围绕重要概念进行初中化学复习的思考——以蜡烛燃烧再探究为例

韩立新

一、研究背景

众所周知，复习课是初中化学不可或缺的重要内容。如何设计复习内容，整合知识，围绕重要概念进行复习，提高效率，达成通过复习课提高学生能力，是许多教师的困惑之处，也是教师们反复研讨、交流的教研活动的常见话题。

围绕重要概念进行复习课的教学设计，其着眼点不是知识点的罗列和题目重复的演练，而是把零散的知识，通过一条明线串联起来，将各个素材背后指向的重要概念作为教学的支撑点，各教学环节设计成通过学生熟悉的情境展开，而落点是对知识的整合和再认识，从而提升了学生科学思维与实践、科学态度与责任的素养，培养了学生探究与交流、习惯与方法的能力。

蜡烛燃烧是生活中常见的现象，是小学科学、初中化学中常见的教学素材，是学生无论在生活中还是在课堂上非常熟悉的情境，在中考题中也常见蜡烛燃烧为载体的题目。对于这个内容的复习，教师、学生通常容易就事说事，就题讲题，关注表面的变化和现象而忽略了现象背后所承载的学生关键能力的提升，如何以蜡烛燃烧为知识素材，体现围绕重要概念进行复习课的设计呢？下面就以蜡烛燃烧再探究为例进行阐述。

二、围绕重要概念设计复习

课题：对蜡烛燃烧再探究。

环节1：认识各层火焰的温度——在常见情境中再次体会燃烧条件的概念。

【学生活动】填写表格(见表1)。

表1

【设计意图】这是学生熟悉的内容，其中实验操作、现象、结论的复习是知识的再现，学生填写顺畅。而这部分的重点在于对外焰温度最高，内焰次之，焰心温度最低的解释，这样就与燃烧的条件联系起来，落点是燃烧需可燃物与氧气接触的条件，且与氧气接触的越充分，燃烧越剧烈。这就是围绕燃烧条件这个重要概念进行复习，体现出蜡烛燃烧这个常见情境与燃烧条件这个重要概念的联系。

环节2：如何使蜡烛燃烧更旺——对燃烧实验异常现象的分析，深度认识过氧化氢的分解。

【学生活动】进行猜想：在3只烧杯中加入等量的二氧化锰和20 mL的3种浓度的过氧化氢溶液，哪只烧杯中蜡烛燃烧的更旺(如图1所示)？

图1

学生的选择基本上是：燃烧程度c大于b大于a，理由是氧气的浓度越大，蜡烛燃烧越旺。

【教师演示1】演示b和c。

【组织讨论】实际实验现象与你预测的一样吗？你观察到什么现象？为什么c烧杯中的蜡烛先燃烧更旺，而后熄灭了？熄灭的原因是什么？

【教师演示2】

图2

【组织讨论】蜡烛熄灭的原因是什么？与上一个实验蜡烛熄灭的原因相同吗？

【教学实践】使蜡烛燃烧更旺的直接思维就是增大氧气的浓度，而过氧化氢浓度越大，分解产生的氧气的量就越多，燃烧就越旺。所以，学生普遍认为c杯中蜡烛燃烧更旺，当观察到演示实验c烧杯中的蜡烛在加入20 mL的30%的H2O2后，蜡烛先燃烧变旺，后随着有大量白雾出现，蜡烛熄灭了，b烧杯中的蜡烛加入20 mL的10%的H2O2后燃烧更旺，且燃烧持续。这个“反常”的现象引发了学生的兴趣——为什么有白雾？为什么氧气浓度大蜡烛反而会熄灭？这样的设计还是围绕着燃烧的条件这个重要概念进行的，在有可燃物、有氧气、温度达到可燃物着火点的条件下，蜡烛熄灭的原因是什么呢？演示2是学生熟悉的情境，学生流畅地总结出二氧化碳不支持燃烧，隔绝了蜡烛与氧气的接触，使蜡烛熄灭，由此，学生会对演示1进行分析：尽管c烧杯中加入了30%的H2O2分解产生了大量的氧气，但由于该反应是放热反应，同时会产生大量的水蒸气，水蒸气隔绝了氧气与蜡烛的接触，所以，我们观察到蜡烛先燃烧更旺，后又熄灭的现象，b烧杯中由于加入的是10%的H2O2，反应放出的热量少，形成的水蒸气少，不能隔绝H2O2分解放出的氧气，使蜡烛燃烧更旺，且持续燃烧。这样设计，明线是蜡烛燃烧，以此为载体，即复习了燃烧的条件和灭火的原理，又复习了过氧化氢分解且放热，浓度越大反应速度越快，放热越剧烈，形成的水蒸气越多。学会通过分析实验现象得出实验结论，学会判断事实证据与假设之间的联系，培养学生利用对比实验的方法研究问题的意识。

