初中化學“燃料的變遷與合理使用”微項目式教學

摘" 要： 以“自制戶外火鍋燃料”為情境，開展初中化學跨學科微項目式教學活動“燃料的變遷與合理使用”。通過“選擇燃料、調控燃燒、自制并使用燃料、展望未來燃料”四個核心任務，引導學生逐步學會綜合考慮安全性、污染性等因素合理選擇和使用燃料，形成一般的思路和方法。從化學視角探討火鍋燃料對環境的影響，樹立環保意識，增強科學態度與社會責任感。

關鍵詞： 中學化學； 跨學科實踐活動； 微項目式教學； 燃料

文章編號： 1005-6629（2025）01-0044-06

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1" 微項目主題內容分析

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）新增十個跨學科實踐活動，“自制戶外火鍋燃料”屬于“調查家用燃料的變遷與合理使用”活動，通過微項目式教學開展。依據“新課標”要求，該學習主題的大概念為“化學與可持續發展”，且該項目屬于“化學與能源”“化學與環境”領域的實踐活動，由此確定該項目的核心內容為：了解燃料的變遷歷程及原因，懂得合理選擇與使用燃料，知道燃料對環境的影響［1］，從而達到學科育人的目的，如圖1所示。

項目開展前，學生已學習了人教版九年級化學第七單元“燃燒及其利用”的相關知識，掌握了燃燒與滅火的原理，認識了常見燃料的開發與使用，因此該項目活動也是對第七單元知識的綜合運用。學生在生活中見識和接觸了多種燃料，如木炭、固體酒精等，但未能從化學視角思考“化學與能源”“化學與環境”的關系，且由于當下學生缺乏燃燒實踐的機會，造成對燃料的認識較為片面和理想化。

如何解決該問題呢？“新課標”倡導“做中學”“用中學”“創中學”，開展項目式學習活動。因此，該微項目以火鍋燃料為載體，通過推測不同時期的火鍋燃料，讓學生了解燃料的變遷歷程，思考變遷的原因。并以戶外吃火鍋為情境，通過實驗探究，學會綜合考慮安全性、污染性、使用場景等因素合理選擇燃料與調控燃燒。讓學生自制固體酒精吃火鍋，思考燃料對環境的影響，并展望未來燃料，從而樹立環保意識，培養科學態度與社會責任感。項目整體設計思路如圖2所示，聚焦火鍋燃料，了解燃料變遷的原因，為合理選擇燃料提供思考的角度。自制并使用固體酒精吃火鍋，學會調控燃燒，學會合理使用燃料。

2" 微項目教學目標

基于“新課標”要求與項目主題內容分析，確立如下教學目標：

（1） 通過推測不同時期的火鍋燃料，了解燃料的變遷歷程及原因，體會化學與生活的聯系。

（2） 通過實驗探究各燃料的優缺點，學會綜合考慮多因素合理選擇燃料與調控燃燒，發展科學探究與實踐的核心素養。

（3） 通過自制與使用固體酒精，知道應用元素觀評估火鍋燃料對環境的影響，辯證看待燃料的利與弊，樹立環保意識。

3" 微項目任務及教學流程

基于教學目標，本項目拆分為四個核心任務，包括選擇燃料、調控燃燒、自制并使用燃料以及展望未來燃料。項目設計注重在真情境中提出真問題，讓學習有支架。在活動中運用知識解決問題，讓知識有意義。在交流、展示、匯報的評價中發展素養，讓素養可視化。從而將任務、問題、活動、知識、評價、素養六個方面有邏輯地緊密融合，實現“教-學-評”一體化，具體項目學習流程如圖3所示。

4" 微項目實施過程及學生學習成果

4.1" 魔術引入，創設情境

［演示］“掌中火”魔術（點燃手中的丁烷泡泡）。

［提問］結合所學知識，這其中的奧秘是什么？

［學生］空氣中有氧氣，手中泡泡有可燃性氣體，因此點燃即可在手中燃燒。

［引入］正是因為懂得了生火的原理，人類才開始吃上了熱騰騰的食物，比如我國傳統美食——火鍋，下有火，上有鍋，簡稱火鍋。今天我們聚焦火鍋的火，學習燃料的變遷與合理使用，自制戶外火鍋燃料。

