1.2 化学实验与科学探究 第4课时（教学设计）化学新教材人教版九年级上册

该初中化学教学设计聚焦科学探究基本步骤、实验观察与描述方法及蜡烛燃烧探究，通过化学史故事（如炼丹、炼金）和图片导入，从古代实践经验过渡到现代科学探究流程，搭建生活经验到化学方法的学习支架。 以蜡烛燃烧为生活化探究载体，通过分组实验分阶段观察（点燃前、燃烧时、熄灭后），引导学生区分实验现象与结论，落实科学探究与实践、科学思维素养。为教师提供可操作的探究模板，帮助学生建立“现象-推理-结论”逻辑，培养严谨求实的科学态度。

第二节 化学实验与科学探究 第4课时 化学实验与科学探究 年级 九年级 学科 化学 课型 新授课 教材 人教版 第一单元 课题2 第4课时 教学目标 1.掌握科学探究的7个基本步骤，明确实验观察需分为变化前、变化中、变化后三个阶段，知道实验描述需包含操作、现象、结论三项内容，能准确区分实验现象与实验结论。 2.通过对蜡烛及其燃烧的探究，掌握石蜡的物理性质（质软、难溶于水、密度小于水等）；明确蜡烛火焰分为焰心、内焰、外焰三层且外焰温度最高；了解蜡烛熄灭后产生的白烟是石蜡固体小颗粒，具有可燃性。 3. 了解化学学习需关注物质的性质、变化、变化过程及结果三个特点，知道实验报告的基本填写规范。 4.通过参与蜡烛燃烧的完整探究活动，体验科学探究的完整流程，提升对实验现象的观察、描述、归纳整理能力，初步形成实验探究的基本思维。 5.建立“实验现象-分析推理-实验结论”的逻辑思维模型，能基于观察到的宏观现象推导对应物质的性质或反应结论。 6.养成严谨求实的实验观察习惯，体会化学实验是科学探究的重要方法，激发对化学探究活动的兴趣。 教学重点 科学探究的基本步骤；化学实验现象的观察与描述方法；蜡烛及其燃烧的探究结论。 教学难点 能在教师指导下按照实验方案完成操作，基于实验现象分析得出正确结论；规范填写探究（实验）报告。 教材分析 本节教学内容源于人教版九年级上册《第一章 走进化学世界》第2节第4课时，是学生进入化学学习阶段的首节实验探究启蒙课，承担着建立化学实验探究基本范式、明确学科学习特点的重要作用，是贯穿初中阶段所有化学实验活动的方法基础，具有极强的启蒙价值与示范意义。 按照义务教育化学课标“科学探究与实践”核心素养的要求，本节课设置了“科学探究的一般步骤”“对蜡烛及其燃烧的探究”两大核心模块。先从理论层面明确科学探究的7个基本环节，以及观察实验的“变化前、变化中、变化后”三阶段、描述实验的“操作、现象、结论”三项规范，再选取学生生活中极为熟悉的蜡烛燃烧作为探究载体，将抽象的探究方法具象化落地，引导学生从动口描述、动手观察逐步过渡到分析现象、推导结论、填写实验报告，既降低了初入化学学科的学习门槛，也能让学生直观感受到“化学源于生活”，为后续氧气、二氧化碳等物质的探究实验建立可参照的方法模板。 学情分析 教学对象为刚接触化学的初三年级学生，对未知的化学学科充满好奇心与探索欲，生活中对蜡烛的燃烧、熔化等现象十分熟悉，具备基础的生活感知经验，但是尚未建立系统的化学实验观察逻辑，也不了解科学探究的完整流程。 认知层面，学生现阶段以具象思维为主，抽象归纳能力较弱，容易出现混淆“实验现象”和“实验结论”的典型问题，比如会误将“蜡烛燃烧生成二氧化碳和水”当成实验现象进行描述；操作层面，学生没有正式填写过化学实验报告，自主观察实验时缺乏目的性，容易被无关现象吸引，忽略变化前、变化中、变化后的关键细节。本节课以学生熟悉的生活素材切入，贴合学生的认知水平，能够有效激发学生的参与热情，教师只要做好观察方向的梯度引导，就能帮助学生逐步建立探究思维，顺利完成化学学习的方法启蒙。 教学过程 教学内容 设计意图 课堂导入 【互动提问】同学们，平时看古装剧的时候，有没有见过道士炼丹的场景呀？或者有没有听说过西方古代炼金术士试图“点石成金”的故事？