吳玉芬
摘要:“物質的化學變化”主題的教學要緊密聯系生產、生活實際,使學生真切地感受到發(fā)生的化學變化。選擇學生熟悉的“蠟燭實驗”作為教學素材,能使學生真切地感受到燃燒的發(fā)生,引導學生用科學探究的方法發(fā)現燃燒的條件、滅火的原理等,既有助于學生在已有知識的基礎上,更直觀地學習新的知識,同時也為以后如何進行主題式內容的學習,給學生一定的啟發(fā)。
關鍵詞:蠟燭實驗;化學變化的特征;燃燒的條件;滅火的原理;促進燃燒
文章編號:1008-0546(2020)01-0033-02 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2020.01.010
義務教育化學課程標準中指出,“物質的化學變化”主題的教學要緊密聯系生產、生活實際,使學生真切地感受到發(fā)生的化學變化;引導學生通過實驗探究認識化學變化的規(guī)律,初步了解研究化學變化的科學方法;通過具體、生動的化學變化現象,激發(fā)學生學習化學的興趣,逐步形成“物質可以變化”的觀點…。義務教育課程標準教材中本主題包含了化學變化的特征、常見的化學反應、化學反應中的質量關系與能量關系、化學反應的表示方法與反應類型等內容。
用蠟燭實驗創(chuàng)設學習情境,既貼近生活、操作簡單、現象直觀,又能使學生從中觀察、思考、動手,比單純的觀察會得到更多的收獲,對問題的認識也更深刻、更全面。本主題的教學,選擇學生熟悉的蠟燭作為主線素材,能使學生真切地感受到化學變化的發(fā)生,有利于引導學生通過科學探究了解化學變化的本質特征,認識常見化學反應,掌握物質燃燒需要滿足的條件及滅火的原理等。以下是筆者在相關內容的教學中,以蠟燭實驗為素材創(chuàng)設學習情境的具體應用與過程。
一、化學變化的特征
上海教育出版社出版的九年級義務教育教材《化學》上中有關物質變化的學習,選用蠟燭創(chuàng)設學習情境,讓學生親自動手點燃蠟燭并仔細觀察現象。實驗中,首先觀察到石蠟先熔化后凝固,其次觀察到蠟燭燃燒發(fā)出黃色火焰,放出熱量,在火焰上方罩一個干冷燒杯,內壁產生水珠,燒杯拿下迅速倒入澄清石灰水振蕩,石灰水變渾濁,由此說明蠟燭燃燒生成了水和二氧化碳。
學生通過比較兩組現象的不同之處,幫助他們更直觀地理解物理變化和化學變化的區(qū)別是有無新物質生成,同時通過實例了解雖然化學變化同時可能伴隨放熱、發(fā)光、變色、生成氣體、產生沉淀等現象,但化學變化的本質特征始終是有新物質生成。
二、常見的化學反應——燃燒
1.燃燒概念的得出
通過回顧蠟燭、紅磷等物質在空氣中燃燒的現象,引導學生從中歸納出燃燒的共同特征是發(fā)光發(fā)熱、化學變化,得出燃燒的概念:燃燒是一種發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學反應。在此基礎上,教會學生通過實例對比,辨析發(fā)光、發(fā)熱的變化不一定是燃燒,同時也讓學生了解燃燒與緩慢氧化的異同點,共同點是都是放熱的氧化反應,不同點是反應的劇烈程度不同。
2.燃燒條件的探究
教材中有關燃燒條件的教學,采用交流與討論的形式,針對性與對比性不夠。為了增強對比性,在實際教學中,從學生已有的學習經驗出發(fā),選擇以蠟燭為主要實驗素材,設計實驗探究燃燒需要滿足的條件(見表1)。
