初中化学九年级上册第七单元《燃烧和灭火》探究实验的行动研究

教学资源号 2023-02-12

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初中化学九年级上册第七单元

《燃烧和灭火》探究实验的行动研究

对《燃烧和灭火》探究实验的三点教学行动研究

化学教学中，开放演示实验，是渗透探究性教学的良策。从学生的问卷中得到：大多数学生认为，看老师的操作，不太注意操作动作，只注意现象.如果自己操作就能注意每一步的操作，不对马上指出，很注意实验现象，担心能否成功。大多数学生愿意在全班同学面前演示，以显示自己的实力，一旦操作错误，改正后记得特牢。因此，教学中大胆地把演示实验向学生开放，除了能引起他们有意注意、增强观察力外，更重要的是培养学生的自信心和创新精神。新教材第七单元课题1《燃烧和灭火》中，安排了三个探究实验，目的是为了说明燃烧需要哪些条件？从而得出灭火的方法是什么？是一节通过探究实验去获取知识的课。

因实验过程中涉及到危险品，同时燃烧也会产生五氧化二磷污染环境，在教材中虽然说明探究实验要在通风橱中进行，但是很多学校可能还不具备通风橱的设备，所以对《燃烧和灭火》中的三个探究实验提出三点思考：

一、发现三个问题：

（一）书本在探究燃烧的条件时，做了如下的实验：

在500ml的烧杯中注入400ml的热水，并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷。在烧杯上盖一块薄铜片，铜片上放一小堆干燥的红磷，另一端放一块已用滤纸吸去表面上水的白磷。

我觉得本探究实验有以下四点不足：

1.白磷是一种危险品，既是易燃，又有剧毒,使用时不能用手接触，而教材未作任何说明，对充满好奇的学生来说是一个比较危险的事。

2.教材中对红磷的用量以及热水温度的描述较模糊，教材中说到用红磷“一小堆”，一小堆是究竟什么定义，作为老师和学生都较难把握，因为红磷有可能会被白磷燃烧时引燃，若用量过多，则会产生大量的白烟而污染环境，所以应严格控制红磷的量，这样既可以培养学生不浪费药品的良好习惯，又可以减少因红磷燃烧而引起的污染。对于热水温度，为了使白磷能成功自燃，水温应在70⁰C以上，若冬天做此实验时，水温还应更高，才能使温度达到白磷的着火点。

3.新教材的理念是让学生通过实验来探究知识点，这对于培养新世纪新型人才是很好的思路。我认为探究实验应建立在学生头脑中对知识有一定了解的基础上。故对于可燃物的着火点这个知识点，可将内容放在探究实验之前，这样有三个好处：

①让学生知道白磷是易燃品，操作时要特别小心。也可以解决学生心中疑问，“为什么白磷要保存在水中，而红磷不用？”

②能为下一步学生解释铜片上红磷不燃烧而白磷却能燃烧作好铺垫。

③还能提高学生好奇心，学生可能更想知道是不是着火点低的可燃物就比较容易燃烧？

4.该探究实验未能解决污染问题，虽然教材说明要在通风橱中进行，但可能很多条件一般的学校还不具备通风橱的设备，我认为该实验可作如下改进：装有热水的小烧杯外罩一个大烧杯，然后两个烧杯放在水槽中，水槽中的冷水不宜太多，小烧杯的水的水温要高一点，不低于80摄氏度。

（二）在做白磷在水中燃烧时，书本做了如右图实验：

用导管对准水中白磷，通入少量氧气观察现象。

发现该实验有三点不足：

①白磷在水中易滑动，导气管难对准白磷。

②燃烧产生的白烟直接排出来影响实验者的身体健康。

③产生火焰速度快，难观察到，且易伤到实验者的手。

（三）对于灭火的方法，教材安排了下列探究实验:

点燃三支蜡烛，在其中一支蜡烛上扣一只烧杯，另两支蜡烛放在烧杯中，然后向其中一只烧杯中加适量的碳酸钠溶液和稀盐酸，如上图：对于第三个实验目的是说明稀盐酸与碳酸钠溶液反应产生了二氧化碳，而二氧化碳使蜡烛隔绝空气，从而达到灭火的目的。

