基于学习者分析和资源整合的九年级化学教学设计

胡婉芳 保志明 陈凯

摘 要：在认真分析2012年新修订的人教版九年级化学教材和学生情况的基础上，针对《燃烧与灭火》教学重难点，从实验活动设计、课堂气氛调节、教学资源整合以及发挥学生的自主性等方面进行教学设计，整个设计分引入新课、燃烧的三要素、燃烧条件的深化理解和应用、灭火原理及方法和多元化开放性作业五个部分。

关键词：燃烧；灭火；课程资源；开放性；科学写作

一、教学设计分析

本节内容选自2012年修订人教版九年级化学教材上册第七单元课题1。本课题包含三部分内容：燃烧的条件、灭火的原理及方法和易燃物易爆物的安全知识。本课为第一课时，将燃烧和灭火的课后自学和反馈、常用防火知识与易燃易爆物的安全合并列入第二课时。

燃烧是生活中一种常见现象。在学习本课之前，学生已经有了一定的生活经验积累，他们已经知很多能促进燃烧和有利于灭火的方法。但是并未建构变化观，不能从化学变化角度去认识燃烧，也没有认识到影响燃烧的外界因素。九年级化学学习过程中，学生在本单元之前也多次接触过燃烧，但由于不同单元的主题差异，所以分散的化学反应承载的“燃烧”知识也不一样，其侧重点更主要是氧气的化学性质或碳单质、一氧化碳的化学性质等。可见，学生在学习“燃烧”和“燃烧条件”概念之前，头脑里已有大量的在日常生活以及之前的学习基础上形成相关知识经验。这些内容对学生后续学习燃烧及燃烧条件将会产生影响，需要教师从整体上把握教材前后内容之间的联系，要根据学生的学习基础来进行教学设计。

在九年级化学教材中，与本节内容联系紧密的有氧气和二氧化碳的性质，例如氧气的助燃特性与二氧化碳的不可燃、不助燃的性质。本节内容与前面知识遥相呼应，可以帮助学生整合燃烧的知识体系，增加理论与实际的联系，提高学生的学习效率。同时，对于燃烧条件的理解，联系可燃物、助燃物、化学反应条件等的控制，从旺盛火焰角度给予学生对燃烧更加深刻的认识，也有利于学生在对燃烧的逐步认识过程中，发现其它一些“副产品”，例如对氧化反应的认识、对可燃物的扩大认识等等，对下一课题燃料应用提供了先行准备。

修订前后的人教版化学教材中，“燃烧与灭火”在课本中位置并没有改变，可其内容的充实、顺序的调整，给予我们新课程教学设计很多有益的启示，尤其丰富了我们对教学的互动环节。在顺序的调整方面上，尤其是在讲解灭火的原理和方法中，修订后的教材采取先讨论后归纳的学习形式，将讨论生活中灭火实例调整到了此板块内容的最前面，通过师生间问答的形式，教师加以引导，学生进行思考归纳，最后由教师总结的一系列环节来加强学生的生活观察能力、思维分析能力和归纳能力。在内容增添方面：（1）在灭火的原理和方法的内容中，在讨论栏目上新增了分析油罐着火用水喷淋降温的灭火原理，于是我们联系新闻事件创设情境，提供了学以致用的案例分析；（2）新教材在介绍几种常用灭火器的内容上，新增了每种灭火器的使用方法，并将泡沫灭火器替换为水基型灭火器，说法更加科学合理，虽然课堂上没有时间详细讲解灭火器的使用，但是提供了学生课外实践的示范素材；（3）在“灭火原理和方法”部分还新增了关于发现火险或遇到火灾时的应对措施，而且在“调查与研究”栏目中，新增了“了解火灾时的自救方法，以及不同原因造成的火灾的灭火方法”和“了解几种灭火器的使用方法，并调查学校、商场、住宅等配备了哪种灭火器，阅读使用说明，了解使用方法和适用范围的内容”，但课堂时间有限，将其纳入为课后的开放性作业，在下一课时中集中讨论。“燃烧和灭火”的内容广泛，且与生活实际紧密联系，单单靠课堂教学还不能窥其全貌，与其限制在课堂之中，不如放手于学生在课外自行探索，并以适当评价形式加以引导，真正体现“学为主体”。

