17《蜡烛燃烧》 教学设计-2023-2024学年科学四年级下册青岛版（五四制）

《蜡烛燃烧》 1、 使用教材 本课内容是青岛版小学科学(五四学制）四年级下册《物质的变化》单元中的第一课《蜡烛燃烧》。 研读2022版《义务教育科学课程标准》，可以清晰获知该课大概念指向“物质的变化与化学反应”，下阶概念为“物质是不断变化的”。应对的学业要求是能够寻找证据解释和判断。 从教材安排上看有这样两个活动： 活动1.蜡烛燃烧时会发生哪些变化？ 活动2.生活中有哪些生成新物质的现象? 2、 实验器材 选用两个无底玻璃杯进行套装，形成双层夹缝；陶瓷盖替代玻璃底以及带显示屏的摄像头、自制纹影显示器、打火机、蜡烛、澄清的石灰水等 3、 实验原型的不足之处 图1 如图1所示，原教材中的实验是学生用烧杯迅速收集气体后，加入澄清的石灰水振荡。实践中发现该实验有着这样几个方面的缺陷： 1. 学生用烧杯罩在蜡烛上方需要注意提醒学生转动烧杯，使烧杯口受热均匀，这个实验操作存在安全隐患，烧杯在受热不均匀的情况下容易炸裂。 2. 翻转烧杯，迅速将澄清的石灰水倒入烧杯中振荡。由于烧杯是敞口的，并且边缘有缺口。在迅速翻转的过程中，收集到的气体可能会散逸，而且对于小学生来说在收集气体无法清晰获知二氧化碳气体收集量，导致后续验证时现象不够明显。 3. 三个证据链都需要逐个依次进行操作验证，不利于大活动设计及课堂高效。 4. 玻璃杯内出现小水珠的现象时间较短，实验所形成的炭黑聚集在玻璃杯顶端，不便于学生观察。 4、 实验设计思路和创新 1. 由于是双层玻璃杯替代烧杯，借助了支架无需手持，防止烫伤且方便操作。 2. 二氧化碳气体生成在双层玻璃杯夹缝中，与澄清石灰水溶液直接接触，凸显效果省却学生收集步骤，简化操作难度。 3. 实验装置一体化，在一次操作中解决蜡烛燃烧变化产生新物质的系列证据链，提升实验效率。 4. 实验过程借助高清摄像头，借助其视角区域广、图像清晰及回放特点提升学生观察效果，便于梳理结论时再现实验过程。 5. 自制纹影装置，显现蜡烛燃烧生成的气体影像，解决学生“看不见”二氧化碳的难题。 5、 实验原理 实验原理：蜡烛燃烧是化学反应，蜡烛在充分燃烧时，本身含有的碳和氢两种物质就会跟空气中的氧气结合，生成无色、无味的水蒸气和二氧化碳。在蜡烛燃烧时，会产生水、二氧化碳和碳等新物质。 6、 实验教学目标 科学概念：通过观察燃烧蜡烛的现象发现物体发生了变化，构成物体的物质也发生了改变。 科学思维：借助推理、论证、分析与综合的思维方法验证猜想，获取结论。 探究实践：能基于所学知识设计实验，探究物质的变化，利用所学的知识解释生活中例子。 态度责任：乐于合作与交流，对探索物质变化充满兴趣。 教学重难点：知道有些物体发生了变化，构成物体的物质也发生了改变。能基于所学知识设计实验，探究物质的变化。 7、 实验教学内容 借助实验装置操作，杯壁出现水珠、陶瓷杯盖的炭黑、石灰水变浑浊这一系列实证，推理得出“蜡烛燃烧时会有新的物质生成”这一结论。 8、 实验教学过程 （一）情境聚焦，明确问题 播放蜡烛在燃烧过程中逐渐变短的视频，引发学生思考：蜡烛燃烧过程中不断变短，变短的部分去哪了？这节课我们就一起来探究《蜡烛燃烧》。 （二）实践探究，找寻证据 1.现象观察，引发猜测 点燃蜡烛，让学生交流观察到的现象，交流蜡烛燃烧过程中可能产生了哪些物质？学生猜测：可能生成了看不见的物质——氧气、二氧化碳、水蒸气；有时冒黑烟；蜡油（烛泪）。教师顺势而为提出任务；我们需要将蜡烛燃烧时可能的产物收集起来，然后再鉴定，学生的思维自然聚焦:用什么收集，怎么操作？教师出示实验材料，让学生讨论设计收集方案，由于蜡烛火焰向上的特点，大部分学生会想到将集气瓶倒扣过来。“难道气体不会跑吗？”这样的疑问让学生的思维进一步深入：不仅要收集气体，还要防止逃逸，于是水到渠成中呈现自制双层玻璃杯这一器材。 2.梯度递进，揭秘证据 为了让“蜡烛燃烧时产生的变化”成为学生真正自主探究的大活动，在学生实践操作前，我给出了学习任务单。 1. 仔细观察实验现象，并如实记录； 2. 如果有气体产生，你认为装置中哪里有该气体？ 3. 蜡烛燃烧时产生的气体还可以让蜡烛或易燃物体继续燃烧吗？自主想办法验证； 4. 这些现象说明什么？ 这样一来，学生的实践探究有了层次和进阶，科学思维在该环节中得到螺旋式上升，接下来让我们一起看学生的实验操作视频。 从视频中可以看出，在玻璃杯内壁均有明显的雾状物质产生，学生会根据生活经验和已知猜测，可能是水蒸气凝结成的雾，那怎么确定这种物质就是水，并且确实是蜡烛燃烧产生的呢？我在内环玻璃杯壁处放置少量沾有遇水变色粉末的棉絮。点燃蜡烛后，蜡烛燃烧产生的物质会接触遇水变色的粉末，观察一段时间会发现粉末颜色发生改变，并且颜色不断加深。这个装置和实验现象，用可见的方式证明蜡烛燃烧确实产生了水，对学生来