設計意圖：通過“掌中火”小實驗，激發學習興趣。結合當前冬季的熱門美食——火鍋，自制戶外火鍋燃料吃火鍋，讓學生體會到化學來源于生活，又應用于生活。

4.2" 任務1：以史為鑒，選擇燃料

［提問］同學們在吃火鍋時，使用了哪些燃料呢？

［學生］燃氣瓶、電磁爐、木炭、固體酒精等。

［過渡］早在四千多年前新石器時代就出現了火鍋的雛形，請在學案上連一連，推測不同時期的火鍋燃料，并思考燃料的變遷與哪些因素有關呢？

［學生活動］完成學案中的“連一連”，分享展示（見圖4）。

［總結］燃料的變遷與科技發展、社會進步、使用更方便、更安全、對環境的影響等因素有關。正是在眾多因素的推動下，不斷地演變出了越來越多的燃料。

設計意圖：學生通過觀察爐具變化并結合時代特征等，推測不同時期的火鍋所使用的燃料，感受燃料變遷歷程，引發學生思考燃料變遷的原因，體會燃料變遷與社會發展的聯系。

4.3" 任務2：科學探究，調控燃燒

［問題1］在戶外聚餐吃火鍋，選擇哪一種燃料更合適呢？

［學生］木柴，取材方便；木炭，燃燒時間長；固體酒精，方便攜帶。

［過渡］究竟哪一種燃燒更合適？需要通過實驗比較各種燃料的優缺點。

［實驗］

實驗方案：比較等質量木柴、木炭、固體酒精三種燃料點燃難易程度、燃燒持續性、燃燒產物。

實驗步驟：（1）逐一點燃各燃料，觀察現象；（2）熄滅火焰；（3）填寫表格，記錄現象。

注意事項：（1）實驗過程中戴上護目鏡，注意安全；（2）注意衣物、頭發、書本等易燃物品，切勿靠近火源。

［小組實驗，分享展示］見圖5。

［小結］綜合表格分析，我們小組認為選擇固體酒精作為戶外燃料較好。

設計意圖：通過為戶外吃火鍋選擇燃料，讓學生知道綜合考慮安全性、污染性、使用場景等因素合理選擇燃料。并在點燃燃料等實際操作過程中，體會燃燒各有優缺點。

［過渡］那么在戶外吃火鍋，會遇到什么樣的問題呢？

"［播放視頻］在戶外點燃固體酒精吃火鍋。

［學生］有風，火焰不穩定，造成燃料浪費。

［問題2］如何讓火焰更穩定，提高燃料的利用率？

［學生活動］在學案上畫一畫，設計防風措施。

［分享展示］方案1：用防火材料將火焰圍住；方案2：用網罩罩住火焰，讓空氣流入（如圖6所示）。

［小結］經討論，一致認為方案2更佳。方案1將火圍住的同時隔絕了空氣，將導致火焰熄滅，而網罩可通入空氣，可防止火焰熄滅，且可改變進入空氣的量，調控燃燒的劇烈程度。

設計意圖：通過考慮戶外真實情境下風的影響，設計防風措施，探討生活中調控燃燒的方法，有意識提高燃料利用率，節約資源。

4.4" 任務3：自制固體酒精并使用燃料

［實驗方法］常溫下酒精為液態，易揮發，不易攜帶，可加入固化劑醋酸鈣使其凝固。

［學生實驗］小組合作制作固體酒精燃料，如圖7所示。

［過渡］接下來利用自制的固體酒精吃火鍋！

［提問］觀察燃燒爐有什么特點？

［學生］（1）有防風措施。（2）周圍有孔，使空氣進入，防止火焰熄滅。（3）有開關閥門，關閉即可熄滅火焰。

［小組合作］將自制固體酒精放入燃燒爐中，點燃燃料加熱食物，沸騰后吃火鍋。

［提醒］注意事項：（1）注意衣物、頭發、書本等易燃物品，切勿靠近火源。（2）若固體酒精不慎灑出引起爐外著火，立即用濕抹布蓋滅。（3）結束后關閉閥門，熄滅火焰。

［小組自評］在使用固體酒精吃火鍋的過程中，結合評價量表（表2）對本組制作的成果進行評價。

設計意圖：通過自制固體酒精燃料，并使用自制固體酒精吃火鍋，感受化學在社會發展與變遷中的價值。完整體驗固體酒精燃料制作與使用的全過程，激發學生興趣，體會化學與生活的聯系。通過評價量表規范評價學生的實驗操作，量化成果評價。