我们发现碳酸钠溶液与稀盐酸能否产生二氧化碳，在此之前的教材未曾交代。故蜡烛熄灭会不会因为倒盐酸时不小心弄熄了呢？还是产生大量泡沫弄熄蜡烛火焰，学生不能理解。

二、我们的设想和改进方法

(一)对实验一的改进设想(如图)

我们认为的装置改装后比原来书本装置有以下的优点：

①铜片可在中间折成3cm或3cm以上高的沟，这样可以将白磷与红磷隔开，在白磷燃烧时不会引燃附近的红磷。避免引燃红磷造成实验的错觉。

②产生的五氧化二磷可以快速溶于水中，不致于污染大气，影响老师和学生的身体健康，符合环保化学的要求。

③为了使实验成功，大烧杯的容积要大些，这样才有足够多的氧气供白磷燃烧。

(二)我们对实验二的改进：（分改进方法一和改进方法二）

改进方法一:

收集一大试管的氧气，快速打开胶塞，

试管口倒扣在水中白磷上，使产生的白烟不会排放

到空气中，但此改进方法也容易失败，要求实验者

在试管倒扣在白磷上时动作要迅速，防止氧气走失，

在试管倒扣过程中，实验者的手很易给热水烫伤。但此方法比书本中直接向白磷通入氧气的优点在于可以减少因白磷燃烧产生的白烟造成大气的污染。还有是热水中的白磷不容易滑动，提高实验的成功率。

改进方法二:为此用以下改进方法会更好：

试管中装三分之一体积的热水，放入一小块的白磷，后用胶塞塞好，用导管通入氧气，用另一导管将生成的五氧化二磷收集进集气瓶中。

改进后好处有四点：

① 白磷不会随意的滑动。

② 产生的白烟用排水法收集防止污染环境。

③ 实验者不用担心热水烫伤手。

④ 现象比较明显，持续时间长。

(三)对实验三我们作以下改进：

用一气体发生装置，在分液漏斗中装入稀盐酸，在锥形瓶里装入碳酸钠溶液，将产生的气体通入烧杯中。

改进后有以下的好处：

① 分液漏斗可控制反应速度，使蜡烛慢慢熄灭，易观察现象。

② 学生不会怀疑是倾倒盐酸溶液弄熄蜡烛火焰。

③ 还可以验证，碳酸钠与盐酸反应的气体是否二氧化碳？将导管伸

澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明生成是二氧化碳，学生联系第六单元二氧化碳知识就会理解为什么蜡烛会熄灭？

④学生易观察到碳酸钠溶液与稀盐酸反应速度太快，所以不适宜实验室制取二氧化碳，而适宜做泡沫灭火器，为以下灭火器的原理作好铺垫，可谓是一举两得。

发现问题我们进行了下面的研究

三、设计与实施：

1．所选内容为：新教材第七单元课题1《燃烧和灭火》中，安排的三个探究实验。

2．方法：

选取温志明任教的一个班和钟辉任教的一个班作为研究班级。温志明为中学化学高级教师，钟辉为中学化学一级教师，两个班级均为普通班。

3．我们的做法：

我们把书本的老师探究实验改为学生分组实验，目的是大胆地把演示实验向学生开放，除了能引起他们有意注意、增强观察力外，更重要的是培养学生的自信心和创新精神。

我们把温志明的三（8）班在实验室（1）室按照书本教材一样，不作任何改动，让学生进行探究燃烧的条件和灭火的方法。而钟辉的三（3）班则用上述改进后的方法进行分组实验。然后通过统计实验的成功率，和对实验现象是否明显性进行统计，再进行学生问卷调查，从而得出我们的结论。

四、效果与讨论：

实验完毕后，我们设计两种表格和两班各抽出20人进行了师生的交流，其中表格一实验效果的讨论，其中表二为两种实验后的讨论，与学生的交流目的是通过第一见证人的感受，得到两种实验的效果，从而指导我们的教学行动。

