视频简介：

探究燃烧条件的“3+X”
安徽省合肥市第四十六中学  刘亮荣
一、             使用教材
人教版九年级《化学》上册第七单元燃料及其利用 课题一《燃烧和灭火》。
二、             实验器材
广口瓶、2个新的燃烧匙、玻璃管、橡胶塞、长颈漏斗、200mL注射器、红磷、白磷、90℃热水、冰水混合物、柴油、酒精。酒精灯、石棉网3个、镊子、铁丝、1号铁丝棉、0号更细铁丝棉。氧气传感器、高温传感器、数据采集器、电脑、蜡烛、火柴、培养皿、蒸发皿、三脚架、集气瓶2个。
三、实验创新点
（一）创新改进燃烧条件实验。
关于燃烧条件的探究实验，课本实验（如图1），虽能验证燃烧条件，但是有：污染不环保、药品用量大、操作不便、不便连堂教学等诸多缺点。
 
           
（图1）                                  （图2）
而图2的创新改进方案，既可以验证燃烧的三个条件，又具有了众多改进的优势：1.整个过程生成的五氧化二磷会被瓶内的水吸收，无任何污染；2.操作简便，装置简单；3.方便携带，药品用量少；4.可通过增加、减少热水使装置可多次连续使用，特别适合多个班级的连堂教学。
（二）建构燃烧条件的新模型。

