1.3体验化学科学探究第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学北京版上册

第三节 体验化学科学探究（第二课时） 北京版·初中化学·九年级上册 一、教材分析 本节内容选自北京版九年级上册第一单元第三节第二课时，是学生正式跨入化学学科后第一次完整经历科学探究全过程的实践课。教材以蜡烛燃烧这一学生最熟悉的生活现象为探究载体，引导学生亲历提出问题、猜想与假设、收集证据、获得结论、反思与评价等基本环节，帮助学生建立“化学是一门以实验为基础的科学”这一基本观念，为后续系统学习化学实验与元素化合物知识奠定方法论基础。 二、四维核心素养 通过对蜡烛燃烧现象的观察与分析，学生初步形成“物质在一定条件下可以发生变化、变化过程中伴随能量与现象”的化学观念；在提出问题、设计方案、分析证据的过程中发展基于证据推理与模型认知的科学思维；通过动手实验、规范操作与记录交流，落实科学探究与化学实验能力；在严谨求实、尊重事实的实验过程中，养成敢于质疑、乐于合作的科学态度，并初步体会化学对改善生活、认识世界的社会责任。 三、教学重难点 教学重点：体验科学探究的基本环节，学会用感官和简单工具观察、记录并描述蜡烛燃烧前、燃烧时、熄灭后的完整现象。教学难点：从纷繁现象中提炼出有探究价值的问题，依据已有经验对现象作出合理猜想，并通过设计对照实验、控制条件来验证猜想，初步形成“基于证据得出结论”的思维习惯。 四、新课导入 教师取出一支普通蜡烛，放在实验台上，用火柴缓缓点燃。跳动的火焰照亮整个讲台，教师环视全班，微笑着提问：看到这一簇小小的火苗，你脑海里会冒出哪些与化学有关的问题？蜡烛为什么会燃烧？火焰为什么有亮暗不同的层次？燃烧后的蜡烛跑到哪里去了？熄灭后升起的那缕白烟又是什么？学生自由发言，教师把有代表性的问题简要板书。随后教师指出：这些看似平常的现象背后，都藏着值得追问的化学秘密，今天就让我们像科学家一样，完整地走一遍科学探究之路。 五、新课导入设计意图 从学生最熟悉、最易得的蜡烛入手，用一连串贴近生活的问题点燃好奇心，制造“熟悉却从未深究”的认知冲突，让学生在提问中自然走进科学探究，为后续任务活动埋下问题线索。 六、上课过程设计意图 本节课以“揭开蜡烛燃烧的秘密”为统领性大任务，把科学探究的完整环节嵌入六个层层递进的子任务之中。任务一至任务二引导学生由现象走向问题与猜想，着力培养问题意识和合理假设的能力；任务三至任务四让学生在小组合作中讨论方案、动手实验、如实记录，落实基本实验操作与观察记录能力；任务五至任务六组织学生基于证据得出结论、反思评价不足，并把探究方法迁移到新情境。全程坚持以学生为主体，教师只在关键处点拨追问，使学生在做中学、思中学、议中学，真正经历一次完整而真实的科学探究。 七、教学过程 任务一：观察与提问——蜡烛燃烧现象大搜索 【教师活动】教师将全班分成六人小组，每组发放一支蜡烛、一盒火柴、一个干燥的烧杯、一小段玻璃导管和一张澄清石灰水浸润的玻璃片。教师先示范安全操作：点燃蜡烛时注意用火，加热后的仪器不要立即用手触摸，实验废液统一放入指定容器。随后请各组同学安静地观察燃烧前的蜡烛，从颜色、状态、形状、硬度、气味等角度完成“观察记录单”的第一栏。 【学生活动】学生分组领取器材，先用小刀切下一小块蜡烛放入盛水的培养皿中，观察蜡烛是浮在水面还是沉入水底；用手轻轻捻一捻切下的蜡块，感受其硬度；凑近闻一闻蜡烛的气味，并把观察到的现象用自己的话写在记录单上。小组内轮流发言，一人记录、一人补充、一人代表汇报，其余同学随时修正。 