第七单元燃烧与灭火大单元教学设计-2023-2024学年九年级化学人教版上册

2/2 燃烧与灭火一．教材分析“燃烧和灭火”是义务教育化学教材人教版第七单元“燃料及其利用”课题１的内容。教材将化学学科知识与社会知识紧密联系，前承接化学变化的物质变化、现象、表征、条件等维度的内容，后联系化学变化的能量、调控以及化学学科与社会发展等维度的内容。本课题教学内容旨在使学生形成“条件是认识化学变化的一种基本视角”，深化“在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化”的化学观念。同时渗透了以实验为主进行证据推理的科学探究实践、对比与变量控制的科学思维和对“化学促进人类文明和社会可持续发展的积极认识”等化学学科核心素养。二．学情分析学生此前已学习了氧气的性质及用途，对木炭、红磷、硫粉、氢气、铁丝、镁条、一氧化碳、酒精、石蜡等物质的燃烧现象和燃烧过程中的物质变化有所了解。同时具备一定的基本实验技能、实验探究能力和分析推理能力，对生活中的燃烧现象和灭火方法也有一定的了解。在对化学反应的认识上，能熟练地运用物质变化和现象视角看待问题，但几乎不能从条件视角、能量视角认识化学反应，不能从系统思维的角度认识化学反应，没有形成“在一定条件下实现物质转化”的化学观念。三．教学目标1.通过燃烧条件的探究实验，体验用控制变量的方法来研究多变量化学问题，培养证据推理意识和科学探究能力。2.通过对蜡烛燃烧前和熄灭后装置内氧气含量的测定，制造认知冲突，纠正对燃烧条件的认知偏差，修正燃烧条件模型，将认识燃烧条件的视角从定性转为定量。3.通过火折子的点火、存火、旺火和熄火，建立“可以通过控制反应的条件促进或者抑制反应的发生”的化学观念。4.通过火折子保存火种的功能与奥运火炬的预燃室之间的联系，体会传统文化中的智慧，对化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识。四．重点难点重点：探究燃烧的条件和控火、灭火的方法。难点：控制变量法在探究燃烧条件中的应用。五．设计思路六．教学过程任务1.似曾相识——认识燃烧教学环节教师活动学生活动设计意图导课【播放】古装剧中使用火折子的场景【提问】你相信吹气能生火吗？邀请一位同学现场吹气生火【讲述】老师拿着的这个宝贝叫火折子，它是古人随身携带用来点火的黑科技，今天这节课咱们就来探索火折子的秘密。观看吹气生活的视频，看同学现场表演吹气生火创设“吹气生火”的情境，使学生对火折子产生强烈的好奇心和探究欲。认识燃烧【提问】对着火折子吹气时，你看到了什么现象？【提问】你学习过哪些燃烧？它们有什么共性？【提问】什么是燃烧？生1：看到了火——燃烧。生2：学过木炭、红磷、硫粉、氢气、铁丝等的燃烧。生3：有氧气参加、发光、放热。阅读教材，找出燃烧的定义。联系学生已有知识和经验来认识燃烧，发展学生从经验和教材中获取和加工关键有效信息的能力。任务2：生火有道——探索火折子吹气生活的奥秘教学环节教师活动学生活动设计意图设计实验探究燃烧的条件【提问】燃烧需要具备哪些条件？请同学们做出合理猜想？【提问】让物质燃烧，是满足一个条件还是三个条件必须同时满足？【讲述】如果想让物质燃烧，该物质必须具有可燃性，没有可燃性的物质是无法燃烧的，所以说可燃物是物质燃烧的必备条件之一，你们认可吗？【讲述】接下来我们的任务就是探究可燃物燃烧是否必须满足另外两个条件。当有两个或多个变量对某一问题有影响时，我们在研究时要注意什么？请同学们根据所提供的器材和药品设计实验方案并实施实验。生1：燃烧需要具备可燃物、氧气和一定温度。