初中阶段，我们在课堂上讲到：可燃物、温度达到着火点、氧气，三个燃烧条件学生虽然可以理解，然而遇到为什么无芯的蜡烛点不着？为什么铁粉在空气可以自燃？等等特殊燃烧时，我们学生就很难理解甚至是老师也不好解释，本实验创新通过对燃烧条件的再探究，帮助学生建立燃烧四面体的新模型。
四、实验方法、设计思路。
（一）实验方法
基于教材，实验创新内容，我采取了创新传统实验和现代数字化实验融合的教学方法，引导学生动手实验、观察思考、交流讨论，促进学生思维发展。
（二）实验设计思路
认识建构主任理论认为，科学探究是一种深层次的认识活动，是学生认识发展过程中不可或缺的实践活动。因此，我设计了本节课的实验教学，首先通过对教材实验的创新改进，帮助学生巩固燃烧条件的知识。然后，根据对燃烧条件的再探究即三个问题的探究：1.为什么铁丝在空气中烧不着？铁粉可以自燃？2.为什么蜡烛在密闭容器内熄灭后氧气浓度还剩下约16％即还有氧气却熄灭了？3.问什么着火点低的柴油在空气中用火柴点不着？而着火点高的酒精一点就着？帮助学生搞清楚原来物质燃烧不仅要达到三个基本的必要条件，还需根据具体燃烧情况提供一个新的“X”充要条件，即建构燃烧条件的四面体结构。
五、实验教学目标
基于教材、学情及课程标准的要求，我确定了如下的教学目标。
   1．通过学习，初步认识燃烧的四面体结构新模型。
   2. 提高控制变量法在对比实验中的应用能力，利用手持技术的定量研究，进一步掌握科学探究的一般过程和方法。
3.形成勇于探究、敢于质疑的科学精神。
六、实验内容设计
“燃烧条件”是人教版九上内容。本课从课本实验改进到巩固燃烧三个必要条件，过渡到燃烧条件的再探究，即燃烧条件的3+X，帮助学生建立新的燃烧四面体模型。
七、实验教学过程
我采取的是基于微课的翻转课堂教学模式，设计了四个教学环节。
（一）  微课学习，提出问题
学生通过微课复习巩固燃烧的三个条件。然后上传进阶练习，我根据回答情况整理并二次备课，设计了2个问题作为本节课的教学内容，即1.课本实验有何不足？如何改进？2.是否满足了燃烧的三个条件，可燃物一定会燃烧？
（二）  创新改进，巩固知识
课堂上，针对第一个问题，在实验改进环节，我展示同学们的改进方案，肯定了优点但依然有不足，在和同学们共同商讨、完善、最终确定了创新改进方案（如上图2）。此改进方案操作简便，具备众多优点，特别适合多个班级连堂教学。通过以上环节，帮助学生复习巩固燃烧的三个必要条件。
（三）  拓展延伸，探究新知
但是面对形式多样、复杂的燃烧问题是否也这样呢？过渡到延伸拓展环节，即来解决第二个问题即是否可燃物满足了三个必要条件一定会燃烧？
1.     拓展探究：不同规格的铁丝在空气中燃烧。
我引导学生结合桌上的仪器和药品，合作、研究设计方案，学生设计了：将不同规格的铁在空气中加热这一方案。（操作过程见视频）。可以看到，普通细铁丝在空气中烧不着，1号细铁丝在空气中可以燃烧一半，0号更细的铁丝棉可以完全烧掉。学生们通过交流、归纳得出结论：燃烧的充分条件X1，即对于像铁一样表面燃烧的物质，可以增大可燃物的比表面积使其燃烧。
2.     拓展探究：蜡烛在密闭容器内燃烧至熄灭氧气浓度的变化。
此过程，我向大家重点介绍了现代实验技术——数字手持实验，利用氧气传感器测定蜡烛在密闭容器内燃烧到熄灭过程中的氧气浓度变化。通过曲线分析可知，蜡烛熄灭时容器内氧气浓度接近16%，即，还有氧气蜡烛也不能继续燃烧，说明需要达到一定浓度。我正准备下结论，此时有学生提出质疑，是否是二氧化碳是蜡烛熄灭的呢？为了解决学生的这一疑惑，我进行了拓展探究，即利用排水法收集一瓶80％二氧化碳和20％氧气的混合气体，将燃着的蜡烛深入，发现如在空气的集气瓶中一样，慢慢熄灭。该实验说明蜡烛在密闭容器内燃烧熄灭不是二氧化碳引起的，而是氧气浓度降低引起的。同学们通过归纳总结得出结论2：燃烧的充分条件X2，即提高助燃物的浓度才能使物质燃烧。本过程新的实验技术让人耳目一新，给学生的心灵带来了震撼，进一步激发他们去接触更多的新科技。
3.     拓展探究：酒精和柴油在空气中点燃的对比实验。
进入第3个实验探究，我首先给出柴油和酒精两者的着火点，请学生预测谁更易点燃，大家一致认为是着火点低的柴油，但是通过实验现象，学生觉得都很惊奇，着火点高的酒精用火柴在液面上方一点就着，着火点低的柴油无论在液面上方还是接触液面都点不着，引起学生的认知冲突和好奇心，激发学生的探究欲。接着，我再次向学生展示数字手持技术，利用高温传感器精确测量柴油从加热到引燃的整个过程，可以看到在室温、包括加热至46℃左右，柴油均点不着，当柴油加热至96度左右时被火柴引燃并持续燃烧，这是为什么呢？我随即提供柴油的着火点、闪点、沸点信息，引导学生思考柴油燃烧与何种因素有关？学生经过分析、讨论确定是闪点，那么何为闪点？我给出闪点的文献资料，即可燃性液体上方蒸气浓度恰好等于其爆炸极限的下限，引起闪燃的最低温度！原来，蒸发燃烧的物质自身温度必须超过闪点遇明火才可以引燃，刚才实验中室温及加热至46℃的柴油因为自身温度低于闪点故点不着，而温度加热至96即使没有达到着火点但是超过55闪点也可点燃，通过以上实验同学们初步掌握蒸发燃烧与闪点的关系，接着我拓展演示燃烧的酒精接触冰水的实验，可以看到，室温时酒精超过12.7闪点在空气中点着剧烈燃烧，当燃烧匙接触冰水混合物酒精温度降至闪点以下，其火焰变微弱至熄灭，重新放入热水，温度超过闪点可用火柴再次引燃。同学们最后讨论、交流得出结论：燃烧的充分条件X3，如柴油、石蜡等蒸发燃烧的物质，须自身温度超过闪点，遇到明火方可燃烧。
（四）总结归纳，模型构建
课堂教学进一步升华，我引导学生大胆思索，建构火的新模型，同学们踊跃发言，最后同学们通过小组合作、讨论归纳得出从旧的火三角到新的燃烧四面体的模型建立。孩子们通过课堂中的师生互动、生生互动感受到了成功的喜悦。
最后，同学们对本节课的进行了小结并交流分享自己的收获。

（板书设计）
八、教学教学反思与评价
本节课从解决“课本实验的创新改进”开始，不断提出问题、创设情境，进行实验创新，并将传统实验与现代数字化实验深度融合，让学生体验探究过程，寻找科学方法，改变学习方式，构建知识体系，培养敢于质疑、勇于探究的科学精神。这完全符合了化学学科核心素养的根本要求！
实验教学，始于创新，终于应用；实验虽小，大有文章！
 
 
 
 
参赛选手：刘亮荣          学校：安徽省合肥市第四十六中学     电话：
邮箱：1

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