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1、铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射的教学设计一、教学设计思路 根据普通高中化学课程标准（实验）第三部分内容标准，必修课程化学1主题2化学实验基础，内容标准1“体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法”、标准4“能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流”，以及主题3常见无机物及其应用，内容标准3“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铁、铝、镁等金属及其重要化合物的主要性质”等要求，关注初、高中化学知识的衔接，利用活动元教学原理，设计不同的活动，让学生主动积极地参与活动，并充分利用实验及多媒体课件等多种教学手段以达到教学目的。“铁丝在氧
2、气中燃烧”实验学生在初中已经做过，但是学生一般只知道实验表象并不知 “产生火星四射”的原因。本节课通过“产生火星四射现象原因”的过程探究,重点培养学生掌握实验科学探究的方法。在为学生揭示铁丝和镁条分别在氧气中燃烧时现象不同的科学道理同时，增强学生实验技能，锻炼学生从实验中发现问题，从实验中解决问题的能力。具体思路为：分组实验，提出问题，引起思考讨论与交流，初步悟出与铁丝在氧气中燃烧火星四射现象有关的因素学生设计提出实验探究的方法分组实验，探究讨论得出“铁丝在氧气中燃烧火星四射现象与自身含碳量有关”的初步结论结论运用结合实例，理论探究和分析总结“因碳的存在而产生气体，气体受热体积急剧膨胀，使铁丝
3、在氧气中燃烧过程中产生火星四射的现象”动画演示“碳的存在使铁丝在氧气中燃烧过程中产生火星四射的现象”的过程课堂小结。二、教 案三维目标：1知识与技能（1）使学生了解常见金属燃烧的现象，运用比较、归纳、分析等方法初步揭示化学现象的本质，并能做出合理的解释；（2）引导学生通过实验探究活动来学习化学，学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验，分析和解决与化学有关的实际问题；（3）重视化学与其他学科之间的联系，能综合运用物理等学科有关的知识、技能与方法分析和解决一些化学问题；（4）培养学生探究意识和提高探究能力。2过程与方法（1）通过对铁丝和镁条在氧气中燃烧现象的实验探究过程，让学生进一步理解科学
4、探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力；（2）培养学生的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。3情感态度价值观（1）培养学生发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐；（2）培养学生树立辩证唯物主义的世界观，养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。教学重点：铁丝在氧气中燃烧的现象与铁丝含碳量的关系及成因。教学难点：科学探究能力的培养。教具准备：教师：多媒体、实物展台、话筒、电脑。学生分组：弯成螺旋状的普通细铁丝（1条/组）、细钢丝（1束/组）、镁
5、条（1片/组）、小木炭片（2片/组）、小木条（4根/组）、长镊子（1把/组）、收集满氧气的集气瓶（4瓶/组）、酒精灯（1盏/组）、小烧杯（1个/组）、火柴（1盒/组）、砂纸（1张/组）、放废物的塑料杯（1个/组）、湿抹布（1块/组）。教学过程：教师活动学生活动设计意图同学们：在化学学习过程中，我们知道有很多物质都可以在空气或氧气中燃烧，那么请你举出哪些常见的金属可以在氧气中燃烧呢？讨论回答：铁、镁、铝等。切入金属燃烧的主题。同学们回答得非常好！今天，我们就来专题探究一下铁丝和镁条分别在氧气中燃烧时会发生什么现象，以及产生该现象的原因。请同学们利用现有的仪器和药品做好以下两个实验，观察并做好实验
6、现象的记录总结工作。【动画展示】实验细节。首先，我们做普通细铁丝在氧气中燃烧的实验。具体实验步骤请对照动画来做。请注意记录实验现象。注意：1.一定要用镊子夹紧铁丝；2.等小木条几乎完全烧尽时，迅速将螺旋状铁丝由集气瓶口向下慢慢深入；3.要尽可能将铁丝放在集气瓶中央，不要与集气瓶瓶壁接触。学生实验探究活动一：1铁丝在氧气中燃烧实验步骤：取一段螺旋状的普通细铁丝铁丝，将小半根火柴棒塞入铁丝中并固定（火柴秆长度1cm,不要超长，避免火柴杆燃烧消耗太多氧气）；用镊子将铁丝夹住，然后将整个铁丝放在酒精灯上点燃，等木条完全烧尽时将铁丝由集气瓶口向下慢慢深入。观察讨论回答实验现象。实验切入，发现问题，提出问
