蜡烛燃烧实验的再探究及教学创新

2022-07-13胡绮妙

化学教与学 2022年13期

摘要：指导学生通过查阅文献，对蜡烛燃烧实验的改进进行了实践验证和分析，提出了创新方案。并通过开展课内、课外相结合的学生探究实验活动进行教学创新。

关键词：蜡烛;蜡烛燃烧;实验改进;教学创新

文章编号：1008-0546（2022）07-0088-05 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.07.022

“对蜡烛及其燃烧的探究”是人教版九年级化学单元1课题2的重要部分，承载了许多物理、化学知识，是初中化学的核心探究活动之一。作为初中化学启蒙的第一个探究实验，其地位和功能是不言而喻的。但是在实践中，笔者发现许多同行在处理这部分内容时过于仓促，或仅仅局限于让学生知道蜡烛的物理性质、化学性质等结论，忽略了这个探究内容对实验探究过程的认知、实验探究与创新意识的渗透的功能。笔者分析，可能是由于以下2点让老师们忽略了对这个内容的深入探究。

1.蠟烛太常见了，实验比较简单，又因为此时的学生储备的化学知识少，拓展难于开展。所以课堂上只是简单演示，并补充一些他们未知的化学知识。

2.按照课本方式进行实验（见图1），实验效果并不理想：（1）用小木条检验火焰的温度时，难于把控技巧：若时间过长，木条全被烤焦;若时间过短，现象不明显。（2）用干燥的烧杯检验 H2O，水雾量较少，且烧杯内很快变黑，难以观察;随后翻转烧杯倒入澄清石灰水以检验CO2，现象不明显。（3）点燃熄灭后的白烟，成功率低。

事实上，小小的蜡烛不仅蕴涵着许多的化学知识，而且为开展学生探究实验活动提供了丰富的材料和广泛的途径。笔者尝试开展“课前初探究—课堂再探究—课后深探究”三环节，指导学生通过查阅文献、实验探究等对蜡烛燃烧的实验进行改进和创新，取得较好的效果。

一、课前初探究

1.设计“课前学习任务单”，指导学生在家中完成初步探究

第1步：课前教师设计的“课前学习任务单”，包括了实验目的、实验内容、注意事项、发现的问题（或是你想了解的问题）、文献检索方法、有什么想法和创意、选择加入的研究小组（烛芯小组、火焰小组、H2O 小组、CO2小组、白烟小组、文献组）等。由学生自行组建小组，在家完成实验，以拍照或视频记录实验的过程或结果。

第2步：收集学生在家中实验过程中发现的问题;建立文献分析小组;结合文献分析情况，分组进行实验验证与分析;教师指导各小组进行实验的再改进与创新。

第3 步：挑选和整理学生的成果，整体规划“课前—课内—课后”的学生实验探究活动，形成一体化的探究系列（见图2）。

2.文献分析与实践

在中国知网搜索“蜡烛燃烧”，检索到2014—2020年共 35篇文献，逐篇阅读后，我们认为与这3个实验密切相关的有17篇，其中，有4篇以自制教具为改进方向的[1-4]、有1篇需要自制铝管收集白烟[5]、有1篇使用比较少见的大钟罩[6]。基于简单易行的考虑，我们着重对剩余的11篇文献进行分析和验证（见表1），并提出进一步优化的创新设计。

3.实验的改进与创新

（1）增加设计探究实验：验证“烛芯的作用”

学生设置了4组的对比实验（见表2），了解到烛芯的作用：形成毛细作用输送液蜡，提供热量，引燃石蜡蒸气。最突出的设计是方案④中用粉笔作烛芯制作的一根蜡烛。引燃时，先用燃着木条使粉笔周围的石蜡熔化，（或在粉笔旁边预先埋一段1 cm左右长的棉线，点燃棉线使粉笔周边的石蜡熔化后），即可迅速引燃粉笔烛芯。由于粉笔中有缝隙，也可形成毛细现象，先燃烧起来的石蜡蒸气持续产生热量，从而使该特制蜡烛能持续燃烧。

（2）改进【实验1】蜡烛火焰温度的比较

学生的设计中有2组实验的效果较好（见表3），用宽版雪糕棒或白纸代替小木条。其中，由于白纸更易得，方案最优。用湿润后的白纸盖在蜡烛火焰上，可以有效地解决出现白纸全部炭化、甚至着火的情况，环形痕迹明显。