大家可以畅所欲言，聊聊你对这些事情的印象~（等待学生举手发言，及时肯定学生的回答，比如“对，很多炼丹过程确实会产生大量有颜色的烟”“说得没错，点石成金现在看来确实不符合化学变化的规律”） 【引入化学史素材】大家说的都很有意思！其实啊，这些古代炼丹术士、炼金术士的作坊，就是咱们现代化学实验室的前身哦！（同步展示课件上的中国古代炼丹设备、西方17世纪化学实验室、拉瓦锡纪念馆的图片）虽然古代术士追求的长生不老、点石成金的目标没有实现，但他们在反复尝试的过程中，积累了大量的实验操作经验，发明了很多实验器具，为后来化学成为一门独立的科学打下了基础。比如著名化学家拉瓦锡，就是用系统的科学探究方法，通过定量实验弄清了空气的组成，推翻了之前的错误理论，把化学研究引上了严谨的正轨。 【问题过渡】那大家好奇吗？规范的科学探究到底要遵循哪些步骤？咱们生活里再熟悉不过的蜡烛燃烧，背后藏着哪些我们平时没注意到的化学知识？今天咱们就一起走进科学探究的世界，自己动手、动脑当小化学家。 1.激发学生兴趣：以学生熟悉的古装影视桥段、中外历史传说作为开场，贴近学生的日常认知经验，能快速拉近距离，调动学生发言的积极性，活跃课堂氛围，让学生对接下来的学习内容产生好奇心。 2.贴合课件素材落实素养：借助课件给出的化学史素材，帮助学生建立“化学来源于实践、发展于探究”的认知，让学生直观感受到科学探究的实际价值，初步建立实验探究的意识，贴合本节课课标要求的实验能力培养目标。 3.自然导入新课：抛出的两个问题刚好对应本节课两大核心学习内容：科学探究的一般步骤、对蜡烛及其燃烧的探究，让学生明确本节课的学习目标，带着探索欲进入后续学习，提升课堂学习的主动性。 环节一 科学探究的一般步骤 任务一 科学探究的规范流程是什么？ 【情景引入】科学家开展研究不是盲目操作，而是遵循固定的逻辑流程，我们日常解决化学问题也需要遵循这个流程。 【教师提问】如果大家发现“放在潮湿地方的铁更容易生锈”，想要探究其原因，你会按照什么顺序开展研究？ 【学生思考】分组讨论后回答： 1.先提出问题：为什么潮湿地方的铁更容易生锈？ 2.猜是水或者氧气导致的 3.设计实验对比干燥、潮湿环境下铁的生锈情况 4.做实验、记录现象 5.分析现象得出结论 【讲解】评价学生回答，梳理科学探究的7个标准步骤： 提出问题→猜想与假设→设计实验→进行实验→收集证据→得出结论→反思评价提出问题​→猜想与假设​→设计实验​→进行实验​→收集证据​→得出结论​→反思评价特别强调：如果实验结论与猜想不符，需要重新回到猜想或设计实验环节，重复探究流程。 【教师提问】观察实验需要关注哪些时间段？描述实验要包含哪些要素？ 【学生思考】回答：实验前、实验中、实验后都要观察；要讲清楚做了什么、看到什么、得出什么结论。 【讲解】明确两个核心要求： 观察实验的三个阶段： o变化前：记录反应物的名称、状态、外观等性质 o变化中：记录形态、外观、能量变化（发光、放热等）及所有现象 o变化后：记录生成物的形态、外观等性质 描述实验的三项内容：①实验操作过程 ②实验现象 ③实验结论；重点区分现象（可直接观察感知）和结论（推导得到的结果），例如“澄清石灰水变浑浊”是现象，“生成二氧化碳”是结论。 知识总结 1.科学探究的7个标准步骤，重点注意设计实验在进行实验之前，结论和现象有本质区别 2.实验观察分变化前、变化中、变化后三个阶段 3.实验描述要包含操作、现象、结论三个要素 【对应训练1】（2025·江苏扬州）科学发展常以循环方式推进，公元前5世纪，有哲学家猜想：万物是由极其微小的、不可分割的“原子”构成。这属于（ ） A．观察现象 B．提出问题 C．建立假说 D．实验验证 【答案】C 【解析】猜想、猜测的内容属于科学探究中的建立假说环节，还未经过实验验证。 环节二 对蜡烛及其燃烧的探究 任务一 点燃前蜡烛有哪些物理性质？ 【情景引入】我们以生活中常见的蜡烛为探究对象，实践科学探究的全流程，首先观察变化前的蜡烛。给每组发放蜡烛、小刀、盛水的烧杯。 