7、题，进入主题。下面，我们一起来做一下镁条在氧气中燃烧的实验。先让我们通过一段动画了解实验时应该如何做，并要注意哪些细节。【动画展示】实验细节。请同学们要特别注意镁条燃烧时在“火星四射”现象方面有何不同。学生实验探究活动一：2镁条在氧气中燃烧实验步骤：取一小段经打磨过的镁条，用镊子将镁条夹住，然后将镁条放在酒精灯上点燃，待镁条燃烧后迅速放入氧气中。讨论并总结出实验现象。观察讨论回答实验现象。请同学们比较一下普通细铁丝、镁条分别在氧气中的燃烧现象。学生讨论与交流：普通细铁丝、镁条在氧气中燃烧现象的不同之处。设问：同样是点燃，同样是与氧气反应，普通细铁丝与镁条的燃烧现象却有如此大的差异？学生活动与探
8、究：同样是点燃，同样是与氧气反应，普通细铁丝与镁条的燃烧现象却有如此大的差异？学生猜想。通过对反应现象发生的内因和外因的分析，培养学生合作精神和理论推导能力。同学们回答得很好！下面，我们来具体了解一下普通细铁丝和镁条的化学组成成分。学生活动与探究：阅读学案材料，讨论总结铁丝和镁条在组成上有什么不同？并完成有关内容。研究燃烧对象（金属）的组成，为后面的探究实验方案的设计提出打下铺垫。现在，我们知道了铁丝中除铁外，所含的杂质主要为碳。那么我们如何通过实验来探究铁丝在氧气中燃烧发生火星四射现象与碳的存在有无关系？学生活动与探究：如何通过实验来探究铁丝在氧气中燃烧发生火星四射现象与碳的存在有无关系？紧
9、扣学生的设计思路，及时用实验进行探究验证，层层推进，充分发挥学生的主观能动性。使探究过程自然有序，得到的结果也就顺理成章，符合学生探究知识的认知规律。好！下面我们就来做一下实验，观察一下木炭燃烧有无火星四射现象。【动画展示】实验细节。探究实验二1.木炭在氧气中燃烧实验步骤：用镊子取一小块木炭片（半个小指甲盖大）放在酒精灯外焰上加热至红热时，迅速将红热的木炭由集气瓶口向下慢慢深入。观察讨论回答实验现象。现在，我们知道了木炭在氧气中的燃烧会产生火星四射现象。同学们，你们认为铁丝在氧气中燃烧发生火星四射现象与碳的存在有无关系？学生活动与探究：铁丝在氧气中燃烧发生火星四射现象与碳的存在有无关系？下面，
10、我们取与普通细铁丝含碳量不同的钢丝在氧气中燃烧的实验。【动画展示】实验细节。注意观察比较钢丝与普通细铁丝燃烧时发生火星四射现象的剧烈程度。探究实验二2.钢丝在氧气中燃烧实验步骤：采用将小半根火柴棒塞入较多量钢丝疏松缠绕在一起的铁丝中并固定，然后用镊子将铁丝夹住将整个铁丝放在酒精灯上点燃，等木条几乎燃烧完后，迅速将燃烧的铁丝由集气瓶口向下慢慢深入。观察比较钢丝与普通细铁丝燃烧时发生火星四射现象的剧烈程度。通过钢丝与铁丝在氧气中燃烧时火星四射现象的比较，同学们能够找出铁丝中含碳量与燃烧时火星四射现象的关系吗？学生讨论得出结论：含碳量越多，产生火星四射的现象就剧烈。通过学生亲自动手做实验探究和验证，
11、排除了学生心中的疑虑，锻炼了思维，提高了解决问题的能力。设问：同学们，我们已经找到铁丝燃烧时能否产生火星四射的原因与含碳量的高低有关。那么，为何碳的存在会使铁丝在氧气中燃烧产生火星四射的现象？学生活动与探究：为何碳的存在会使铁丝在氧气中燃烧产生火星四射的现象？可能的原因是什么？过渡。引导学生理论探究现象产生的深层原因。同学们回答的很好，很有见解。现在让我们先一起了解一下手榴弹爆炸时弹片向四周飞射的基本原理。【动画展示】手榴弹弹片向四周飞射是因为内部填装的火药发生化学反应生成了大量气体，气体受热体积迅速膨胀产生巨大压强，推动外包的弹片向四周飞射，从而发挥杀伤力。观看动画，聆听讲解。利用学生比较熟
12、悉的实例，通过多媒体动画等手段，打开学生思维，揭开现象产生的原因。那么，铁丝在氧气中燃烧时，是什么动力将火星向四周推射出去呢？我们从铁丝的组成元素燃烧时可能发生的反应入手，探究分析。【动画展示】揭示现象产生的原因。学生活动与探究：1.铁丝在氧气中燃烧时，铁和碳分别发生哪些化学反应？C+O2=CO2 3Fe+4O2= Fe3O42C+ Fe3O4 高温 3Fe+ 2CO22根据碳发生的反应讨论，铁丝燃烧时是什么动力将火星向四周推射出去，从而产生火星四射现象？在点燃的铁丝上，在氧气能够到达的浅表面发生碳与氧气直接生成二氧化碳气体的反应，稍深一点的由于表面熔融物的流动性，碳与新生成铁的氧化物反应生成
13、二氧化碳气体，气体受热体积迅速膨胀产生压强，其压强能推开其包围物，推动周围的熔化物向四周飞溅，于是我们便看到火星四射现象。下面，请同学们思考并回答下面这个问题：为什么铁丝中含碳量越多，在氧气中燃烧时产生火星四射的现象就剧烈。学生活动与探究：为什么铁丝中含碳量越多，在氧气中燃烧时产生火星四射的现象就剧烈。将探究的理论结果应用于实际，让学生体验求知带来的成就感那么，为什么镁条在氧气中没有产生火星四射现象？学生讨论回答：为什么镁条在氧气中没有产生火星四射现象？将探究的理论结果再次应用于实际，强化学生体验探究的成就感。在炼钢过程中，操作工人根据生产经验，通过观察盛钢水的炉口喷出的火花的密集程度，判断钢水中碳元素的高低，确定冶炼终点，完成一炉钢水的冶炼操作。同学们，你们知道上述图片中哪一炉钢水的含碳量低一些吗？学生活动与探究：在炼钢过程中，操作工人根据生产经验，通过观察盛钢水的炉口喷出的火花的密集程度，判断钢水中碳元素的高低，确定冶炼终点，完成一炉钢水的冶炼操作。同学们，你们知道上述图片中哪一炉钢水的含碳量低一些吗？将探究结果应用于生产实际，进一步强化学生体验探究带来的成就感和快乐。课堂小结同学们，经过本节课的学习，请您谈谈有哪些收获和启发？