其次,給學生播放紅磷、白磷燃燒的對比實驗視頻,通過觀察到的實驗現象:銅片上白磷燃燒而銅片上紅磷和水中白磷沒有燃燒。引導學生分析得出:銅片上紅磷沒有燃燒是因為溫度沒有達到著火點,水中白磷沒有燃燒的原因是沒有與氧氣接觸。如果要使銅片上紅磷燃燒可用酒精燈火焰加熱,使水中白磷燃燒可用一根空試管罩住白磷或往水中通人空氣。通過這個實驗說明:燃燒的三個條件必須同時滿足。
最后,歸納總結燃燒的條件是:物質具有可燃性;與氧氣接觸;溫度達到著火點。
3.滅火條件(原理)的探究
在知道燃燒需要同時滿足三個條件的基礎上,請學生討論如果其中任意一個燃燒條件沒有達到,結果會怎樣?學生很容易就能回答出燃燒無法發(fā)生。那么要滅火,就應該是朝著破壞燃燒條件的角度考慮。
教材中有關滅火方法和原理內容的教學,主要通過舉例完成,這樣的方法直觀性欠佳。為了幫助學生更直觀地了解滅火的原理,在實際教學中,預先錄制了用三種方法熄滅蠟燭的視頻,然后在課堂上播放(也可以直接課堂上演示實驗),通過對實驗的觀察、分析,歸納三種方法各自依據的滅火原理,同時對應地例舉一些生活中常見物質的滅火方法(見表2)。
由實驗得出,滅火的原理有:降溫至著火點以下;隔絕空氣(氧氣);隔離可燃物。并強調說明,三個條件只要滿足一個就可以滅火。
最后,將燃燒條件與滅火原理的知識進行梳理歸納總結,如圖1所示。
燃燒的條件 滅火的條件(原理)
1.物質有可燃性→1.隔離可燃物
2.與氧氣接觸→2.隔絕氧氣(空氣)
3.溫度達到著火點→3.降溫至著火點以下
三個條件同時具備 三個條件具備其一
圖1燃燒條件與滅火條件的關系
4.促進燃燒的方法
(1)使燃料燃燒更旺的方法
利用氧氣的性質學習中做過的蠟燭、木炭等物質分別在空氣和氧氣中燃燒的實驗,通過對比不同物質在空氣中燃燒的現象(劇烈程度)不同,得出影響燃燒劇烈程度的因素之一是可燃物的種類(即可燃物的性質)。然后通過對比同種可燃物在氧氣中燃燒比在空氣中劇烈,得出影響燃燒劇烈程度的因素之二是氧氣的濃度,氧氣濃度越大,燃燒越旺。除了這兩個因素以外,還有其他什么因素呢?通過生活中生篝火的經驗,為了讓篝火燃燒得更旺,常常將柴火架空,這樣做可以增大木柴與空氣(氧氣)的接觸面積,由此得出影響燃燒劇烈程度的因素之三是可燃物與氧氣的接觸面積。現實生活中,要使某種燃料在空氣中燃燒更旺,通??梢圆捎玫姆椒ㄊ窃龃笕剂吓c空氣的接觸面積。
(2)完全燃燒與不完全燃燒
為了幫助學生直觀地了解完全燃燒與不完全燃燒的發(fā)生,再次選擇以蠟燭實驗為素材,取一根蠟燭在空氣中點燃,然后將一塊玻璃片壓在火焰上方,一段時間后觀察到玻璃片上出現黑色固體。依據現象,跟學生解釋出現黑色固體的原因是氧氣不充足,蠟燭發(fā)生了不完全燃燒。而當氧氣充足時,蠟燭就發(fā)生完全燃燒,看不到黑煙。接下來通過對比完全燃燒與不完全燃燒的不同點,使學生了解燃料完全燃燒的優(yōu)點是燃料利用率高、污染少,在生活生產中具有實際意義。
除了上述教學中運用蠟燭為素材,在學習化學變化中的質量關系的時候,也同樣可以借助蠟燭實驗創(chuàng)設學習情境。在化學主題式教學中,利用一個素材發(fā)生變化的不同角度創(chuàng)設情境開展教學,既有助于學生在已有知識的基礎上,更直觀地學習新知識,同時也為以后如何進行主題式內容的學習,給學生一定的啟發(fā)?;瘜W教學的目的,除了教授學生化學知識,更重要的是教會學生獲取知識的方法。