环节3：奇妙灭火的背后——由课本原型实验衍生多种变形，再现二氧化碳性质。

【学生活动】请填写表格(见表2)。

表2

【设计意图】用学生熟悉实验情境，以课本实验为原型，然后对实验进行变形，从几个相似的实验中找出不同点，培养学生对现象的描述能力，对实验结果的分析能力，以蜡烛燃烧为素材，围绕二氧化碳的性质的核心概念进行复习。

环节4：神奇的白烟——捕捉奇妙瞬间，体会分子保持物质化学性质的概念。

【学生活动】根据下列实验(如图3所示)，回答下列问题：

图3

(1)实验a中，白烟的成分是_______________ ，用燃烧的条件解释白烟能引燃蜡烛的原因_______________________ 。

(2)实验b中，若玻璃管太长，则不易观察到燃烧，其原因是____________________ 。

【设计意图】尽管在生活中常看到刚熄灭的蜡烛会有白烟，但点燃白烟重新引燃蜡烛，通常不被关注，只有在引导下才可能引起人们的兴趣。这个情境用在此处，主要是再次对燃烧的条件进行复习，同时，使学生体会到在不同温度下，石蜡的状态可以不同，但因为由同种分子构成，所以它们的化学性质是相同的。分析长玻璃管不能看到燃烧现象也是围绕物质状态的变化和燃烧的条件的重要概念进行的，这样的设计是选取了真实的、有意义的、引发学生兴趣的探究问题，是培养学生能用化学知识科学解释生活中的现象的能力，发展了学生乐学善学的素养。

环节5：与蜡烛燃烧有关的实际问题——对质量守恒定律、压强问题和化学方程式含义的再认识。

【学生活动】(2017年北京市中考题回顾)。

练习1：点燃蜡烛后，电子秤示数逐渐减小。蜡烛减小的质量________ (填“大于”“等于”或“小于”)燃烧后生成物的总质量。

练习2：用玻璃杯迅速扣住燃烧的蜡烛，并使杯口始终浸没在水中，最终杯中液面________ (填“高于”“等于”或“低于”)碗中液面。

【教学实践】

在练习1中，学生可依据质量守恒定律分析，蜡烛是反应物之一，其消耗的质量小于燃烧后生成物的总质量。但实际教学中，学生由于对氧气这个反应物的忽略，往往填相等的答案。以蜡烛燃烧为背景，复习了质量守恒定律，强调了概念的关键点：反应物和生成物的总质量相等，这就是围绕质量守恒的重要概念进行复习。中考题也常以这样的小题目对概念进行测评。

练习2的重点在于分析为什么最终杯中液面高于碗中液面？学生的想法多种多样：

①认为因为生成水；②认为消耗了氧气内压减小；③认为二氧化碳溶于水内压较小；④认为消耗了氧气，虽然生成二氧化碳气体，但二氧化碳能溶于水，可使内压减小……一般情况下，教师的分析是：反应消耗氧气，虽然生成二氧化碳气体，但由于二氧化碳能溶于水，最终使内压小于外压，杯中液面高于碗中液面。这样的结论是不全面的，这只是从定性的角度上的分析，建议教师应根据学生的实际引导学生从定量的角度进行分析：由于蜡烛的主要成分是烷烃，燃烧的产物是水和二氧化碳：从质量守恒的角度，生成的二氧化碳的分子个数一定小于消耗的氧气的分子个数，即该反应是一个气体体积缩小的反应，且1体积水能溶解1体积的二氧化碳，其溶解速率也比较慢，所以，杯中液面高于碗中液面的主要原因是消耗氧气的体积大于生成二氧化碳的体积，使杯内气压较小。这样的设计是围绕质量守恒定律这个重要概念，使学生在分析问题时能有意识地关注定性和定量两方面，培养学生良好的学习习惯与方法的科学态度与责任，为高中学习打下基础。

