。
②液化器罐使用不慎發(fā)生火災(zāi)。
③農(nóng)村家中堆放的柴草起火。
④電器起火。
(2)討論交流:為什么燃燒的蠟燭用扇子一扇就滅,而爐火用扇子越扇越旺?
4.4 安全教育
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容與生活聯(lián)系非常緊密,教學(xué)時不僅要使學(xué)生知道燃燒現(xiàn)象蘊涵的化學(xué)原理,更重要的是使學(xué)生知道火對人類的生存和發(fā)展的巨大意義,以及不當(dāng)用火的危害,從而使學(xué)生懂得如何用火、防火。同時加強安全教育,提高學(xué)生自我保護(hù)的意識。這部分內(nèi)容采用視頻,播放火在人類生產(chǎn)生活中的作用,以及火災(zāi)給人們的生命和財產(chǎn)帶來的巨大損失。然后教師演示實驗:一低一高2只燃著的蠟燭,用一只大燒杯罩住,觀察哪只蠟燭先熄滅,說明了什么。目的是為講解發(fā)生火災(zāi)時逃生方法奠定基礎(chǔ)。再用視頻播放:高樓起火逃生辦法。最后要求課下學(xué)生自己通過報紙、書籍、電視、上網(wǎng)等方法,搜集發(fā)生火災(zāi)時逃生自救的知識,以及調(diào)查哪些地方安裝滅火器及滅火器的使用方法。寫成小論文然后相互交流。
4.5 本課小結(jié)
課堂實錄
師:通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),你明白火柴頭向下繼續(xù)燃燒,向上反卻熄滅的原因了嗎?
生:因為火柴燃燒時熱氣上升,火柴頭向下時,周圍溫度達(dá)到火柴梗的著火點,所以火柴能繼續(xù)燃燒?;鸩耦^向上時,火柴梗在火焰的下方,周圍溫度達(dá)不到火柴梗的著火點,所以火柴不能繼續(xù)燃燒。
師:通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),你還有那些收獲?
生1:掌握了燃燒和滅火的條件,知道發(fā)生火災(zāi)時如何逃生。
生2:知道燃燒既有利又有害,我們應(yīng)合理利用它。
師:關(guān)于燃燒和滅火還有什么疑問嗎?
生:我認(rèn)為今天我們學(xué)習(xí)的燃燒條件并不準(zhǔn)確,燃燒不一定需要氧氣。我們講過氫氣能在氯氣中燃燒,鎂條能在二氧化碳中燃燒。
師:這個同學(xué)說得非常好。今天我們學(xué)習(xí)的燃燒是指通常所說的燃燒,即在空氣或氧氣中的燃燒。以后我們還會學(xué)到很多物質(zhì)不在氧氣中燃燒的反應(yīng)。
小結(jié)過程中沒有忘掉課題引入時提出的問題,針對提出的問題進(jìn)行解答,起到首尾呼應(yīng)作用,使這節(jié)課上得比較圓滿。
5 教學(xué)評價
這節(jié)課能緊緊圍繞新課標(biāo)所倡導(dǎo)的理念進(jìn)行教學(xué),從學(xué)生已有的經(jīng)驗出發(fā),讓他們在熟悉的生活情景中感受化學(xué)的重要性,了解化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系,逐步學(xué)會分析和解決與化學(xué)有關(guān)的一些簡單的實際問題。在教學(xué)中盡可能地為學(xué)生有更多的機會主動地體驗探究的過程創(chuàng)造條件,使學(xué)生在獲得知識的同時,受到科學(xué)方法的訓(xùn)練,體驗探究的樂趣,在“做科學(xué)”的探究實踐中逐步形成終身學(xué)習(xí)的意識和能力。
由于教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生非常熟悉的現(xiàn)象,課堂上學(xué)生都能積極主動參與,氣氛活躍,教學(xué)進(jìn)展順利,完成了教學(xué)預(yù)設(shè)。正是因為教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生非常熟悉的現(xiàn)象,讓學(xué)生設(shè)計方案時,如果首先讓學(xué)生自由選擇生活中熟悉的用品進(jìn)行設(shè)計,然后交流,最后看能不能用教師為他們準(zhǔn)備的用品代替做實驗,這樣會更有利于發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維,激發(fā)學(xué)生的主動探究意識和創(chuàng)新意識。但是開放式實驗給了學(xué)生廣闊的自由思考空間,給了學(xué)生學(xué)習(xí)提高的機會,必然會給教師帶來巨大的壓力和挑戰(zhàn),尤其是時間的調(diào)控、突發(fā)問題等。教師必須具備廣博的知識、機智的應(yīng)變能力、充分的思想準(zhǔn)備,才能靈活機動地駕馭動態(tài)的教學(xué)過程。
另外,設(shè)置最后一問,更是本節(jié)課的閃光之處,可使學(xué)生知道知識的學(xué)習(xí)是有階段性的,從而激發(fā)學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的欲望。
在教學(xué)中引入先進(jìn)的數(shù)字化實驗設(shè)備,利用溫度感應(yīng)器測量水的溫度,解釋白磷在熱水中不燃燒的原因,這一做法增強了學(xué)生對實驗的可信度。數(shù)字化實驗設(shè)備會將各種特征用數(shù)字化的形式進(jìn)行表述,在教學(xué)中恰當(dāng)使用會提高學(xué)生的參與度,既有利于學(xué)生基本知識技能的形成,又有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和精神。