“燃燒的條件”探究實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析及設(shè)計(jì)創(chuàng)新例證

1、“燃燒的條件”探究實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析及設(shè)計(jì)創(chuàng)新例證張冰峰 江蘇省如皋市外國語學(xué)校 “沒有化學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究的教學(xué)不是真正意義上的化學(xué)教學(xué)”。義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）提出“教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)實(shí)際，積極創(chuàng)造條件，組織學(xué)生開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)?！边€規(guī)定應(yīng)安排和組織學(xué)生至少完成八項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，這是新課標(biāo)在教學(xué)實(shí)踐層面上的最大變化。學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，親身經(jīng)歷、感受實(shí)驗(yàn)和探究過程，這在化學(xué)教學(xué)中具有不可替代的意義和價(jià)值。教師應(yīng)積極組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室去，科學(xué)設(shè)計(jì)活動(dòng)方案，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)竭盡全力。一、關(guān)于“燃燒的條件探究”實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析“燃燒的條件”是八個(gè)必做實(shí)驗(yàn)之一。瀏覽義務(wù)教育教科書九年級(jí)化學(xué)人教版、

2、魯教版、滬教版等不同版本的教科書，都安排了此實(shí)驗(yàn)，但放置在課本中的位置有差異，預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊灿胁顒e。人教版（2012年版）將此實(shí)驗(yàn)放在第七單元燃料及其利用章節(jié)之后，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了燃燒的條件，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵?.加深對(duì)燃燒條件的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步了解滅火的原理；2.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程。魯教版（2012年版）放在第六單元燃燒與燃料章節(jié)之前，學(xué)生還未系統(tǒng)學(xué)習(xí)燃燒的條件，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵?.自行設(shè)計(jì)并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，探究燃燒的條件；2.通過完成一系列促進(jìn)燃燒或阻止燃燒反應(yīng)的過程，初步體會(huì)控制化學(xué)變化的一般思路。滬教版（2013年版）將此基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)放在第四章認(rèn)識(shí)化學(xué)變化章節(jié)之后，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了燃燒的條件的知識(shí)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵?/p>

3、1.通過實(shí)驗(yàn)探究燃燒所需要的條件；2.通過實(shí)驗(yàn)和討論，總結(jié)滅火的方法；3.逐步建立安全用火的意識(shí)，了解日常生活中常見的滅火方法。通過分析可以看出，不同版本安排此實(shí)驗(yàn)的意圖不同，有的為了探究學(xué)習(xí)新知，體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究思路，有的為了加深理解感悟，體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)過程。但都是設(shè)計(jì)了學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)，親身經(jīng)歷、感受過程。三個(gè)版本在探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有兩個(gè)共同點(diǎn)：一是實(shí)驗(yàn)操作都很簡(jiǎn)單，且現(xiàn)象明顯，變量對(duì)比清晰，學(xué)生動(dòng)手安全性高。二是選用物質(zhì)都很常見。除去一些實(shí)驗(yàn)操作必備的儀器用品外，人教版選用的物品是酒精、水、棉花、乒乓球、濾紙、蠟燭等；魯教版選用的物品是木條、紙、火柴、酒精、水、鋼絲棉、一瓶氧氣等；滬教版選用的物品是

4、95%酒精、蒸餾水、棉花球、玻璃棒（或石棉絨）、小蠟燭、小木條、小煤塊等；上述三個(gè)版本除魯教版選用的鋼絲絨，一瓶氧氣外，其余都是生活中最常見的物品，用常見的物質(zhì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手，讓學(xué)生在熟知的實(shí)驗(yàn)中感受現(xiàn)象，感悟變化，再歸納出燃燒的條件與滅火的原因，“從身邊學(xué)起，從淺處學(xué)習(xí)”，這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生形成知識(shí)，形成能力。為了更好地探究燃燒的條件，或?qū)θ紵懈碌恼J(rèn)識(shí)，三個(gè)版本教材都明確要求學(xué)生進(jìn)一步創(chuàng)新設(shè)計(jì)探究“燃燒的條件”的實(shí)驗(yàn)。如何選擇材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)呢？其實(shí)金屬材料就是一類很好的選擇。二、“燃燒的條件探究”實(shí)驗(yàn)中金屬材料運(yùn)用的創(chuàng)新例證金屬材料是生活中很常見

5、的物質(zhì)，其許多性質(zhì)在運(yùn)用到探究燃燒的條件上具有很特別的作用。如利用金屬鈉與水反應(yīng)放出熱量使酒精燃燒的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)所做的“滴水點(diǎn)燈”魔術(shù)，可以激發(fā)學(xué)生探究燃燒的愿望；利用金屬鎂條在二氧化碳中繼續(xù)燃燒的奇特實(shí)驗(yàn)，可以幫助學(xué)生拓寬對(duì)“燃燒”概念的深層理解。下面筆者再例舉幾例。例證實(shí)驗(yàn)一：鐵粉燃燒。探究問題：回憶鐵絲在空氣中、氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)。提問：鐵一定要在純凈氧氣中才能燃燒嗎？實(shí)驗(yàn)用品：酒精燈（或蒸發(fā)皿）、酒精、火柴、鐵粉、藥匙。實(shí)驗(yàn)操作：點(diǎn)燃酒精燈（或在一蒸發(fā)皿中滴一滴管酒精，點(diǎn)燃），將鐵粉從火焰正上方輕輕灑下。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在火焰外焰處火星四射。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1.鐵粉可以在空氣中燃燒。2.增大物質(zhì)的接觸面