生2：三个条件同时满足。生3：认可。生4：控制变量。小组讨论，设计实验方案并实施实验。引导学生围绕实验目的进行合理的猜想与假设，强化控制变量思想在探究多变量问题中的应用，增强证据推理能力。小组成果展示构建燃烧模型【讲述】你所设计的实验是如何证明燃烧条件的？请用如下模型展示并分享你的实验方案、现象及结论【提问】通过上述实验的探究，我们得出了燃烧条件模型，即“火三角”，请同学们思考：如何结合“火三角”，将燃烧的定义模型化？引导学生得出燃烧模型：学生分组展示自己的实验设计思路、实验现象及实验结论。思考并表述燃烧模型借助自制磁性教具，使学生的设计思路更显性直观。展示环节培养了学生语言表达能力。“吹气生火”大揭秘【演示】火折子“吹气生火”【课件展示】《天工开物》中火折子的制作方法，寻找燃烧条件观察火折子内保存着暗火从古书记载中寻找燃烧条件运用建构的模型揭秘火折子吹气生火，强化模型运用能力。任务3.驭火有方——揭秘火折子保存火种的方法修正模型打开定量视角【提问】盖上盖子，火折子为什么没熄灭？【演示实验】用氧气浓度传感器测定蜡烛燃烧前和熄灭后装置内氧气浓度变化。【提问】这个实验让你对燃烧条件有什么新的认识？引导学生修正“火三角”，绘制蜡烛燃烧时的氧气浓度数轴。【提问】当氧气浓度介于C1-C2之间时，燃烧情况如何？【展示】火折子的竹筒构造，揭秘火折子保存火种的方法。思考火折子没熄灭的原因生答：氧气接触不一定会燃烧，燃烧需要一定的氧气浓度。思考并回答：燃烧不旺盛。通过对蜡烛燃烧前和熄灭后装置内氧气含量的测定，制造认知冲突，纠正对燃烧条件的认知偏差，修正燃烧条件模型，将认识燃烧条件的视角从定性转为定量。抽象出燃烧的氧气浓度数轴，为揭秘火折子保存火种的方法找到依据。运用模型存火旺火熄火【提问】如何使火折子燃烧旺盛起来？【提问】使用完后，如何真正熄灭火折子？灭火原理是什么？引导学生形成燃烧、控火、灭火模型：生1:吹气，增大氧气浓度生2：增加燃芯用量生1：用水浇灭——降温到着火点以下。生2：移走燃芯——清除可燃物。生3：盖上盖子，旋转调节气孔，使之完全封闭——隔绝氧气。依据燃烧模型衍生出控火及灭火方法。拓展运用【展示】中华人民共和国中央人民政府网关于北京奥运珠峰特种火炬的“双火焰”记录。【提问】在北京奥运珠峰特种火炬的预燃室身上，我们看到了谁的影子？阅读网页信息感受火折子智慧的传承与创新。从传统文化走向现代科技，体会化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值。任务4.他山之石——自制火折子自制火折子【课件展示】《天工开物》中火折子的制作方法。【提问】传统火折子的燃芯中添加了硫磺，它燃烧的产物对空气有污染，可以用什么物质替代传统火折子中的燃芯原料？组织学生分组制作燃芯并组装火折子。谈论并优化火折子的燃芯材料。动手制作燃芯并组装火折子。讨论并优化火折子的燃芯配方，引导学生形成绿色化学与可持续发展观；动手制作火折子，从理论到实践，实现深度学习，促进学科核心素养的融合发展。成果展示组织学生展示自己的火折子用自己制作的火折子展示点火、控火、吹气旺火、灭火的全过程。通过成果展示，将火折子点火、控火、旺火、灭火知识链接起来，同时体会到探索的成就感。拓展升华【讲述】小小的火折子承载着人类控制燃烧的智慧。在我们现在的生产生活中，控制燃烧也有非常重要的意义和价值。【播放】双曲线二号火箭的成功发射与回收。观看双曲线二号火箭的成功发发射与精准回收，体会控制燃烧的重要意义和价值。将国家航天事业的最新成就与控制燃烧联系起来，体会控制燃烧的现实意义与价值，同时增强民族自豪感。