以“燃燒”為主題，引領初中化學深度學習

謝曉月

化學核心素養導向下的初中化學教學，讓我們深刻認識到初中化學課堂在促進學生能力發展方面的價值所在。初三學生剛剛接觸化學，對化學還沒有形成認知，那么，怎樣才能從以科學知識的獲得為核心的教學，轉變到以學生認知發展為核心的教學呢？這就需要從化學核心知識的角度深入理解和把握教學內容，挖掘出具有深度學習價值的素材。

化學反應觀是初中化學學習中的重要核心內容，化學反應的系列知識是初三化學最重要的內容。筆者以學生生活中比較熟悉的燃燒為學習主題，通過螺旋上升的方式系統地讓學生學習一些有關化學反應的核心知識，如化學變化的判斷方法、反應物和生成物的判斷、化學反應中的能量變化、質量守恒定律思想的運用、表示化學反應的化學方程式和化學反應的可控性等，漸次深入、擴展，逐步幫助學生建立起化學反應觀。下面是筆者設計的關于燃燒主題的三輪螺旋主要思路。

第一輪螺旋，初步認識化學反應以及發生化學反應時伴隨的能量變化

在第一單元，利用學生生活中比較熟悉的物質作為學習主題，是幫助學生初步認識化學變化的開始。以學生生活中較熟悉的蠟燭及其燃燒作為實驗探究對象，讓學生通過一堂課的實驗探究來觀察蠟燭點燃前、燃著時、熄滅后的現象，并學習用化學語言來描述觀察到的實驗現象。這樣既鞏固了學生認識化學變化的特征，引導學生學習觀察化學變化的方法，以及如何驗證水蒸氣和二氧化碳氣體這兩種生成物，又讓學生了解了什么是反應物、什么是生成物，如何用文字表達式來形象地表示一個化學反應等。

從學科知識角度看，燃燒是化學反應的下屬概念，也是跟初中生生活密切聯系的一類化學反應，學生在生活中已經積累了一些生活經驗，如有火焰、放熱、燃燒后反應物會減少等，但還不夠系統，有的觀點還不夠科學等。以蠟燭燃燒來作為主題探究的起點，主要是因為蠟燭是學生生活中比較熟悉的物質，這也是學生有切身感受的具體的化學變化。在課堂上，筆者引導學生通過具體實驗探究來鞏固變化的判斷方法，學會判斷化學反應的反應物和生成物，知道化學變化會伴隨著能量變化等。通過蠟燭及其燃燒的探究，使學生在剛學會判斷是否是化學變化的基礎上，進一步詳細地了解化學變化的科學方法，學會觀察和描述變化中的現象，激發學生對化學學習的興趣，為后面第二單元中空氣和氧氣的學習奠定一些化學反應的經驗基礎。

第二輪螺旋，通過燃燒的微觀示意圖理解化學反應中的質量守恒定律

在第五單元，剛學完質量守恒定律后，如何把反應的文字表達式轉變為化學方程式？怎么體現化學反應前后原子的種類和數目相等？這需要教師利用素材來引導學生寫出化學方程式。書本上示范的木炭燃燒的方程式比較簡單，所以筆者把甲烷燃燒的微觀示意圖作為素材，讓學生寫出正確的化學方程式。主要思路如下：

引入：2017年，我國成功開采了海洋中的可燃冰，其主要成分是甲烷，為開發新能源做出了巨大的貢獻。甲烷燃燒生成二氧化碳和水，其微觀示意圖如下：

討論：根據以上微觀示意圖，如何寫出甲烷燃燒的化學方程式？

學生經過小組討論，推出了多種可能，如在左邊再加一個氧原子、去掉兩個氫原子，或在右邊再加兩個氫原子、去掉一個氧原子等，這些可能性都是為了使反應前后原子的種類和數目相等。學生再經過集體討論分析，對各種可能一一評價，最終一致同意以下方法（如下圖所示）。