（3）改进【实验2】蜡烛燃烧产物（H2O）的检验

往铁碟、陶瓷碟、烧杯内装冰块后，放在蜡烛火焰上方，器皿底的外壁接触火焰部位出现细密的小水珠，现象明显（见表4）。

（4）改进【实验2】蜡烛燃烧产物（CO2）的检验

用漏斗和针筒的组合装置，罩在蜡烛火焰上方，可以收集到大量的二氧化碳，把收集到的气体挤入石灰水中，现象明显，且避免了此过程中产生的黑烟的干扰（见表5）。

（5）改进【实验3】点燃白烟

用烧杯装石蜡、粉笔（不可燃物质）作为烛芯，制作一根新的蜡烛。引燃粉笔烛芯后，用酒精灯帽盖灭火焰后，能持续产生大的白烟柱（见表6）。既能探究烛芯的作用，又可简便快捷、重复多次地引燃白烟，且避免了“引燃的是烛芯而不是白烟”的误解。

二、课堂再探究的教学创新

课堂再探究的教学设计如表7所示。

三、活动开展的反思

实验的改进与创新的探究是实验教学研究的重要部分[18]。开展课内、课外相结合的基于文献的实验改进与创新的学生实验活动，笔者有几点思考。

1.确立合适的主题是前提

实验教学应该承担教学的知识本体价值和素养发展价值。在理解实验教学价值基础上的实验改进，才能发挥化学实验的最大功效[18]。本文对蜡烛及其燃烧的再探究，素材小而精简，联系实际，开放延伸。因为花费时间不多，难度不大，却能使学生亲自体会和理解实验探究过程，深受学生的喜爱。

2.教师的引导是关键

开展课内、课外相结合的基于文献的实验改进与创新的学生实验活动，教师的引导非常关键。特别是课外的学生实验活动，一般要经历“文献查找和分析—实验创作与调试—记录与分析—交流与总结”等几个环节。不同的学生因在能力、经验、思考问题等方面不够成熟会有不同的观察、思考、解决的角度，教师要与学生共同探讨实验目的，设计方案，实验仪器、药品的获取方法与途径，实验步骤及安全事项等，让学生有充分的准备，以确保在家中的初探究的成功[19]。而且在研究过程中遇到不同的问题和困难，教师要进行及时指导并适当评价。所以，本文中“课前学习任务单”的设计和执行非常重要。

3.以学生为本是最终目的

初三化学的教学作为启蒙教学，首要的是激发学生的兴趣，使他们喜欢化学，帮助他们了解科学探究的基本过程和方法，使他们有做科学的精神和基本能力。教师在开展活动时，要充分考虑学生已有的经验、兴趣和需要，注重从学生的经验出发，密切联系学生的生活实际，时刻注意保护他们的好奇心和学习兴趣，而且一开始不可寄望太高。本文中“烛芯作用的探究”的那根粉笔烛芯的制作，经过了“无烛芯—牙签烛芯—酒精引燃—铁钉烛芯—碳棒烛芯—粉笔烛芯”的设计，实际上共经过了3届学生的接力设计才得以成功，过程磨人，却让老师一直感受到他们极大的探究兴趣和无限创意。

4.结果的反思与评价是质量的保证

在课外的实验活动中，教师要引导学生分工合作，定期组织学生展示成果和反思不足，肯定他们的劳动，以进一步提高其参与的积极性和学习的动力;进行发展性的评价，促使每位学生的个性在小小蜡烛探究中发挥出来。通过教师批阅、面谈、组织分组讨论等方式对学生反馈的“课前学习任务单”进行分析，指出存在的缺点和需改进的问题。最后，要舍得花时间设立主题进行课上的讲评。本文中就是精心挑选了“有代表性的、有创意的、有特色的”实验改进与创新进行课上的再探究，鼓励学生交流，共享探究成果，让学生深深地感受到化学实验的魅力。

参考文献

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[2] 周海华，施倩倩.蜡烛燃烧的探究实验创新[J]. 教育与装备研究，2017，33（12）：83-85.

[3] 徐春芸.有关蜡烛及其燃烧的改进实验[J]. 化学教与学，2017（12）：95-97.

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[5] 郝卫亮，汪凤梅，等.深挖核心素材提升探究意识[J]. 中学化学教学参考，2019（12）：24-26.

[6] 童四姐.对蜡烛燃烧产物验证实验的改进[J]. 中学化学教学参考，2015（8）：63.

[7] 龚翠梅.课堂因生成而精彩——“对蜡烛及其燃烧的探究”教学案例[J]. 化学教与学，2014（12）：53-54.

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[9] 许丽丹，吴孝位.蜡烛及其燃烧探究实验的改进[J]. 实验教学与仪器，2019，36（Z1）：55-56.

[10]马逸群，朱红杰.妙用创新技法引领学生改进化学实验——以“检验蜡烛燃烧的产物”实验为例[J]. 教学月刊·中学版（教学参考），2017（Z1）：92-95.

[11]王宝权.蜡烛燃烧实验的探究与改进[J]. 化学教学，2013（12）：43-45.