4.5" 任務4：展望未來

［提問］在使用固體酒精過程中，你認為固體酒精有哪些優缺點？

［學生］優點：容易點燃、方便攜帶；缺點：燃燒會產生二氧化碳。

［展示］據2022中國火鍋大數據報告顯示，全國火鍋店有42.6萬家；火鍋市場總收入為5218億元；全國吃火鍋次數高達70億次。

［提問］隨著火鍋越來越受到人們的喜愛，其燃料對環境的影響也不容小視。如何減少火鍋燃料燃燒產生的CO2呢？

［學生］使用氫能或電能，不會產生CO2。

［追問］氫能和電能真的完全沒有排放CO2嗎？請閱讀資料卡片（圖8），完善你的建議。

［學生］建議1：使用綠色氫氣，但生產成本較高；建議2：利用地理位置優勢，使用水力發電或風力發電等供給火鍋店，避免火力發電過程中產生CO2；建議3：收集產生的CO2，將其用于產生燃料，循環使用。

［總結］希望同學們不斷學習，找到或研發從源頭、生產過程、燃燒產物，都對環境無污染的新能源。能讓我們在開開心心吃火鍋的同時不擔心排放CO2問題。

設計意圖：通過火鍋大數據，引發學生思考，讓學生有意識地關心和關注身邊的燃料對環境的影響，辯證看待燃料的利與弊，培養科學態度與社會責任感。

4.6" 課堂小結，量表評價

［小結］本節課聚焦火鍋燃料，了解了燃料的變遷歷程及原因，學會綜合考慮安全性、污染性等多因素合理選擇燃料。并自制和使用固體酒精，學會調控燃燒，且從化學視角探討火鍋燃料對環境的影響，增強環保意識，合理使用燃料。

［學生活動］結合本節課的學習，填寫學生量表，自我評價，如圖9所示。

設計意圖：通過學生量表自我評價，診斷并量化本節課學生的學習情況。依據“新課標”對項目的內容要求、學業要求和學業質量標準設計評價要素，如表3所示。

4.7" 課后實踐

［課后任務］實地調查家附近1～2家火鍋店所使用的燃料，分析其優缺點。

［學生調查結果］見表4。

［總結］調查發現，目前火鍋店使用較多的能源是電能，其優點是比較安全、價格相較于天然氣便宜。缺點是目前我國主要是火力發電，火力發電過程中也會產生二氧化碳。

5" 項目教學亮點與不足

5.1" 教學亮點

5.1.1" 真情境真問題，讓學習有支架

了解燃料的變遷是本項目的核心內容之一。項目以火鍋燃料為載體，展示不同時期的火鍋所使用的爐具，讓學生推測其使用的燃料，并由此引發學生思考燃料變遷的原因。在沒有提前查閱資料的情況下，課堂上學生聯想到燃料的變遷與科技進步、便攜安全、對環境影響等因素有關，在分享展示的過程中不斷激發學生的思維火花。因此，創設適當的情境可以為學生搭建學習支架，引發學生思考，從而達成教學目標。

5.1.2" 化學課上吃火鍋，讓課堂有滋有味

烹飪離不開燃料，恰逢冬季，正是吃火鍋的季節。本項目讓學生自制固體酒精，直觀體會液態酒精的固化過程，感受化學的力量和價值！嘗試利用自制的固體酒精在化學課上吃火鍋，親眼看到自制的固體酒精將鍋中的丸子煮熟了，教室里彌漫著火鍋的香味，在學生心中留下一節“有味道”的化學課。我們常說“化學來源于生活，又應用于生活”。本節化學課拉近了化學與生活的距離，讓學生在充滿情趣的情境中學習化學，展現富有學科特色的課堂。

5.2" 教學不足與改進

本微項目聚焦火鍋的火，圍繞戶外吃火鍋的真情境，在點燃三種燃料的探究中選擇燃料，在設計防風措施的活動中學會調控燃燒。但由于場地的限制，未能真正到戶外搭建防風措施，在實踐中評價和優化方案，從而構建更加完整、系統的調控燃燒的方法。

在展望未來火鍋燃料的任務中，通過火鍋大數據，引發學生關注身邊的燃料對環境的影響，思考如何解決真切存在的問題：隨著火鍋越來越受到人們的喜愛，如何減少火鍋燃料燃燒產生的CO2？由于學生的知識儲備以及課上時間有限，僅通過閱讀資料卡片進行拓展，未能充分激發學生的思維。因此建議讓學生課前、課后自主查閱資料，了解不同地區是如何利用現有資源解決該問題、有哪些較為成熟、可借鑒的措施，讓學生結合當下地區特色提出可行的改進措施，進一步激發學生思考，增強他們的社會責任感，落實化學學科的教育價值。

參考文獻：

［1］房喻，王磊. 義務教育化學課程標準（2022年版）解讀［M］.北京： 高等教育出版社， 2022： 209.

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