内容正文:
第一节 燃烧与灭火 - 第二课时(教学设计)
课题
课时安排
核心
素养目标
化学观念:明晰充分燃烧、不充分燃烧、爆炸的本质,建立燃烧可控的变化观念。
科学思维:通过对比实验归纳促燃、防爆规律,形成变量控制的逻辑思维。
科学探究:参与分组实验与探究活动,掌握实验探究基本方法。
科学态度与责任:认识易燃易爆隐患,树立安全用火、规范操作的责任意识,践行安全生活理念。
重点
和难点
重点:掌握增大氧气浓度、增大可燃物与氧气接触面积两种促进燃烧的核心方法,了解不完全燃烧的危害,熟知常见防爆安全常识。
难点:区分充分燃烧、不充分燃烧与爆炸的本质差异,结合真实生活、生产场景,灵活运用燃烧原理分析隐患、设计促燃和防爆方案,解决实际问题。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
导入新课
生活中同样的木炭,整块燃烧发红发热、火势微弱,碾碎成木屑后燃烧更剧烈,柴火吹风后火势会变旺,而面粉厂、煤矿却严禁烟火。这些反差现象背后蕴含着相同的化学规律。今天我们基于燃烧的基本条件,探究如何让燃烧更充分、如何规避燃烧引发的危险,解锁燃烧的调控方法与安全准则。
以任务式探究为核心,依托生活化实验与真实情境,落实四维核心素养。让学生自主探究归纳知识,突破重难点,实现学以致用,强化化学安全意识与科学探究能力。
讲授新课
任务一:回顾旧知,铺垫新知——夯实燃烧核心基础
依托上一课时所学的燃烧条件与灭火原理,开展课堂回顾梳理活动。教师引导学生自主梳理燃烧的三个必备条件,即可燃物、氧气(或空气)、温度达到可燃物的着火点,同时明确灭火的核心原理是破坏燃烧的任意一个条件。组织学生进行小组互助梳理,同桌之间相互复述知识点,纠正表述误区,巩固核心基础。
在回顾基础知识点后,教师抛出递进式问题,引发学生深度思考。燃烧不仅需要满足基本条件,不同条件下燃烧的剧烈程度、燃烧产物存在明显差异。生活中有的燃烧平稳安全,能为人类生产生活提供能量,有的燃烧微弱且不充分,浪费燃料还会产生有害物质,还有的燃烧会瞬间剧烈反应引发危险。引导学生结合生活经验,列举生活中燃烧剧烈、燃烧不充分、燃烧引发危险的实例。
学生自主发言,分享炭火燃烧、燃气燃烧、鞭炮爆炸、面粉扬尘起火等生活场景。教师对学生的回答进行梳理总结,顺势引出本节课核心探究主题:在掌握燃烧基本条件的基础上,如何通过调控反应条件促进燃烧、节约燃料、减少污染,同时如何规避燃烧失控引发的爆炸危险,正式开启本节课的探究学习。本任务旨在通过旧知回顾搭建新知桥梁,让学生建立“燃烧可调控”的初步认知,为后续探究活动做好铺垫。
任务二:探究促进燃烧的方法——探析充分燃烧的调控规律
本任务为课堂核心探究活动,贴合新教材“促进燃烧的方法”核心板块,采用分组实验探究模式,全班分为若干小组,每组配备完整实验器材,开展两组对比探究实验,自主归纳促进燃烧的两种核心方法。
探究实验一:探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响。实验器材准备蜡烛、集气瓶、氧气、玻璃片。实验操作过程中,小组学生分工协作,一名学生点燃两支规格相同的蜡烛,分别置于空气环境中;另一名学生将收集好的氧气集气瓶倒扣在其中一支蜡烛上方,其余学生全程观察两支蜡烛的燃烧现象,对比火焰亮度、燃烧剧烈程度的差异,并详细记录实验现象。
学生观察发现,空气中的蜡烛火焰平稳、亮度较弱,持续正常燃烧;伸入氧气集气瓶中的蜡烛火焰瞬间变亮、燃烧更加剧烈。各小组结合实验现象展开小组讨论,分析现象差异的本质原因。学生通过分析得出,两支蜡烛的可燃物、着火点完全相同,唯一变量是氧气浓度,氧气浓度越高,可燃物与氧气的接触概率越大,燃烧反应越剧烈。
