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(xué)引導(dǎo)學(xué)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(xué)

一、深度教學(xué)，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(xué)的主要依據(jù)，學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)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(wù)教育課程標準理念下的初中化學(xué)教材，不拘泥于教材又不背離教材，學(xué)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(dǎo)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(xué)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(dǎo)致學(xué)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?！钡谋硎霾缓芸茖W(xué)[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)。”會更科學(xué)。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。化學(xué)作為九年級學(xué)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?！蓖瑯樱瘜W(xué)教學(xué)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(xué)中不能僅僅停留于膚淺的表面和考點，而應(yīng)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(xué)方法、科學(xué)思想，幫助學(xué)生在探究中獲得思維的提升，體會思考的快樂。教師在教學(xué)實踐中應(yīng)由教學(xué)診斷者變?yōu)榻虒W(xué)研究者，由學(xué)科知識管理者成為知識經(jīng)驗建構(gòu)者，由運用學(xué)科技術(shù)行動者成為學(xué)科實踐智慧擁有者的目標進行轉(zhuǎn)型。教師的教學(xué)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(dǎo)向是關(guān)鍵

“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗為學(xué)生學(xué)習(xí)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(dǎo)學(xué)生辯證認識燃燒條件，深度教學(xué)，而問題導(dǎo)向是關(guān)鍵。

二、對深度教學(xué)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(xué)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(yīng)越劇烈，應(yīng)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(dāng)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，待火柴梗快燃盡時，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(xué)習(xí)

只有將學(xué)生進行“深度學(xué)習(xí)”的“深度教學(xué)”，才是發(fā)展核心素養(yǎng)的教學(xué)。而“深度學(xué)習(xí)”的主體是學(xué)生，因此從學(xué)生的視角、認知層面，瞄準目標設(shè)計教學(xué)，思考教學(xué)內(nèi)容的演繹方式，放眼未來，才能促成學(xué)生終身發(fā)展。學(xué)習(xí)的建立源于體驗，沒有體驗的學(xué)習(xí)，就無法對所學(xué)的知識進行加工，就談不上深度實驗，更談不上深度學(xué)習(xí)，所以在教學(xué)實踐中，巧妙合理地設(shè)置有價值的問題情景，引領(lǐng)學(xué)生正確的思維方向，留給學(xué)生足夠的體驗時間、空間和權(quán)利，讓學(xué)生在質(zhì)疑、實踐中真正成為學(xué)習(xí)的主人，培養(yǎng)學(xué)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(xué)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(dǎo)學(xué)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(xué)生團結(jié)合作精神，辯證思維習(xí)慣和創(chuàng)新能力。

結(jié)語

化學(xué)教師要從學(xué)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(xué)才是“深度教學(xué)”，才能促成學(xué)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(xué)教學(xué)，2005（1）：21-21.

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

[3]耿雁冰.化學(xué)深度實驗的教學(xué)探究[J].教學(xué)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(xué)研究立項課題“素養(yǎng)視域下農(nóng)村中學(xué)初中化學(xué)實驗教學(xué)有效性的研究”（課題編號ZPKTY19079）的研究成果之一。】

（作者單位：龍海市實驗中學(xué)）