由此推出甲烷燃燒的化學方程式為：CH4+2O2=CO2+2H2O。

學生在上質量守恒定律第一課時時已經認識了宏觀上物質質量相等，微觀上原子的種類和數目不變，實現了宏觀與微觀的結合。但從微觀角度來具體分析質量守恒定律，如何體現反應前后原子的種類和數目不變，如何讓學生真正體會從化學反應的本質（即化學反應前后原子的重組）來理解質量守恒定律，引導學生對化學反應的宏觀特征和微觀本質之間建立思維模型，真正體會化學方程式的含義，這需要給學生機會來討論和分析。所以筆者在第二課時通過甲烷燃燒反應物和生成物的微觀示意圖，讓學生討論出化學反應的微觀示意圖，充分體會配平的思想，了解化學方程式的含義，體會正確書寫化學方程式的方法，加深宏觀與微觀之間的聯系。通過這樣的課堂教學設計，讓學生根據微觀示意圖來理解化學反應中既要原子的種類、數目保持不變，又要符合客觀事實。另外，經過這種討論分析也能更好地幫助學生理解化學方程式中各物質間的微觀粒子數關系和各物質之間的質量關系，同時也為后面化學方程式的書寫和化學方程式的計算奠定了扎實的基礎。

第三輪螺旋，通過燃燒條件的探究認識化學反應的可控性

到第七單元之前，學生已經學習了較多的燃燒反應，所以對燃燒條件的研究也是水到渠成。在之前關于燃燒的學習中，學生對燃燒的三個條件已積累了一定的實際經驗，因此以上設計的探究活動僅僅讓學生認識了燃燒的條件這一知識和運用對比實驗來設計實驗，缺乏深度學習和思維發展。經過這兩年對化學核心素養的學習，筆者重新設計這一課題時想讓學生理解化學反應是可以通過反應物和外界條件來控制的，即以學生最熟悉的燃燒為例，讓學生明白不僅可以控制燃燒的發生，還可以控制燃燒的充分和熄滅等，從而讓學生了解化學反應的可控性。

引入：從前面的學習中我們已經了解到一個化學反應的發生是要有條件的，如何來控制一個化學反應呢？下面以燃燒為例來研究。

問題1：前面我們已經學過幾個燃燒的反應，它們有哪些共同點？

分析：從學生熟悉的燃燒反應開始，可以幫助學生總結出一些關于燃燒的知識，同時也為問題2的研究打下伏筆。

問題2：如何讓燃燒發生？

分析：引導學生從反應物、外界條件和生成物角度來研究，推出燃燒要發生需要可燃物、氧氣和一定溫度。如下圖所示：

化學教學要突破常規，需要教師長期引導學生從化學的視角看問題。從化學反應觀的角度看，燃燒作為化學變化的下屬概念，從燃燒的條件來看，要使化學反應發生既要考慮反應物因素，也要考慮溫度等外界因素。

問題3：如何設計實驗證明燃燒需要的條件？

分析：筆者讓學生就問題展開小組討論，提醒學生可以運用控制變量法的思想來設計實驗，證明燃燒不僅需要三個條件，而且這三個條件缺一不可。

問題4：如何讓燃料燃燒更充分？

分析：通過生活中的一些具體事例，如煤球變成蜂窩煤甚至煤粉，煤爐燃燒鼓空氣等，讓學生明白燃料燃燒更充分一是需要足夠多的氧氣，二是有足夠大的接觸面積或增加反應物的濃度等，以加快化學反應的速度。

問題5：如何讓燃燒著的蠟燭熄滅？

分析：通過學生小組討論和實驗探究，學生有很多滅火的方法，由此總結出滅火的三個原理，同時也讓學生明白可以通過控制反應物和外界條件使化學反應停止。

在大講核心素養的今天，需要將學生要學的具體知識點與化學核心知識和思維方法之間建立聯系，幫助學生逐步形成學科知識網絡，培養學生分析問題和解決問題的能力，讓學生從中領悟解決一類問題的思維模型。要逐步提升學生的化學素養，關鍵在于如何落實到課堂，筆者以燃燒為學習主題，通過三輪螺旋上升的教學設計，循序漸進，引導學生從熟悉的舊知識中獲得新知識，逐漸幫助學生建立起化學反應觀，引發學生的深度學習。