教师引导学生归纳总结第一个促燃方法:增大氧气的浓度,可以有效促进可燃物燃烧。同时结合生活实例拓展,篝火晚会时扇风助燃、工业炼钢鼓入富氧空气、燃气灶通风供氧等,都是利用增大氧气浓度促进燃烧的原理,让燃料充分反应,释放更多能量。
探究实验二:探究可燃物与氧气接触面积对燃烧的影响。实验准备木炭块、木炭粉末、燃烧匙、酒精灯。小组学生开展对照实验,先将干燥的木炭块放在燃烧匙上,用酒精灯点燃,观察木炭块的燃烧状态,记录燃烧速度、火焰状态;再取等质量的木炭粉末,平铺在燃烧匙上,用相同的酒精灯点燃,观察对比燃烧现象。
学生清晰观察到,木炭块点燃后,仅表面缓慢发红燃烧,火势微弱,燃烧速度慢;木炭粉末点燃后,迅速剧烈燃烧,火光明显,反应速率快。小组内部开展深度研讨,对比两组实验的变量差异,明确实验中氧气浓度、温度条件完全一致,唯一变量是可燃物与氧气的接触面积。木炭粉末颗粒细小,与氧气的接触面积远大于块状木炭,能够充分与氧气发生反应,燃烧更充分、更剧烈。
基于实验现象与小组讨论结果,学生自主归纳第二个促燃方法:增大可燃物与氧气的接触面积,可促进可燃物充分燃烧。教师进一步拓展生活与生产中的应用场景,将煤块粉碎为煤粉、将木材劈成细条、燃气灶具将燃气雾化喷出、汽车燃油雾化燃烧等,都是通过增大接触面积,实现燃料充分燃烧,提升燃料利用率,减少资源浪费。
实验探究结束后,教师组织全班汇总总结,系统梳理促进燃烧的两种核心方法,同时引导学生提炼实验中的科学方法,明确本实验采用控制变量法,单一变量探究影响因素,培养学生严谨的科学思维。同时区分“燃烧条件”与“促燃方法”的差异,燃烧条件是燃烧发生的基础,促燃方法是让燃烧更充分、更剧烈的调控手段,帮助学生厘清知识逻辑,规避认知混淆。
任务三:认知不完全燃烧的危害——树立绿色节能燃烧观念
在掌握促进充分燃烧的方法后,顺势开展延伸探究,聚焦可燃物不充分燃烧的问题,贴合教材知识体系,完善燃烧知识体系。教师通过情境设问引导学生思考:当氧气不足、接触面积过小时,可燃物无法充分燃烧,会产生哪些后果?结合生活中炭火封闭燃烧、燃气灶具通风不良的场景,引导学生自主思考。
教师结合教材内容,讲解可燃物不完全燃烧的本质:含碳可燃物在氧气不充足的条件下,无法完全反应生成二氧化碳,会生成一氧化碳、炭黑等有害物质。同时结合实例讲解危害,生活中冬季密闭室内烧炭火取暖、燃气热水器通风不畅,会产生一氧化碳有毒气体,引发人体中毒;燃料不完全燃烧会产生大量炭黑、烟尘,造成空气污染,同时燃料无法充分释放能量,造成能源浪费。
组织小组讨论活动,结合本节课所学促燃方法,探讨生活中如何避免燃料不完全燃烧。各小组积极发言,总结出日常使用燃气灶、炭火取暖时保持通风,保证氧气充足;使用固体燃料时将燃料粉碎、摊开,增大接触面积;定期清理灶具,保证燃料正常雾化燃烧等实用方法。
本任务通过理论讲解与生活研讨相结合,让学生充分认识充分燃烧的价值与不完全燃烧的危害,不仅巩固了促燃方法的应用,更引导学生树立节约能源、绿色环保、安全用火的意识,落实科学态度与责任的核心素养。
任务四:探究爆炸的原理与防爆安全——掌握危险防控知识
本任务是本节课难点探究内容,承接燃烧的调控知识,探究燃烧失控引发的爆炸现象,分为实验感知、原理剖析、常识应用三个环节,层层突破教学难点。
第一环节:实验感知爆炸现象。教师演示教材经典粉尘爆炸实验,展示实验装置,透明塑料罐、鼓气装置、干燥面粉、蜡烛。实验前向学生强调实验安全规范,明确实验操作流程与观察重点。实验过程中,点燃罐内蜡烛,盖紧罐盖,通过鼓气装置向罐内吹入空气,使面粉粉尘弥漫在罐内,学生直观观察到罐内瞬间剧烈燃烧、发生轻微爆炸,罐盖被弹起,伴随火光与声响。