板书设计八．教学设计创新点1.“情境”“活动”与“任务”三位一体，聚焦素养并落实素养发展。基于建构主义思想的“情境”“活动”与“任务”三位一体教学设计，其“情境”、“活动”与“任务”之间的关系如图所示。“任务”与“活动”分别回答了学什么与怎么学的问题，“情境”则提供了学习背景，情境对于激发和推动学生化学学科认识活动和化学学科实践活动，促进素养主动、全面地发展具有非常重要的意义和价值。本节课的教学设计在“认识燃烧”、“探索火折子吹气生火的奥秘”、“揭秘火折子保存火种的方法”、“自制火折子”四个有效任务的驱动下，以火折子吹气生火的情境为背景，激发学生探究燃烧条件、控火和灭火的方法，一以贯之地将“条件是认识化学反应的一种基本视角”蕴含其中，将“在一定条件下实现物质转化”的化学观念显性化呈现。通过“为我所控、方能为我所用”的概括提升，体现调控化学反应具有重要的学科应用价值，从而实现素养的聚焦与落实。2.关注学生认识燃烧的系统性思维发展学生化学学科核心素养的发展是一个持续进步的过程。义务教育化学核心素养前衔接小学科学课程，后衔接高中化学课程，素养的进阶具有阶段性和系统性。从教师教学的层面上讲，对化学反应的认识到此课题时，应该从物质、现象、表征以及反应类别视角发展到条件视角，后续还将发展能量视角等。从学生的学习层面讲，在本课题学生只认识燃烧条件和灭火原理是不够的，“燃”与“灭”只是燃烧变化的２个特定点，控制“燃”与“灭”也只是燃烧应用的两种“极端状态”，日常的生产生活更需要能控制燃烧“旺”与“弱”的若干中间状态。本课教学设计充分考虑了这２个层面上认识燃烧条件的系统性思维问题。3.修正燃烧模型，将对燃烧条件的认识从定性转向定量本节课的设计中，通过科学探究得出燃烧条件为“可燃物、与氧气接触、温度达到着火点”，然后通过对蜡烛燃烧前和熄灭后装置内氧气含量的测定，制造认知冲突，纠正对燃烧条件的认知偏差，修正燃烧条件模型，将认识燃烧条件的视角从定性转为定量，同时培养了学生质疑、思辨的科学精神。《燃烧与灭火》导学案学习目标1.会运用控制变量法设计实验探究燃烧条件，构建燃烧模型。2.通过修正燃烧条件，逐步培养质疑和思辨的精神。3.体会控制燃烧在生产生活、航天科技等领域的广泛应用价值。重点探究燃烧的条件和控火、灭火的方法。难点控制变量法在探究燃烧条件中的应用。【预习案】知识准备：知道常见物质如木炭、红磷、硫粉、氢气、铁丝、镁条、一氧化碳、酒精、石蜡等物质的燃烧现象和燃烧过程中的物质变化，并能书写常见物质燃烧的化学方程式；【学习案】任务1.似曾相识——认识燃烧这些物质的燃烧具有什么共同点？什么是燃烧？物质燃烧木炭燃烧硫燃烧铁丝燃烧镁条燃烧共同点任务2.生火有道——探索火折子吹气生活的奥秘提出问题:燃烧需要具备哪些条件？猜想假设：①②③设计实验：（控制变量法）设计实验验证燃烧要与氧气接触设计实验验证燃烧要达到一定温度研究研究哪种因素借助哪些物品如何设计实验观察到什么现象得出什么结论控制因素（不变量）研究因素（变量）对照组情况实验方案（画图）预计现象结论可燃物、一定温度氧气可燃物、一定温度、有氧可燃物、一定温度、无氧可燃物、氧气温度可燃物、有氧、温度达到着火点可燃物、有氧、温度未达着火点以上实验说明燃烧必须具备哪些条件？任务3.驭火有方——揭秘火折子保存火种的方法实验：用氧气浓度传感器测定集气瓶内的氧气浓度为，将燃着的蜡烛放入集气瓶中，盖上玻璃片，观察到蜡烛，用氧气浓度传感器测量瓶中剩余气体中的氧气浓度为。经实验测定，C1≠0，你对燃烧条件有什么新的认识？如何让火折子的火种保存较长时间？