【教师提问】请大家从颜色、状态、气味、硬度、密度、溶解性几个角度观察点燃前的蜡烛，记录现象推导结论。 【学生思考】分组实验后汇报： 1.蜡烛是红色（或白色）圆柱状固体，有轻微的蜡味 2.用小刀很容易切开，说明硬度小 3.切下的小块放在水里浮在水面，不溶解，说明密度比水小、难溶于水 【讲解】总结点燃前的结论：石蜡是质软、难溶于水、密度小于水的固体，以上都属于石蜡的物理性质。 任务二 蜡烛燃烧过程有哪些现象和产物？ 【情景引入】接下来我们点燃蜡烛，观察变化中的现象，探究火焰的温度和燃烧产物。给每组补充火柴、干冷烧杯、澄清石灰水。 【教师提问】 1. 蜡烛燃烧时火焰分几层？如何设计实验验证哪层温度最高？ 2.如何设计实验验证蜡烛燃烧的产物？ 【学生思考】讨论后设计实验并操作，汇报结果： 火焰分三层，把小木条平放在火焰中1s取出，外焰部分最先碳化变黑，说明外焰温度最高 在火焰上方罩干冷烧杯，内壁出现水雾，说明生成了水；再罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯，石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳 【讲解】强调两个核心结论： 外焰与空气接触最充分，燃烧最剧烈，所以温度最高，加热时都要用外焰 水雾和浑浊是实验现象，推导得出的结论是石蜡燃烧生成水和二氧化碳，证明石蜡中含有氢元素和碳元素，注意：水雾是新生成的物质，不是石蜡本身含有水。 任务三 蜡烛熄灭后的白烟是什么成分？ 【情景引入】现在吹灭蜡烛，观察变化后的现象。 【教师提问】熄灭蜡烛时看到的白烟是什么？用火柴点白烟，蜡烛能重新燃烧，说明白烟具有什么性质？ 【学生思考】猜想白烟是水蒸气、二氧化碳或者石蜡的小颗粒，实验发现白烟能被点燃，排除不可燃的水蒸气和二氧化碳，得出白烟是石蜡的固体小颗粒。 【讲解】蜡烛熄灭时，石蜡蒸气遇冷冷凝成石蜡固体小颗粒，就是我们看到的白烟，具有可燃性，所以点火可以顺着白烟重新引燃蜡烛。 知识总结 化学学习的三个特点： 1.关注物质的性质：如颜色、状态、气味、熔点、沸点、可燃性等 2.关注物质的变化：如石蜡熔化是物理变化，燃烧生成水和二氧化碳是化学变化 3.关注物质变化的全过程（变化前、变化中、变化后），以及对结果的解释和讨论 【对应训练1】（2026·江苏苏州）根据下列实验操作及现象，不能得出对应结论的是 A．小刀切蜡块，容易切开 ——石蜡的硬度较小 B．将蜡块投入水中，蜡块浮于水面——石蜡密度小于水 C．在蜡烛火焰上方罩干冷烧杯，内壁有水雾——石蜡中含有水 D．蜡烛熄灭时有白烟，对白烟点火，引燃蜡烛——白烟具有可燃性 【答案】C 【解析】水雾是石蜡燃烧新生成的物质，不是石蜡本身含有的水。 【对应训练2】在“对蜡烛及其燃烧的探究”实验过程中，对实验现象描述不合理的是 A．蜡烛燃烧过程中生成二氧化碳和水 B．蜡烛燃烧产生黄色火焰 C．将石蜡放入水中，石蜡浮在水面上 D．蜡烛熄灭后有白烟产生 【答案】A 【解析】生成二氧化碳和水是实验结论，不是可直接观察到的现象。 【对应训练3】在一个盛有澄清石灰水的容器中有一支燃着的蜡烛，现用一只杯子将蜡烛罩住，杯子内会发生的现象是（ ） A. 蜡烛燃烧不变，液面不变 B. 火焰逐渐熄灭，液面下降 C. 蜡烛燃烧更旺，液面上升 D. 火焰逐渐熄灭，液面上升 【答案】D 【解析】蜡烛燃烧消耗杯内氧气，火焰会逐渐熄灭；生成的二氧化碳和石灰水反应，杯内气体减少压强小于外界大气压，液面上升。 1.帮助学生建立科学探究的逻辑模型，明确实验观察、描述的规范，为后续实操实验打好理论基础。 2.通过分组实操实验，让学生亲身体验科学探究的完整流程，提升观察、描述、分析实验的能力，突破“现象和结论区分”的难点。 课堂小结 七、板书设计 第一单元 走进化学世界 课题2 第4课时 化学实验与科学探究 一、科学探究的一般步骤 1.探究流程：提出问题→猜想假设→设计实验→进行实验→收集证据→得出结论→反思评价 2.