【教师追问】教师巡视到某一组，看到学生只写了“蜡烛是白色的、硬硬的”，便追问：除了颜色和硬度，蜡烛能不能被水溶解？它比水轻还是比水重？切下的小块浮在水面，这说明什么？学生重新把蜡块放入水中，观察到蜡块浮在水面，立刻在记录单上补充“蜡烛难溶于水、密度比水小”。教师再追问：如果让蜡烛燃烧，你预测会出现哪些现象？ 【小组汇报】各组代表汇报燃烧前的观察结果：蜡烛一般为乳白色或略带颜色的圆柱形固体，有轻微气味，质地较软，可以用小刀切割；切下的小块浮在水面上，说明它密度比水小、难溶于水。教师把关键词板书在黑板左侧。 【过渡引导】教师指着记录单追问：刚才我们观察到的都是蜡烛在“没有燃烧”时的样子。一旦蜡烛被点燃，它会发生哪些我们肉眼能看见的变化？请大家不要急着动手，先在小组里说一说，你预测火焰会是什么形状、什么颜色，蜡烛本身又会出现哪些变化。把预测写在记录单“我的预测”一栏，和后面实际观察到的现象做对比。有学生预测火焰是黄色的，有学生预测蜡烛会变短，还有学生预测蜡油会顺着蜡烛流下来。教师强调：预测和实际可能一致，也可能不一致，不一致的地方正是我们要追问的地方。 任务二：猜想与假设——火苗背后藏着什么 【教师活动】教师重新点燃蜡烛，请同学们安静观察火焰的形态。教师提示：火焰并不是均匀的，仔细看，它可以分成几层？每一层的颜色、明亮程度、温度高低可能一样吗？蜡烛越烧越短，“消失”的蜡烛变成了什么？熄灭后那缕白烟，它能被重新点燃吗？请各组围绕这些问题，提出自己的猜想，并把猜想写在记录单“我的猜想”一栏。 【学生活动】学生俯身观察火焰，发现火焰从内到外颜色由暗变亮再略微变暗，推测火焰至少可以分成三层。围绕“蜡烛消失后变成了什么”，小组讨论热烈：有人认为蜡烛变成了气体跑掉了；有人认为变成了黑色的炭；有人认为变成了水和一种能让澄清石灰水变浑浊的气体；还有人猜测白烟就是没有烧完的蜡蒸气。教师提醒：猜想要有依据，可以结合生活经验和以前学过的知识，但不要急着下结论。 【整理猜想】各组把猜想整理成三条以内，例如：猜想一，火焰分为三层，外层最亮、温度最高；猜想二，蜡烛燃烧后生成水和一种能使澄清石灰水变浑浊的气体；猜想三，熄灭后的白烟可以被重新点燃。教师把各组集中提到的猜想编号板书，作为本节课将要验证的目标。 【猜想追问】教师指着板书追问：你们说“火焰分为三层”，依据是什么？有学生回答：因为火焰看起来外面亮、里面暗，颜色不一样。教师肯定：从颜色差异推测分层，这是合理的。教师再追问：你们说“燃烧生成了水”，水是怎么来的？蜡烛本身并不是水啊。学生一时语塞，教师顺势引导：蜡烛是由碳、氢、氧等元素组成的物质，燃烧时它和空气中的氧气发生作用，就可能生成我们熟悉的水和二氧化碳类气体。今天的任务不是把这些结论背下来，而是想办法用实验“看见”它们。 任务三：设计实验——怎样证明我们的猜想 【教师活动】教师引导：有了猜想，下一步不能只靠嘴说，要设计实验来收集证据。请各组围绕板书上的三条猜想，分别讨论可以用什么操作、看到什么现象来支持或否定猜想。教师强调对照思想：要证明“有水生成”，就需要用一个干燥而冷的烧杯罩在火焰上方，如果烧杯内壁出现水雾，就说明有水生成；要证明“有能使石灰水变浑浊的气体生成”，就需要把内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，观察石灰水是否变浑浊；要比较火焰各层温度，可以把一根火柴梗迅速平放入火焰中，约片刻后取出，观察火柴梗不同部位的炭化程度。 