实验结束后,教师引导学生复盘实验现象,分析爆炸发生的条件。学生结合实验过程梳理,密闭空间内、可燃物粉尘分散弥漫、与氧气充分接触、遇到明火,短时间内发生剧烈燃烧,瞬间释放大量热量,使密闭空间内气体急剧膨胀,从而引发爆炸。
第二环节:剖析爆炸核心原理。教师结合实验现象与教材知识点,精准讲解爆炸的本质:可燃性气体或粉尘在空气中达到一定浓度(爆炸极限)时,在有限空间内遇明火、高温等火源,瞬间发生急速燃烧,短时间聚集大量热量,气体体积急剧膨胀,引发爆炸。同时明确爆炸的两个关键前提,一是可燃物与空气充分混合形成爆炸性混合物,二是有限空间、遇火源,缺一不可。
同时开展对比辨析活动,引导学生区分普通燃烧、剧烈燃烧与爆炸的差异,明确三者本质都是氧化反应,区别在于反应速率、反应空间、放热聚集程度不同,帮助学生构建完整的燃烧反应梯度认知,突破难点误区。同时讲解爆炸极限的概念,不同可燃物都有对应的爆炸浓度范围,浓度过低或过高都不会发生爆炸,让学生理解爆炸的条件具有严谨的范围性。
第三环节:梳理防爆安全常识。结合教材图文与生活生产场景,组织学生开展安全常识探究活动,识别生活中的易燃易爆场所与安全隐患。学生结合生活经验,识别油库、加油站、面粉加工厂、纺织厂、煤矿矿井等场所,空气中易混有可燃性气体或粉尘,存在爆炸隐患,因此必须张贴严禁烟火、禁止明火的安全标识。
小组合作总结日常防爆安全措施,生产生活中保持通风换气,降低可燃物粉尘、气体浓度;严禁携带明火、火种进入易燃易爆场所;定期排查燃气管道、灶具泄漏隐患;易燃易爆物品单独存放,远离火源、热源。同时补充生活应急常识,燃气泄漏时严禁开关电器、点火,应立即关闭阀门、开窗通风,规避电火花引发爆炸。
任务五:课堂综合应用与素养提升——学以致用巩固新知
本任务为课堂提升环节,依托真实生活化场景,设计分层探究问题,引导学生灵活运用本节课所学知识解决实际问题,实现知识内化与素养提升。教师依次展示生活常见场景,柴火燃烧不旺、燃气灶火焰发黄冒黑烟、面粉车间起火隐患、密闭车库燃气积聚等场景,让学生分组分析问题、给出解决方案。
针对柴火燃烧不旺的场景,学生结合促燃方法分析,原因是可燃物接触面积小、氧气供应不足,解决方案为劈细木柴、架空柴火、轻轻扇风通风,增大接触面积与氧气浓度,促进充分燃烧。针对燃气灶冒黑烟的场景,学生判断为燃气不完全燃烧,原因是通风不足、氧气不够,解决方案为调节灶具通风口、清理灶具堵塞物,保证氧气充足,避免不完全燃烧产生污染物与有毒气体。
针对面粉厂、加油站安全场景,学生精准辨析爆炸隐患,说明严禁烟火的原因,同时总结日常防护措施。各组依次展示探究成果,教师针对性点评纠错,肯定学生的合理分析,纠正认知误区,强化知识应用能力。
最后,教师进行课堂整体总结,系统梳理本节课核心知识,回顾促进燃烧的两种方法、不完全燃烧的危害、爆炸的原理与防爆安全常识,串联燃烧调控的完整知识体系。同时升华素养目标,引导学生明白化学知识源于生活、服务生活,合理调控燃烧可以造福人类,忽视燃烧规律、违规操作则会引发安全危险,培养学生学以致用、敬畏科学、重视安全的科学素养。
本节课全程采用任务驱动式教学,遵循“情境激趣—任务探究—归纳总结—应用提升”的教学逻辑,贴合新教材编排逻辑。摒弃单向灌输,设置分层探究任务,让学生自主参与实验操作、现象观察、规律总结,凸显学生主体地位。通过生活化案例、课堂实验、场景辨析,串联促燃方法、不完全燃烧危害、爆炸原理与防爆知识,层层递进突破重难点。同时结合生产生活安全场景,将知识学习与素养培育结合,既夯实理论基础,又培养学生运用化学知识解决实际安全问题的能力,树立严谨的科学态度与社会责任。
作业布置
完成分层作业
教学反思
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