6、積，有利于物質(zhì)充分燃燒。例證實(shí)驗(yàn)二：銅塊滅火實(shí)驗(yàn)操作： 點(diǎn)燃蠟燭，將一銅塊從側(cè)面靠近蠟燭并緊貼在蠟燭芯的一側(cè)，觀察現(xiàn)象。再把銅塊酒精燈加熱后，再緊貼燃燒的蠟燭芯，觀察現(xiàn)象。請(qǐng)你分析產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：蠟燭凝固，火焰熄滅?，F(xiàn)象解釋：銅塊吸收熱量，蠟燭凝固成固體，溫度降到著火點(diǎn)以下而熄滅；若將銅塊用酒精燈加熱后，不能將蠟燭溫度降到著火點(diǎn)以下，所以不能滅火。例證實(shí)驗(yàn)三：切割火焰實(shí)驗(yàn)用品：酒精燈、火柴、鐵絲網(wǎng)2張。實(shí)驗(yàn)操作與分析：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 現(xiàn)象的解釋點(diǎn)燃酒精燈，將一張鐵絲網(wǎng)從酒精燈火焰的中上部，水平移動(dòng)切割火焰，從側(cè)面觀察現(xiàn)象。如下圖1?；鹧姹昏F絲網(wǎng)割斷，鐵絲網(wǎng)上無火焰。如下圖2。鐵

7、絲網(wǎng)吸熱，網(wǎng)上的酒精蒸氣達(dá)不到著火點(diǎn)，不能燃燒。固定住鐵絲網(wǎng)不動(dòng)，從側(cè)面觀察現(xiàn)象。如下圖2。鐵絲網(wǎng)中心被燒成紅熱狀態(tài)，鐵絲網(wǎng)上部有火焰。如圖3。鐵絲網(wǎng)被充分灼熱，使網(wǎng)上面的酒精蒸氣達(dá)到著火點(diǎn)，燃燒。保持第一張鐵絲網(wǎng)不動(dòng)，將第二張鐵絲網(wǎng)從火焰的中下部水平移動(dòng)切割火焰，從側(cè)面觀察瞬時(shí)現(xiàn)象。如圖4。兩張鐵絲網(wǎng)之間沒有火焰。如下圖5。下面鐵絲網(wǎng)吸熱，兩張鐵絲網(wǎng)間的酒精蒸氣達(dá)不到著火點(diǎn)，不能燃燒。圖1圖2圖3圖5圖4例證實(shí)驗(yàn)4：防爆設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用品：制取氫氣裝置一套,無底的飲料瓶，帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞，鋅粒，稀硫酸，火柴等。教師演示氫氣爆炸的實(shí)驗(yàn)（或播放氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)的視頻）：組裝一套氫氣燃燒爆炸裝置（如圖6）

8、，向下排空氣法收集氫氣，在導(dǎo)管上端點(diǎn)燃?xì)錃?。觀察現(xiàn)象。請(qǐng)學(xué)生在合作小組內(nèi)討論，利用老師所給的材料，對(duì)上述裝置進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到“防止氫氣的爆炸發(fā)生”的目的。材料提供：帶導(dǎo)管的橡皮塞（如圖7）、細(xì)鐵絲（或細(xì)銅絲、鋁箔）改進(jìn)方法：在玻璃導(dǎo)管中塞入較多的細(xì)鐵絲（或細(xì)銅絲、鋁箔等），如圖8。圖8圖7圖6實(shí)驗(yàn)操作：用改裝后的帶導(dǎo)管的橡皮塞組裝一套收集氫氣裝置，向下排空氣法收集氫氣，在導(dǎo)管上端點(diǎn)燃?xì)錃?。觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：氫氣在導(dǎo)管口安靜燃燒至最后熄滅。原理分析：金屬具有良好的導(dǎo)熱性。較多量的金屬絲能吸收大量的熱量，不能將熱量傳導(dǎo)到瓶?jī)?nèi)，使集氣瓶?jī)?nèi)的混合氣體達(dá)不到著火點(diǎn)而不能燃燒爆炸，瓶?jī)?nèi)氫氣上升到導(dǎo)管口時(shí)繼續(xù)燃燒。從以上幾個(gè)例證實(shí)驗(yàn)可以看出，將金屬的性質(zhì)運(yùn)用到物質(zhì)燃燒的條件探究實(shí)驗(yàn)，將進(jìn)一步幫助學(xué)生理解燃燒的本質(zhì)以及滅火的實(shí)質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生從燃燒的條件三要素這個(gè)根源上學(xué)會(huì)分析，學(xué)以致用，達(dá)到“到深處用”的目的。其實(shí)“