【小组讨论】各组围绕教师给出的提示，把实验步骤写成简要的操作卡：第一步，取一根火柴梗平放入火焰中，取出后观察两端与中间的炭化情况；第二步，将干燥冷烧杯罩在火焰上方，观察杯壁；第三步，将内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，观察石灰水变化；第四步，吹灭蜡烛，立即用火柴去点烛芯上方的白烟，观察能否重新点燃。小组内互相核对步骤，确定由谁操作、谁计时、谁记录、谁汇报。 【方案互评】教师请两个小组上台展示他们的实验操作卡，其他组提出修改建议。有同学指出：罩烧杯时不能罩得太久，否则烧杯会过热炸裂；也有同学提醒：点白烟时动作要快，否则白烟散掉就点不着了。教师把这些安全要点和操作要点补充到板书上，提醒各组在动手前再检查一次器材和步骤。 任务四：动手实验——在操作中收集证据 【学生分组实验】各组按照操作卡开始实验。一名同学点燃蜡烛，另一名同学把火柴梗迅速平放入火焰，其余同学注视。片刻后取出火柴梗，学生惊讶地发现：火柴梗接触火焰外层的部分明显变黑、炭化，而接触焰心的部分几乎没有变化。同学们立刻在记录单上写下“外层最黑、焰心最浅”，并据此推断外焰温度最高、焰心温度最低。 【学生继续实验】负责罩烧杯的同学将干燥冷烧杯斜罩在火焰上方，很快烧杯内壁出现一层细小的水雾，用手靠近烧杯壁能感到微微发热。同学们兴奋地喊出“有水雾！”记录同学迅速把现象画在记录单上。随后，另一名同学换上内壁涂有澄清石灰水的烧杯，罩在火焰上方，不久石灰水由透明逐渐变得浑浊，同学们据此判断燃烧还生成了一种能使石灰水变浑浊的气体。 【熄灭与白烟实验】教师发出指令：吹灭蜡烛。一缕白烟从烛芯升起，负责点火的同学立刻用燃着的火柴去点白烟，火焰顺着白烟重新引燃烛芯，蜡烛再次燃烧。各组发出惊叹声。教师适时追问：这缕白烟为什么能被点燃？它可能是什么？学生结合前面观察到“蜡烛受热易熔化”推测：白烟其实是石蜡蒸气遇冷凝成的细小固体小颗粒，仍然具有可燃性。教师不急于给出标准答案，而是把问题留给后续讨论。 【教师巡视指导】教师在各组间巡视，重点关注操作是否安全、记录是否及时、现象是否如实描述。看到有组把烧杯罩得太近导致杯壁发黑，教师提醒：烧杯壁发黑是蜡烛燃烧不充分产生的炭黑，这也是一条值得记录的现象，可以留到结论环节讨论。教师还提醒学生：记录时要写“看到了什么”，而不是直接写“证明了什么”，证据和结论要分开。 【异常现象讨论】有一组同学在罩干燥烧杯时，烧杯内壁只出现了非常模糊的一层白雾，很快就消失了。组内同学以为自己失败了，举手向教师求助。教师走过去，没有直接告诉答案，而是反问：你们再摸摸烧杯壁，和旁边组的烧杯比一比，温度有什么不一样？学生用手靠近感受后发现，自己组的烧杯罩得太久，已经被火焰烤热了。教师点出：热烧杯遇到水蒸气，水雾不容易凝结，现象就不明显。于是这组同学换了一个新的冷烧杯重新罩上去，果然白雾明显了许多。教师借机向全班强调：实验中出现“不明显”的现象，不要急着下结论，先检查器材是否满足条件。 任务五：获得结论——用证据说话 【小组整理证据】实验结束后，各组把记录单上的现象按“燃烧前—燃烧时—熄灭后”三段整理。燃烧前：蜡烛是乳白色固体、质软、密度比水小、难溶于水。燃烧时：火焰分为三层，外层最亮、温度最高，内层较暗；干燥烧杯内壁出现水雾，说明生成了水；涂有石灰水的烧杯内壁变浑浊，说明生成了一种能使石灰水变浑浊的气体；烧杯底部还可能出现少量黑色炭黑。熄灭后：有白烟升起，白烟可以被重新点燃。 