笔者试图运用POE（Predict-Obsever-Explain）策略设计与学生经验相结合的科学活动，创造学生生活化的问题情境与概念冲突的机会，通过预测，观察、解释的教学程序，逐步引导学生去推理、验证及归纳思考，以达到概念学习的目的。比如，探究燃烧的条件时，学生先进行预测，利用所给材料进行小组实验观察现象，思考解释现象原因，最后由教师点拨和总结。

传统的教学设计中常常重视课堂流程，却忽略课外作业的设计和反馈——其实需要将更多学习自主权需要还给学生，所以我们在作业设计中大下功夫，设计出不拘泥于纸笔测验的试题，而付诸于科学写作形式表达的实践与记录。

二、教学目标

【知识与技能目标】

（1）认识燃烧的条件和灭火的原理。

（2）了解灭火的方法、安全知识以及实际生活中的消防知识。

（3）利用化学科学知识解释某些日常生活中燃烧、灭火的现象和原因。

【过程与方法目标】

（1）通过对燃烧条件、灭火原理等的探究活动，初步体验用探究方法学习化学的过程，锻炼实验观察能力、实验动手能力和思维能力。

（2）通过实验和讨论活动增长合作交流能力，学习应用化学知识解决实际问题。

【情感态度与价值观目标】

体会到燃烧对人类社会的发展起到了巨大的作用， 但控制不当也会带来灾难。

三、教学设计方案

（一）创设情境 引入新课

【创设情境】三国演义中“火烧赤壁”故事的视频

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图1 火烧赤壁模拟图

【教师导入】古往今来，多少战争中都利用了“火烧”来实现克敌制胜。仅在《三国演义》里，就有火烧赤壁（图1）、火烧新野、火烧连营等多个与燃烧相关的经典战争片段。燃烧的用处可不止打仗，请问还有哪些应用？

【教师提问】联系社会新闻、生活见闻和学习经历等方面，燃烧的各种应用对人类有何意义？

【学生】思考、讨论、回答。

（设计意图：以精彩影视视频创设情境，联系战争中的火烧典故导入新课，激发学生对于燃烧的兴趣。而开放性的问题设置一方面了解学生对燃烧及其现象的生活经验的认识程度；另一方面调动学生主动挖掘脑海中关于“燃烧”的事实和作用）

（二）燃烧的三要素

【教师设问】燃烧给我们带来了光明、热量、美味的食物等等，其本质其实是物质通过燃烧这一途径将本身的化学能转化成热能、光能以及其他形式的能量，但是燃烧能使所有物质都发生这一转换吗？这些物质在什么条件下可以燃烧呢？

【学生】从生活和学习经验之中获取案例、说明理由。

【教师】从刚刚的同学们的回答中，我们知道了有些物质可以燃烧，有些物质不能。接下来我们讨论下，你认为燃烧需要怎样哪些条件？看看谁能找到更多的依据支持自己的观点。

学生4-5人为一组，预测结果，分组实验、组内分工、观察记录、分析原因、得出结论、汇报结果。

（1）探究缺少可燃物是否可以燃烧的实验：分别对比石块和木炭、酒精和水等。

（2）探究缺少氧气，可燃物是否可以燃烧的实验：对比相同蜡烛在有无氧气情况下的燃烧事实等。

（3）探究温度没有达到着火点，可燃物是否可以燃烧的实验：对比木块和煤块，直接加热的纸盒和加水的纸盒，离加热位置远近不同的火柴等。

【教师】对各方案进行点评与修正。

【教师小结】从本阶段的学习讨论中，我们知道了有些不易燃烧或以为不能燃烧的只需改变条件就可实现燃烧，并且通过实验探究得出了燃烧的三个条件——可燃物、温度达到着火点和充足的空气（氧气）。可见，燃烧是一种氧化反应。