表格一教学效果

教学三（3）班（改进）	教学三（8）班（按书本）
心理上学生较大胆，对实验没有表现出胆怯	心理上学生较怕引起火灾，对实验表现出胆怯
实验一98%的同学没有引燃隔离的红磷	三分之二学生在做实验一时引燃隔离的红磷
整个实验室空气较清新	整个实验室空气充满烟雾
没有学生感到不适	有9个同学因吸入烟雾而感到呼吸道有些不舒服
将氧气通入水中的白磷时，98%能观察到白磷在水中燃烧	将氧气通入水中的白磷时，白磷在水中游动，大部分同学不能观察到白磷在水中燃烧
在做灭火的实验时，很多同学能看到蜡烛慢慢熄灭	在做灭火的实验时，由于碳酸钠和盐酸反应剧烈，虽然大多数人的蜡烛熄灭，但很多同学对反应现象观察不够详细。
大部分同学对燃烧的条件和灭火的方法有清晰的认识，对化学科产生浓厚兴趣，对生活中如何灭火有清晰的思路	虽然对实验产生浓厚的兴趣，但因为实验涉及到燃烧，有些胆量小的同学对实验的现象还是观察得不是很清楚。

[讨论]

从上述两个班的不同实验结果，我们进行了讨论：

我们在平时的教学中，要挖掘教材中的验证性实验，转化为运用探索性实验来进行教学的实验内容，设计为探究性实验。突出实验的创造性，发挥探究性实验教学在培养学生的科学态度、科学方法方面的作用，使学生学会研究与探索实验的方法。激发学生的好奇心和求知欲望，促进学生主动探究解决问题的正确途径，让学生成为新知识的探究者和发现者。

在常规实验教学过程中，一般是根据课本的设计方案，学生“照方抓药”进行实验，使学生思维受到局限。新课程力求改革以教材为中心的传统教学模式，要求学生能从日常现象和化学学习中提出问题，作出猜测或假设，自主设计实验或有关活动方案，寻求解决问题依据或证据，定性或定量地处理有关的信息和资料。让学生亲自设计实验方案，不仅让学生巩固了课本的理论知识，也对学生运用现有的知识解决实际问题的能力进行了训练和培养，同时使学生体会到实验的无穷乐趣。

化学实验是中学教学的重要组成部分，化学实验必须依照新课标的精神努力提高学生的创新能力，让学生在动手做实验的过程中受到科学过程和科学方法的训练，从而养成科学的态度、科学的情感和科学的人生观。教师应该想尽一切办法，利用现有的实验条件并创造性的开展化学实验，从而达到基础教育课程改革的目的。

为什么会出现上述两种不同效果呢？我们不妨对两个教学活动和教学的过程进行比较。我们从中发现了下面一些特点，改进后的实验从实验安全性高于书本上的实验，其次现时代的中学生精力充足，不墨守成规，喜欢创新，改进后的实验正符合这点，故学生兴趣较高，做起实验有动力。我们认为改进后的实验和书本上的实验有如下特点：（如表二）

表二

教学三（3）班（改进）	教学三（8）班（按书本）
对书本实验是一种创新，本身对充满探索精神的中学生来说是一件感兴趣的事	墨守成规，没有一点创新的精神
改进后的实验比较安全，学生从心理上没有哪么害怕，故实验时成功率比较高	按书本做的实验学生从心理上比较害怕，故实验时成功率比较低
学生积极反思，情绪高涨	因为害怕，有些学生看不到现象，来不及对实验进行反思。

[讨论]

1．我们应大胆将书本中的演示实验转变为分组实验，这样才能体现我们化学科是以实验为基础的学科，体现新教材的教学精神，传统的实验教学明显偏重于对知识的理解分析，机械记忆实验现象和实验结论，这无疑加重了学生的学习负担，不符合掌握化学知识的规律，限制了学生的创新和思维的发展。

2．演示实验转变为分组实验后，学生大部分有机会动手做一做实验，很多实验现象是自己观察到的，很多实验结果是自己探索出来的，印象深刻，避免了机械记忆实验现象和实验结论，符合新教材的理念。

3．书本中的探究实验，很多没有考虑到一些学校的实验室的条件，有些污染性的实验，如硫燃烧生成二氧化硫，红磷燃烧等实验，生成物对人体有害，如果不进行创新改进，会影响做实验的教师和学生的健康。我们把实验改进后，污染少了，学生做实验的胆量也大了很多。最主要是通过创新，提高了学生的创新能力，而且给学生传递一个信息就是，只要通过努力思考，学习有很多东西是不用墨守成规的。