【推导结论】教师引导学生把现象和猜想一一对应：火柴梗外层最先炭化，支持了“外焰温度最高”的猜想；烧杯内壁水雾和石灰水变浑浊，支持了“燃烧生成水和二氧化碳类气体”的猜想；白烟能被点燃，支持了“白烟是石蜡固体小颗粒、具有可燃性”的猜想。教师特别强调：科学探究中，结论必须由证据支持，没有证据的说法只能叫猜想，不能写成结论。 【表达与交流】各组代表上台汇报本组结论，其他组可以补充或质疑。有同学提出：我们组的烧杯内壁水雾不太明显，是不是因为烧杯不够冷？另一组回应：我们组烧杯事先放在冰箱旁凉过，水雾就很清楚。教师借机肯定：这就是控制条件，对照实验越严谨，结论越可靠。 【追问与辨析】教师指着板书继续追问：有同学说“烧杯底部出现的黑色物质就是蜡烛燃烧生成的炭黑”，这个说法一定准确吗？有学生犹豫后回答：可能是蜡烛燃烧不充分才产生的。教师点头：很好，同一种现象在不同条件下可能有不同的解释，所以我们描述现象时要客观，不要轻易把所有黑色物质都归为某一种固定结论。教师又问：如果蜡烛燃烧时烧杯内壁一开始干燥，后来出现水雾，能不能直接说“蜡烛里本来就有水”？学生摇头：烧杯一开始是干燥的，水雾是燃烧过程中产生的，所以水是燃烧的产物，不是蜡烛里原来就有的。教师对这种严谨的推理给予肯定。 任务六：反思评价与迁移——把方法带走 【反思环节】教师引导学生回头审视：今天这节课，我们像科学家一样走过了哪些环节？学生齐答：提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、收集证据、获得结论、反思与评价、表达与交流。教师追问：在这些环节中，你觉得哪一步最难？有学生说设计实验最难，因为要想到用烧杯去罩；有学生说观察最难，因为稍不留神水雾就蒸发了；还有学生说记录最难，因为要边看边写。教师肯定：把困难说出来，本身就是重要的学习。 【评价环节】教师发放一张简单的自评表，请学生在“我能认真观察并记录现象”“我能基于证据得出结论”“我能在小组中合作交流”三个方面用自己的话打个等级，并写一句今天最大的收获。学生安静填写，教师抽查两三位同学分享：有学生说“原来熟悉的蜡烛里有这么多秘密”，有学生说“以后看现象不能只看表面，要多问为什么”。 【迁移拓展】教师出示新的任务情境：家里的煤气灶火焰有时是蓝色，有时是黄色；用久了的铝壶底部会出现一层白色水垢；向盛有白醋的玻璃杯中加入小苏打，杯中的液体立刻冒出大量气泡。请同学们课后选择其中一个现象，仿照今天的探究流程，写下你想研究的问题、你的猜想和你打算设计的实验，下节课带来交流。教师鼓励：科学探究不一定要在实验室，生活中处处可以探究。 【课堂小结】教师与学生共同回顾：今天我们从一支蜡烛出发，经历了完整的科学探究过程。我们学会了用感官和简单工具观察现象，学会了把现象记录下来，学会了根据证据修正猜想。化学就是这样一门在实验中不断追问、不断求证的学科。希望同学们带着今天收获的探究方法，去观察生活中更多的“为什么”。 八、板书设计 主板书 第三节 体验化学科学探究（第二课时） ——揭开蜡烛燃烧的秘密 一、提出问题 蜡烛为什么燃烧？火焰分几层？燃烧后变成了什么？白烟是什么？ 二、猜想与假设 火焰分三层，外焰温度最高；燃烧生成水和能使石灰水变浑浊的气体；白烟是可燃的石蜡小颗粒。 三、实验证据 火柴梗外层炭化最明显；干燥烧杯内壁出现水雾；涂石灰水的烧杯内壁变浑浊；白烟可被重新点燃。 四、获得结论 外焰温度最高；蜡烛燃烧生成水和能使石灰水变浑浊的气体；白烟为石蜡固体小颗粒，具有可燃性。 五、探究流程 提出问题 → 猜想假设 → 设计实验 → 进行实验 → 收集证据 → 获得结论 → 反思评价 → 表达交流 学科网（北京）股份有限公司 $