【教师】燃烧是否一定要点燃？

【学生】大部分同学的错误认识“燃烧一定需要点燃”。

【教师】演示实验共三个步骤，由每一步的现象得出相应的结论。

第一步：首先不加热，向盛有常温木炭的试管中通入氧气（如图2）。

第二步：停止通入氧气，再用酒精灯对盛有常温木炭的试管进行加热到着火点以上（如图3）。

第三步：撤去酒精灯，立即向盛有高温木炭的试管中通入氧气（如图4）。

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图2

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图3

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图4

【教师】从此实验中可得出燃烧需要同时满足这三个条件，那回到前面的问题“燃烧是否一定要点燃？”这样说明点燃的作用是什么？

【学生】思考、回答。

（设计意图：发挥学生自主性，开展燃烧条件中的变量控制，整个探究过程以一种开放的态度来认识燃烧的三个条件，引导学生能主动地或在他人启发下对问题的答案做出猜想与假设能力，其间及时鼓励学生，敢于进行大胆的猜想。同时，依照学生反馈的信息，了解学生的推理能力，控制后续教学。针对学生因为之前学过大量物质与氧气的燃烧实验中反应条件都为点燃而产生错误的认识，所以在得出燃烧条件的相应结论后，又回到点燃的问题，引导学生思考点燃和加热实质作用均为使温度达到着火点；由于教材中用白磷和红磷探究燃烧条件的实验，相对污染大且步骤复杂，而且白磷有毒，不易存放，所以参考了文献中的创新实验，用学生熟悉的木炭来完成探究活动，步骤简便，耗时少而且较为环保）

（三）燃烧条件的深化理解和应用

【教师】火烧赤壁典故中燃烧的三要素分别是谁起了关键性作用？

【学生】讨论、回答。

【教师】如果你是曹操，把船只全部改造成金属例如钢铁打造，是否可以避免火烧？

【学生】思考、回忆之前所学知识，围绕铁是否可以点燃的话题举例说明。

【教师】根据大家回忆，铁片、铁丝在空气中不易点燃，只在氧气中燃烧；而之前学习过的镁则可以在空气中点燃，但在氧气中燃烧更加旺盛。可见对于金属，着火点也是有差异的。将铁丝放在氧气中燃烧，而且还将铁丝绕城螺旋状，这些说明了什么？请举出相似的例子。

【学生】思考、讨论，举出相似的例子。

【教师拓展】铁丝绕成螺旋状可以增加可燃物与氧气的接触面积，把空气更换成氧气，都可以帮助燃烧。如果要铁在空气中燃烧，空气中氧气浓度较低，所以可以通过增加接触面积，纳米级别的铁粉在空气中点燃就是这个原理（播放视频）。

【教师小结】如何让燃烧更旺？（图5）

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图5 让燃烧更旺的方法

【教师提问】俗话说：“火上浇油”，在火焰上浇上油势必使火势更加凶猛。如果你是诸葛亮，有什么战术能让赤壁之火更加旺盛猛烈呢？

【学生】讨论，回答。

（设计意图：化学教学既需要用燃烧三要素去理解后文中灭火原理，也需要借此了解增长火势方法付诸实用。这里利用火烧赤壁进行三要素分析不止作为情境，更作为阶段评价，了解学生对本节课重点知识的掌握程度，是判断是否更深入探讨的依据之一。补充提问对铁的燃烧认识，考察学生对可燃物的理解程度以及是否能将之前所学过的燃烧现象联系起来；从学生的回答和解释中，可以得知学生判断是否能以燃烧为依据，找出其理解不足或错误之处；在交流讨论的过程中，学生会发现，有些以为不能燃烧的，或者不易燃烧的，改变了条件也是可以燃烧的。这里的讨论不止限于燃烧的三要素的角度，还要联系氧气的化学性质、拓展到影响化学反应速率的因素，在典型且具体的反应事实中建构变化观）

（四）灭火原理及方法

【教学过渡】水火无情，燃烧也给人类带来了灾难。列举近年来影响比较大的几场火灾事故。

【教师投影】下面是一些灭火实例，试分析其灭火原理

①新闻链接（有删节）：

2012年8月17日，昆墨高速一辆装有20吨左右汽油的油罐车突然着火。元江县消防大队出动2辆消防车，并调集泡沫水罐车、高压喷水车各一辆到达事故现场。官兵将所有人员疏散到300米外的安全地带，利用掩体靠近罐车，将水枪设置在离罐车10米远处进行冷却控火。随后，消防官兵又在罐车前增设了一个泡沫水枪阵地。经过近1个小时奋战，火势终于被控制。

②炒菜时油锅中的油不慎着火，可用锅盖盖灭或放入较多的蔬菜。

③扑灭森林火灾的有效方法之一，是将大火蔓延路线前的一片树木砍掉形成隔离带。

【学生】小组讨论、回答。

【教师小结】通过学习和分析我们知道，使温度降到着火点以下，清除或使可燃物与其他物品隔离以及隔绝氧气（或空气），都能达到灭火的目的。所以说，灭火的根本就是要破坏燃烧的条件之一即可。