环节6：探究物质组成元素——用燃烧实验和计算的方法，定性和定量地认识物质的组成。

活动1：【学生活动】填写表格(见表3)。

表3

通过实验得到蜡烛中一定含有____________元素，可能含有________元素。得到蜡烛组成元素的理论依据是____________。

【设计意图】采用燃烧法——根据燃烧的生成物确定反应物的元素组成，是探究物质组成元素常用的方法，得出蜡烛中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素的结论，是学生学习探究物质组成元素的起点，其中重要的概念是化学反应前后元素种类不变。

另外，对于实验目的、实验操作、实验现象、实验结论的关系也是本次复习的重要内容，其关系如图4所示。

图4

【教学实践】学生在实验结论的填写时，会出现蜡烛燃烧生成水、蜡烛燃烧生成二氧化碳的结论，教师除组织学生及时进行分析、订正外，此时的复习的落脚点在于使学生建立起实验结论对应实验目的的思路，并进行强调。这也是在复习课中需重点体现的内容，这样的设计不仅可以培养学生建立有序思维的习惯，同时发展了学生证据推理与模型认知的化学核心素养。

活动2：【学生活动——小试牛刀】。

蜡烛的主要成分是烷烃，燃烧后进生成水和二氧化碳。已知3.2 g蜡烛充分燃烧生成8.8 g二氧化碳和5.4 g水，则参加反应的氧气的质量是__________，蜡烛中_______(填“是”或“否”)含有氧元素。得到蜡烛中含有氧元素的依据是__________________________。

【设计意图】探究物质的元素组成的重要方法是定量计算，这是化学的重要知识内容，是学生的难点，在复习课上进行练习和拓展，以蜡烛燃烧为情境，达到提升学生计算能力的目的，为高中学习打下基础。

三、围绕重要概念进行复习设计的反思

长期以来，人们的复习课有两难，一是容易上成重复课，只是知识的再现，把知识点重复一遍或多遍，虽课上知识内容增多，但学生参与少，是教师累，学生睡的低效课；二是把复习课上成习题课。初三复习的重要性不言而喻，如何摆脱纯知识复习或者做题、讲题的复习模式，充分调动学生复习的积极性，从而提高复习的有效性，笔者体会如下。

第一，复习课也需要创设情境，选取真实的、有意义的、引发学生兴趣的、实验出现异常现象的探究问题作为复习课情境。使复习不仅仅停留在知识层面上，而是通过巧妙的整合情景素材唤醒学生对知识的探究欲望。本节课《蜡烛燃烧再探究》的教学设计选取的是学生熟悉的蜡烛的燃烧，设计了认识各层火焰的温度、如何使蜡烛燃烧更旺、奇妙灭火的背后、神奇的白烟、与蜡烛燃烧有关的实际问题、探究物质组成元素等环节，使学生感觉到既熟悉又有挑战性。

第二，围绕重要概念进行复习课，教师要始终明确各个环节的设置其承载的重要概念是什么？通过什么方法达成复习目的。本节复习课围绕的重要概念有燃烧的条件、影响过氧化氢分解的因素、二氧化碳的性质、分子保持物质化学性质、质量守恒定律、气压问题、物质组成定性和定量分析等。例如：设计认识各层火焰的温度的环节，既要对实验现象的描述落到实处，培养学生的语言表达能力，更要使学生认真分析其现象的原因，达成围绕燃烧条件这个重要概念进行复习的目的，而许多复习课上到各层火焰的温度不同的现象的描述后就戛然而止了，仅仅停止在技能训练上，没有提升学生的分析能力。再如：与蜡烛燃烧有关的实际问题练习2中，分析杯内液面高于碗中液面的原因，其重要的概念就是化学变化前后元素是守恒的，对这个重要概念可从定性和定量两个角度认识，这样才能在复习课上使学生体会定性和定量分析在解决实际问题中的重要指导价值，提升学生发展变化观念的化学学科的核心素养，以达到培养学生提升关键能力的目的。

四、结语

围绕重要概念设计复习课，就是教师要充分挖掘课本、试题及实际生活中真实的、有意义的、引发学生兴趣的素材和情境为载体，以重要概念为支撑点，采用讨论、分析、实验、练习等多种方法，充分调动学生的兴趣，使学生对复习内容的感觉是情理之中，意料之外，意犹未尽。这样可以有效地改变教师的教学方式和学生的学习方式，从而提高课堂效率和学习效率，实现从复习知识向培养学生化学核心素养教学的转变。