4．改进后的实验，学生做实验的成功率高了，自然对实验的兴趣会更浓，对做实验的情绪会更高涨。

5．二十一世纪，国家需要创新型的人材，无疑这些重任就落到我们教育工作者的身，作为教师，我们必须在教学中有这个意识，在平时的教学过程中渗透创新精神和提高学生的创新能力。

五、课后对学生实验前后态度，进行访谈，下面是访谈记录：

教师：你们对把老师的演示实验变成学生的分组实验这样做有何评价？

学生：访谈学生均举双手赞成，都认为这样有助于学生提高实验的兴趣，有利于学生记忆实验的现象和实验的结果。并表示以后老师应多让学生到实验室自己去做实验。

教师：好，以后一定会多带学生到实验室做实验，说明学生对实验已产生了浓厚的兴趣。

教师：先问三（8）班的学生，你们按照书本做实验的感受？

学生：做实验时，比较担心引燃旁边的红磷，特别是女同学，害怕，当白磷燃烧时，产生了白烟，很多同学用手或用书捂住鼻子，所以很多现象没有观察到，在做水中白磷燃烧实验，因为白磷的移动，大部分同学没有观察到水中的白磷燃烧。

教师：再问三（3）班的同学，经过改进后的实验，你们做完实验有什么感受？

学生：做实验时，没有引燃旁边的红磷，没有哪么害怕，而且不会见到课室烟雾缭绕，身体无不适感，特别是大部分同学都看到向水中通入氧气时，水中的白磷在燃烧的实验时，大家都有成功的感觉，对燃烧的条件就更清楚了。

教师：下面统计两个班能看到水中白磷燃烧的同学的人数，并列表作以下的比较：

	三（3）班（改进）	三（8）班（按书本）
统计人数	20人	20人
能看到水中白磷燃烧的同学的人数	18人	6人
能看到水中白磷燃烧的同学的人数百分率	98%	30%

教师：三（3）班的同学你能明白你们为什么这么多人能看到热水中的白磷能燃烧吗？

学生：因为白磷不会在水中到处移动。因为热水的温度达到了白磷的着火点且能与氧气接触。

教师：答得很好，哪为什么三（8）班的同学较少人看到水中的白磷在燃烧呢？在家水的温度是一样的，你们的原因出在哪里？

三（8）班的一个同学抢先回答：我们主要是氧气的速度快，使白磷在烧杯中到处移动。

教师：说得很对，你们的原因是白磷在烧杯中到处移动。而三（3）班同学的实验就避免了这种情况。

教师：通过这节课的探究，你们知道了燃烧条件和灭火的方法吗？

学生：大部分同学均表示，知道了燃烧条件和灭火的方法。

教师：你们喜欢老师演示实验还是自己到实验室做实验呢？

学生：全部同学都举手赞成自己到实验室做实验。

教师：为什么？

学生：因为自己做实验，对现象的观察很清楚，虽然有些实验不一定能做得成功，但通过自己做过之后印象特别深刻。容易记住。

教师：为什么改进后的实验会有更多的人能看清楚实验的现象呢？以后对书本的实验你们能不能提出自己的创新意见呢？

学生：能。

在以上的谈话中我们看出，学生对化学产生兴趣不是我们在课堂上的不停讲述或者不停演示实验就能达到的，我们应放手让学生到实验室去，让他们去探索，因为化学是以实验为基础的学科，是通过实验去研究物质的性质和用途。通过两种实验对比效果，我们应培养学生的质凝精神，不仅对试题，而且对教材的内容，我们要有信心和好奇心提出疑问，找到更好的解决方法，这样才是新教材和新课标的精华。也是培养二十一世纪创新人材的一种手段，作为站在教学第一线的我们，更应鼓励学生去创新，去质凝。这是我们对《燃烧和灭火》的探究实验三点思考和经过改进实验后的教学行动研究，希望在以后教学中不停探究，祈求能达到新教材的理念。

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