实验观察与描述要求 o观察阶段：变化前、变化中、变化后 o描述三要素：实验操作、实验现象、实验结论 2、 蜡烛及其燃烧的探究 探究阶段 实验操作 核心结论 点燃前 观察外观、切石蜡放入水中 红色/白色固体，质软，密度小于水，难溶于水 燃烧时 1. 观察火焰 2. 小木条平放入火焰1s取出 3. 干冷/涂澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方 1. 火焰分焰心、内焰、外焰三层 2. 外焰温度最高 3. 燃烧产物为水和二氧化碳 熄灭后 点燃刚熄灭产生的白烟 白烟为石蜡固体小颗粒，具有可燃性 随堂练习 1.化学课上，某同学提出“可用闻气味的方法鉴别白醋和蒸馏水”，就这一过程而言，属于科学探究环节中的是 A．提出问题 B．设计实验 C．进行实验 D．解释与结论 【答案】B 【解析】提出具体的实验操作方案来解决鉴别物质的问题，属于科学探究中的设计实验环节；提出问题是指提出待探究的疑问，进行实验是实际执行操作，解释与结论是对实验结果分析总结，因此该过程属于设计实验，选B。 2.（2026·广东东莞·阶段检测）蜡烛燃烧时氧气、二氧化碳和水蒸气含量的变化，形成三条曲线，下列说法错误的是 A．用注射器抽气并振荡，可观察到澄清石灰水变浑浊 B．蜡烛在燃烧后生成了二氧化碳和水的曲线是a和c C．数字化实验能为科学探究提供更为直观的证据 D．此数字化实验可探究得出蜡烛燃烧以后的部分产物 【答案】B 【解析】蜡烛燃烧消耗氧气、生成二氧化碳和水蒸气，因此反应过程中氧气含量呈下降趋势，二氧化碳和水蒸气含量呈上升趋势，下降的曲线为氧气，两条上升的曲线对应二氧化碳和水蒸气，故B表述错误；A选项，燃烧生成二氧化碳，抽气通入澄清石灰水会变浑浊，正确；C选项，数字化实验可实时呈现物质含量变化，证据更直观，正确；D选项，通过二氧化碳和水蒸气含量上升可验证部分燃烧产物，正确。 3.学习化学需要关注物质的性质和变化。下列说法错误的是 A. 石蜡“质软”属于物理性质 B.“石蜡熔化”属于物理变化 C.“能使澄清石灰水变浑浊”属于二氧化碳（CO₂）的化学性质 D.“石蜡受热形成蒸气”属于化学变化 【答案】D 【解析】物理变化是没有新物质生成的变化，石蜡受热形成蒸气只是状态由固态变为气态，无新物质生成，属于物理变化，D错误；A选项，质软是不需要发生化学变化就能表现出的性质，属于物理性质，正确；B选项，石蜡熔化只有状态变化，无新物质生成，属于物理变化，正确；C选项，使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳发生化学变化表现出的性质，属于化学性质，正确。 4.学习化学需要关注对物质变化过程和结果的分析。同学甲在探究蜡烛及其燃烧时，有以下观察和分析，说法错误的是 A. 点燃前，蜡烛是白色、质软、难溶于水的固体 B. 燃烧时，火焰有分层现象且放出热量 C. 燃烧后，蜡烛的颜色没有变化，长度变短了 D. 熄灭时产生的白烟是生成的二氧化碳（CO₂）气体 【答案】D 【解析】蜡烛熄灭时的白烟是石蜡蒸气冷凝形成的石蜡固体小颗粒，具有可燃性，二氧化碳是无色气体，不可燃，因此D错误；其余选项描述均符合蜡烛燃烧的实验现象，正确。 教学反思 本节课以蜡烛燃烧的生活化探究为载体，落实科学探究步骤的教学，符合九年级学生初学化学的认知特点，课堂参与度较高。通过分阶段的实验演示+问题引导，帮助学生直观掌握实验观察的方法，能够区分实验现象与实验结论的差异，较好突破了重难点。但仍存在不足：部分学生对白烟成分的理解仍有混淆，后续可补充石蜡蒸气冷凝的对照实验加深印象；此外科学探究步骤的应用练习偏少，可在后续作业中增加生活小探究任务，提升学生的探究意识与实操能力，落实化学核心素养的培养。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $