内容正文:
《体验化学探究》(第一课时)教学设计
鲁教版(五四学制)初中化学 · 八年级全一册 · 第一单元 步入化学殿堂 · 第二节
一、教材分析
本节是鲁教版(五四学制)八年级化学第一单元第二节,是学生建立“化学研究物质”观念后,系统认识化学研究方法的起始课。教材以蜡烛燃烧为载体,引导学生经历提出问题、猜想假设、收集证据、获得结论、反思评价的完整过程,为后续实验探究奠定方法基础。
二、四维核心素养
化学观念:初步形成“化学源于生活问题”的物质观与变化观。
科学思维:通过观察、比较与推理,发展基于证据的归纳与假说思维。
科学探究:亲历提出问题、猜想假设、实验取证、得出结论的完整探究过程。
科学态度与责任:保持好奇心与质疑精神,养成如实记录、严谨求实的态度。
三、教学重难点
教学重点:认识科学探究的基本环节,初步学会从生活现象中提出有研究价值的化学问题。
教学难点:针对提出的问题作出合理猜想,并能围绕猜想设计简单的实验方案、依据实验证据获得结论、对探究过程进行反思。
四、设计意图
本节课是化学启蒙阶段的方法课,核心不是记忆探究环节的名称,而是让学生在真实情境中“做一次”探究。本课以任务驱动为主线,将抽象的方法框架融入“蜡烛燃烧”这一熟悉情境,通过“找问题—作猜想—寻证据—得结论—谈反思”五个层层递进的任务,让学生在观察、动手、讨论、表达中亲历完整探究过程,使方法性知识在体验中自然生成,避免把探究环节上成机械记忆。任务设计强调开放性与合作性,鼓励大胆提问、合理假设、规范操作、如实记录,进而落实化学观念、科学思维、科学探究与科学态度与责任四维核心素养。
五、教学过程
【任务情境】一支蜡烛的“十万个为什么”
教师手持一支普通的白色蜡烛,将其固定在白瓷板上并平稳点燃。请全体学生安静观察,不急于回答,先把目光集中在燃烧的蜡烛上:火焰是什么样子的?蜡烛有哪些变化?你看到了哪些以前没有留意过的细节?
教师旁白引导:从今天起,我们不再只是“看”蜡烛,而是要像化学家一样“研究”蜡烛。化学就是一门从问题开始、用证据说话的学科。这一节课,我们就要围绕这支蜡烛,完整地走一遍科学家研究问题的路径。
任务一:慧眼识“疑”——从现象中提出问题
活动内容:学生独立观察燃烧的蜡烛,把自己产生的疑问写在任务单上,至少写出三条。
教师巡视,鼓励学生把脑海中一闪而过的“为什么”都写下来,不做对错评判。随后组织小组交流:每人把自己的问题读给同伴听,小组内共同梳理,筛出本组最想研究、也最有可能通过课堂实验研究的两到三个问题,写在小组汇报卡上。
各小组代表在全班汇报,教师把学生提出的问题归类板书,常见问题包括:蜡烛的火焰为什么会分层?哪一层最热?蜡烛燃烧后“变没”了,它到底去了哪里?刚熄灭时升起的一缕白烟是什么?为什么用火柴点白烟,蜡烛会重新被点燃?蜡烛燃烧时火焰为什么是黄色的?这些问题都来自学生真实的观察与好奇。
教师引导:
教师小结:问题从哪里来?——从细致的观察中来,从与已有经验的比较中来,从连续追问“为什么”中来。在化学学习中,提出一个好问题,往往比记住一个现成答案更重要。教材也明确告诉我们:科学探究是从问题开始的。没有问题,就没有探究的方向。
任务二:畅所欲“猜”——针对问题作出合理猜想
活动内容:从全班提出的问题中,选取三个典型问题作为本课集中研究的对象:①蜡烛火焰各层的温度是否相同?②蜡烛燃烧后生成了什么新的物质?③蜡烛刚熄灭时产生的白烟是什么?
组织学生以小组为单位,针对这三个问题分别作出自己的猜想与假设。教师强调:猜想不是瞎猜,要依据我们已有的生活经验和知识。例如,结合平时把牙签伸进火焰中被烧黑的经验,学生可能猜想火焰的某一层温度最高;结合冬天窗玻璃上的水雾、柴火燃烧后冒出的烟气等经验,学生可能猜想蜡烛燃烧后会生成水和某种气体;结合白烟能够被点燃这一直观现象,学生可能猜想白烟是可燃的细小颗粒。
小组汇报时,要求学生不仅说出“我们的猜想是什么”,还要说清“我们的依据是什么”。教师把各组的猜想简要板书,并引导其他组补充或质疑:“这一组的猜想,大家同意吗?有没有不同的看法?要判断谁对谁错,我们下一步应该做什么?”由此自然引出——用实验来收集证据。
任务三:动手寻“证”——设计并完成实验,收集证据
教师引导:有了问题和猜想,接下来就要通过实验来寻找支持或推翻猜想的证据。请各组根据自己的猜想,先在任务单上写出准备怎样做:用什么器材、怎样操作、重点观察什么、把哪些现象记录下来。然后再动手实验。
探究活动一:火焰各层温度是否相同
学生把一根火柴梗迅速平放入蜡烛火焰中,约停留片刻后取出,观察火柴梗在火焰不同部位被烧黑的程度。教师巡视,提醒学生注意安全、动作要快、不要把手指靠近火焰。学生观察到:火柴梗处在火焰最外层的部位最先变黑、颜色最深;处在火焰最内层的部位几乎没有明显变化。这一现象提示火焰不同部位的温度并不相同。
探究活动二:蜡烛燃烧后生成了什么
学生取一个干燥、冷的小烧杯,罩在蜡烛火焰的上方,注意不要把烧杯口完全密闭,观察烧杯内壁出现的现象。随后迅速将烧杯取下、正立,向其中倒入少量澄清的液体(石灰水),轻轻振荡,观察液体是否发生变化。学生观察到:干燥的烧杯内壁蒙上了一层水雾,变得模糊;振荡后,原本澄清的液体逐渐变得浑浊。这两组现象共同说明,蜡烛燃烧后生成了水和一种能使澄清液体变浑浊的气体。
探究活动三:白烟究竟是什么
教师引导学生把蜡烛轻轻吹灭,观察烛芯上方升起的一缕白烟。然后立即用燃着的火柴去点这缕白烟(注意不要直接碰到烛芯),观察会发生什么现象。学生惊讶地发现:火焰顺着白烟迅速“窜”回烛芯,蜡烛重新被点燃。这一有趣的现象说明白烟具有可燃性,并不是普通的灰尘,而更像是蜡烛受热后变成的细小固体颗粒。
在整个实验过程中,教师反复提醒:要把观察到的现象原样、如实记录下来,不能凭想象填写,也不能因为和预想不一致就修改记录。证据必须真实,这是化学实验最基本的规矩。
任务四:据实现“论”——分析证据,获得结论
活动内容:各组把自己观察到的现象汇总,与本组最初的猜想进行对照,判断哪些猜想得到了支持,哪些被推翻或需要修正。
教师引导学生用“我们观察到……,所以我们认为……”的句式表达结论。通过三组探究活动,师生共同梳理出:蜡烛火焰从内到外可以分为几层,其中最外层与空气接触最充分,温度最高;蜡烛燃烧后生成了水和一种能使澄清石灰水变浑浊的气体;蜡烛刚熄灭时产生的白烟是石蜡蒸气遇冷凝结成的细小固体颗粒,因此可以被重新点燃。
教师特别强调:结论必须建立在证据之上,而不是建立在权威或习惯之上。如果实验现象与我们当初的猜想不一致,应该尊重现象、修正猜想,而不是修改现象。这正是“用证据说话”的科学态度。
任务五:复盘“探究”——反思过程,表达交流
活动内容:教师引导学生回望刚才的整段学习经历,提问:我们从一支蜡烛开始,到现在得出了这么多结论,中间到底走了哪几步?
学生以小组为单位,把刚才的过程在任务单上用箭头图的形式连一连:先是提出问题,然后作出猜想与假设,接着通过实验收集证据,再根据证据获得结论,最后还要对整个过程进行反思与评价、把结果表达交流出来。教师在黑板上同步整理出科学探究的基本环节,帮助学生形成清晰的方法框架。
随后引导学生进行反思:我们今天的实验有没有不足?例如,罩在火焰上的烧杯如果距离太近会被熏黑;火柴梗在火焰中停留的时间长短不同,观察到的颜色深浅也会有差别;点白烟时如果动作稍慢,白烟就会散开。这些细节都说明:实验方案还可以进一步优化,结论的可靠性还需要更多重复实验来检验。教师顺势点出:科学探究不是一次就结束的,反思与改进本身就是探究的重要组成部分。
最后,请学生用自己的话,向同桌完整地讲一遍“我们今天是怎样研究这支蜡烛的”,要求把六个基本环节都说到。在表达交流中,方法框架真正内化为学生自己的认识。
课堂小结与课后拓展
教师与学生共同小结:这节课我们围绕一支熟悉的蜡烛,完整经历了一次科学探究,认识了科学探究的基本环节,体会到“问题是起点、猜想是方向、证据是依据、结论是结果、反思是提升”。化学并不神秘,它就藏在我们每天见到的现象里,关键在于我们是不是愿意多问一句“为什么”。
课后任务:回到家中,观察厨房或生活中的一个现象(例如铁锅表面的变化、冰箱里拿出的饮料瓶外壁的水珠、烧开水时壶嘴上方的“白气”等),提出一个自己最想研究的问题,作出合理猜想,并设计一个简单的小实验方案,准备下节课与同学分享。
六、板书设计
第二节 体验化学探究(第一课时)
一、从问题开始 —— 问题源于观察、比较与追问
二、科学探究的基本环节
提出问题 → 猜想与假设 → 收集证据 → 获得结论 → 反思与评价 → 表达与交流
三、以蜡烛燃烧为例的探究(学生现场生成的关键现象)
火焰分层:外层最亮、温度最高
燃烧产物:烧杯内壁出现水雾;澄清液体振荡后变浑浊
熄灭白烟:可被重新点燃,说明是可燃的细小颗粒
四、核心态度:大胆提问 · 合理猜想 · 尊重证据 · 如实记录
学科网(北京)股份有限公司
$