浙教版初中科学八年级下册第三章第2节《燃烧和燃烧的条件》教学设计
以科学史与科学探究促进科学本质理解
——燃烧和燃烧的条件教学设计
学习任务分析
本课选自浙教版八年级下册第三章第2节内容。从结构上看,“空气与生命”单元主要分为“物质在空气中的反应”和“空气对生命的重要性”两块。本课在学生知道空气的成分及氧气的性质的基础上开展的,而教材只是提出了“氧气的发现”这一史料,提及了“燃烧学说”但很粗略,因此对氧气的认识与燃烧还是不足的。本节内容是对物质在氧气中产生变化的进一步认知,主要通过对燃烧现象进行观察,探究燃烧条件。国外已有研究显示“学习一些科学史可以使学生们更好地了解科学的本质以及科学本身”。
学习者分析
八年级学生已经具备较完善的逻辑思维能力,能够较完整地表述生活中发现的科学现象,能理论联系实际进行知识运用,对科学探究的方法和手段有基本的掌握。基于知识内容逐渐由实际操作向理论知识偏移,学生的学习兴趣受到影响,学习动机不高,科学史是描述、研究人类的文明发展历程的最佳素材,可调动学生学习兴趣,充分发挥学生的主体能动性。科学本质“生”于科学史,深入剖析科学史,有利于学生对科学本质的理解。在本课中,学生对氧气与燃烧的知识在生活中接触较多,对学生来说较好进行回忆和总结,学生的理解和接受较为简单,但燃烧条件的探究过程对学生来说有一定难度,需要教师进一步引导和演示,从而帮助学生建立直观的知识形象。
教学目标
(1)通过观察学生能说出燃烧的现象。
(2)通过实验探究与科学史的介绍,学生能归纳得出燃烧所必需的条件,并根据相关
条件来判断物体能否燃烧。
(3)通过现实问题的思考与讨论,学生能用燃烧的条件来分析解决实际问题。 (4)通过对燃烧的观察和探究,学生能够发展对探索空气中的气体性质的欲望,养成
用实验来验证猜想的习惯,提高自主思维能力。
教学重点难点
重点:探究燃烧的条件。
难点:运用燃烧的条件解释现实问题。 教学方法
浙教版初中科学八年级下册第三章第2节《燃烧和燃烧的条件》教学设计
教师:讲授法、演示法、启发式谈话法 学生:观察法、讨论法、读书指导法 教学准备
教学资源: 多媒体课件
实验器材:硫、铁丝、酒精棉球、沾水棉球、镊子、玻璃杯、凡士林、蜡烛、火
柴、酒精灯、铁架台、铜片
教学过程
1.情景、演示实验,提出问题:
①在远古时,河南商丘一带是一片森林。在森林中居住的燧人氏,经常捕食野兽,当击打野兽的石块与山石相碰时往往产生火花。燧人氏从这里受到启发,就以石击石,用产生的火花引燃火绒,生出火来。你能理解燧人氏为什么这么做么? (学生站在历史的源头,思考人类最真实的本能认识)
②层层深入:比较硫和铁分别在氧气中燃烧这两组反应的异同点? 学生总结:燃烧的反应剧烈,会发光,还有热,有的有火星有的看不到…… (NOS:这一客观现象的观察对学生的认识产生了极大的冲击,不仅仅只是“震撼”,学生意识到生活中习以为常、熟视无睹的现象蕴含着丰富的科学知识,而科学的产生正是以自然现象或者实验事实等客观为基础的。)
③提出问题:那么燃烧到底需要什么条件呢? 2.讨论与猜想并提出假设:
引导学生对生活中燃烧实例的回顾,以及通过观察老师演示操作的思考猜想燃烧所需要的条件。
3.回顾经典历史探究:
氧气的发现与氧化学说的建立过程(具体如下)
1660年左右,波义尔在他的学生罗伯特 ? 胡克辅助下,研究了燃烧的化学。他们将空气从一个罐子中抽出,然后证明了,无论是木炭或者是硫磺都不能在真空中燃烧。然后,波义尔发现,这些物质与钾硝(硝酸钾)的混合物甚至在真空中都能着火,所以他得出结论,燃烧必然依赖于某种空气与钾硝公共的东西。
浙教版初中科学八年级下册第三章第2节《燃烧和燃烧的条件》教学设计
1673年,英国化学家波义耳煅烧金属后发现金属变重了,他认为是一种看不见的“燃素”在燃烧时跟金属化合,形成灰烬。由于灰烬多了燃素,所以变重。
1703年,医学教授奥尔格·恩斯特·斯塔尔提出了另一种见解,他认为能燃烧的物质都含有燃素,当物质燃烧时燃素就分离出来,燃烧时产生的热、光、火焰都是燃素逸出时的剧烈现象。在波义尔实验的基础上斯塔尔提出了燃素学说,燃素说对燃烧的解释:火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这种火的微粒既能同其他元素结合而形成化合物,也能以游离方式存在。大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰,它弥散于大气之中便给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素”。
斯塔尔的燃素学说解释了一些当时不能解释的现象,所以获得了当时很多科学家的赞同。他们认为,燃素充塞于天地之间,流动于雷电风云之中。在地上,天上,海洋,陆地,动、植、矿物,和人的心中都含有它。大气中含有燃素,因而会在空气中引起闪电,而使大气动荡不已;生物含有燃素就富有生机;无生命物质含有燃素,就会燃烧。燃素不仅具有各种机械性质,而且又像灵魂一样,本身就是一种动因,是“火之动力”。物体失去燃素,变成死的灰烬,灰烬获得燃素,物体又会复活。物质在加热时,燃素并不能自动分解出来。而须外加空气将其中燃素吸取出来,燃烧才能实现;上好的空气是具有吸收燃素的性质的。 腐蚀剂夺取了金属中的燃素,金属就被腐蚀;煅烧金属,金属失去尊贵的光芒而变成渣滓——当赋予它们以燃素,它们又变得不可一世。物体中含燃素越多,燃烧起来就越旺;含的燃素少,燃烧起来就弱。上好的空气是具有吸收燃素的性质的,因此物体必须在空气中才能燃烧;各种实体都是由物体所共有的基本物质(元素)和该物体所特有的“灵气”所构成.并可以用火炼的方法使其分离。当实体被加热时,“灵气”便从实体中逸出。由于金属等物质被氧化后质量增重,有的科学家认为燃素和“灵气”一样与地心是相排斥的具有负重量(即所谓“轻量”),因此金属失去燃素时,重量反而增加了。有人说,金属失去燃素,好比活着的人失去了灵魂,因此就象死体比活着的时候要重那样,“死”的灰渣自然就比活的金属重。
由于当时人们相信有燃素,所以人们一旦有不知道的现象就说是因为“某某素”。比如有人问,铁为什么有重量,他们就说,“铁具有重素。”诸如此类。
但燃素学说有很多漏洞,所以遭到一些质疑,在1756年罗蒙诺索夫反对当时盛行的燃素说,用实验证明金属在密闭容器内加热,质量不会增加,而放在空气里加热,质量就会增加。罗蒙诺索夫用实验证明燃素学错了。
1772年11月,法国科学院收到拉瓦锡密封的论文。院士们拆开信封,获知拉瓦锡对于燃烧现象的研究,又前进了一步:磷,在空气中会燃烧,冒出白色的浓烟,这是早就知道的化学现象。拉瓦锡别出心裁地想办法把这些浓烟全部收集起来。他指出,浓烟是一种极细的白色粉末,它的总重量比原来的磷要重!也就是说,在磷燃烧的时候,可能与空气化合了。
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