【教师设问】根据上述实验与灭火的原理和酸与碳酸钠反应生成的二氧化碳的不助燃性，你能用带支口的锥形瓶、木塞、稀硫酸、碳酸钠溶液、橡皮管和蒸馏水，设计一个灭火器。

【教师设问】那请大家设想一下，如果你穿越到了三国火烧赤壁的现场，你会给曹操什么建议来灭这场败军之火，反败为胜？

【学生】思考、讨论、回答。

（设计意图：以当前学生喜闻乐见的穿越剧形式跳出常规课堂，激发兴趣作用的同时更加引导他们充分发挥想象力，在这个过程中鼓励学生将灭火知识学以致用，并尝试用自己的语言表述，能有效培养他们的归纳能力和表达能力）

（五）多元化开放性作业

【教师小结】燃烧是一种发光、发热的剧烈氧化反应，我们可以通过控制条件使其燃烧更加旺盛，也可以将其灭于无形。火灾是无情的，灭火不如防火。同学们只有增强安全意识，才算真正地掌握了防火的无敌法宝。

【作业布置】分组进行，任选一题，下节课报告、答辩

作业一：社会实践题：检查本学校或你熟悉的地方是否存在火灾的安全隐患。详细内容：调查：分组，去某个公共场所，如商场、影院、酒店、图书馆、实验大楼等，调查那里的防火设施（有无配备灭火器或消防栓，是何种灭火器）、安全通道的布局等。调查中，记录防火设施的位置、种类、使用方法，画出实地安全通道平面图，了解房屋建筑时为了防火而进行的材质的选择或材料的处理。

作业二：能利用生活中的用品设计出一个简易灭火器吗？请用通俗的语言介绍其中的构造和演示灭火效果。

（提示：可以利用日常所用的苏打粉或小苏打，家中所用的洁厕灵含有一定浓度的盐酸，还有食醋里的醋酸也有类似的性质，你能将他们混合产生二氧化碳吗？或者直接利用一种碳酸饮料。喷头的化妆水瓶以及废弃的喷雾瓶等带喷嘴功能的日常用品都可以成为模拟灭火器）

作业三：根据新闻的描述，想象出事故发生现场情况，并设计成图并配以说明，尤其标识出起火和易燃地点，并查阅资料归纳发现火险或遇到火灾时的应对措施，了解火灾时的自救方法，以及不同原因造成的火灾的灭火方法。

【新闻链接】

2004年8月1日，位于巴拉圭首都亚松森北郊的一家大型超市发生了巴拉圭有史以来损失最惨重的一场灾难。超市位于亚松森市北部，占地面积4000多平方米，地上三层，总面积大约1.2万平方米，地下还有一层停车场。大火中，超市的售货厅、餐厅、厨房和地下停车场无一幸免。在超市的餐饮区烤肉炉的烟囱有个特别之处：它不是直的，而是为避开房屋大梁打了一个弯，里面积累了大量的烟灰、油脂和其他脏物。而且，弯道恰好位于天花板和屋顶之间，另外，二层餐饮区上面的天花板使用了一种高级隔热材料—石膏板和玻璃丝，但是，屋顶锌板却覆盖了一种极易燃烧的材料——一层聚氨甲酸酯塑料和另一些用易燃塑料材料制作的隔板。（详情可以进一步参考网络信息）

（设计意图：开放性作业形式是有利于学生主动探索科学、建构知识的有效手段。我们的作业多采用科学写作形式，希望学生通过文字或图表等载体将人们对科学的理解和思维具体地呈现出来，这种作业不仅是一种语言技能的表现，更是学习者对“燃烧和灭火”的理解和再现的反映，将学习者的内在认知活动具体化为外在表征。既有利于教师对学生学习的了解，又有利于学生自己的批判性思维的养成）

[参 考 文 献]

[1]何彩霞.在学生调研中明确概念学习和认识发展目标—以“燃烧和燃烧条件”概念教学为例[J].基础教育课程，2009（11）.

[2]许良荣，蒋盈姿.以POE策略探究中小学生对物质“可燃性”的另有概念[J].科学教育研究与发展，2005（38）.

[3]李平，孙慧玲.关于可燃物燃烧实验的绿色化设计[J].中学化学教学参考，2012（5）.

[4]陈凯.分析美国教材的科学写作主题[J].中学化学教学参考，2012（6）.

（责任编辑：张华伟）