数字化实验在蜡烛燃烧探究教学中的应用.pdf
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1、化学教与学2022年第12期(下半月刊)化学教与学(http:/或http:/)化学教与学(http:/或http:/)一、教材分析蜡烛及其燃烧的探究是人教版九年级化学上册第一单元内容,是初三化学中学生接触的第一个探究实验,1旨在通过实验培养学生观察、分析、解决问题的能力。2 学生虽然学习了科学探究的一般过程,但对化学现象的认识仍停留在定性层面上,对数字化实验操作还不熟练,没有建立起宏观,微观,曲线之间的联系。二、教学目标1.教学目标(1)通过探测蜡烛火焰各层温度差异,提高观察、提出和解决问题的能力。(2)通过对蜡烛燃烧产生黑色物质的探究,提高创新实验的能力。(3)通过对密闭装置中蜡烛熄灭时氧
2、气含量的探究,得出蜡烛燃烧条件,提升深度思考、高阶思维的能力。(4)通过高低蜡烛实验,从化学视角关注身边的事物,感受到化学服务于生活,化学与生活密不可分。三、教学片段1.环节一:创设情景、引出问题PPT播放从先秦时期到现实生活蜡烛被广泛应用的图片。感悟化学与生活密切相关,提高学习兴趣。3教师 出示课本蜡烛火焰各层温度探究图(如图1所示),回忆实验现象和结论。学生 由小木棍两边烧焦,中间部分未烧焦,得出焰心温度最低,内焰温度次之外焰温度最高结论。设计意图:由课本传统实验,引出数字实验。教师 蜡烛火焰各层温度具体是多少?如何测定呢?学生 学生讨论:温度计。教师 PPT展示部分常用温度计量程:约-3
3、0 110 之间。介绍数字化仪器高温传感器(如图2所示)。师生 教师用高温传感器实测焰心、内焰、外焰的温度,学生采集、记录数据。教师 根据我们实测的数据有什么发现?学生 内焰温度略高于外焰,与课本结论不一致,有可能一次测量具有偶然性。教师 避免偶然性,多次测量。数据如表 1 所示。分析数据,有什么发现?学生 还是内焰温度略高于外焰温度。教师 提问:为什么内焰温度高于外焰温度?学生 可能外焰与空气接触,热量散失。教师 如何减少外焰与空气热传递?木炭还原氧化铜实验中给酒精灯加网罩的作用是什么?数字化实验在蜡烛燃烧探究教学中的应用*扈玉歌1刘继宏1杨慧2(1.合肥市第四十八中学安徽 合肥230000
4、;2.合肥工业大学附属中学安徽 合肥230000)摘要:课本蜡烛燃烧实验仅仅探究蜡烛的理、化性质,不能满足学生强烈的求知欲和探究欲。为培养学生的观察能力、创新思维,拓宽学生视野,激发学生的兴趣,将实验适当拓展,引入了数字化仪器探测蜡烛火焰各层温度差异;探究蜡烛燃烧产生的黑色物质;探究蜡烛燃烧需要的最低氧气浓度。关键词:蜡烛燃烧;数字技术;创新实验;实验应用文章编号:1008-0546(2022)12x-0042-04中图分类号:G632.41文献标识码:Bdoi:10.3969/j.issn.1008-0546.2022.12x.010外焰内焰焰心图1蜡烛火焰课堂教学研究 课堂教学研究*本文系
5、安徽省2020年度教育科学研究项目“核心素养视域下数字技术与初中化学教学浓度融合的案例研究”(JK20066)的阶段性研究成果。42化学教与学2022年第12期(下半月刊)化学教与学(http:/或http:/)化学教与学(http:/或http:/)学生 聚集火焰,提高温度。给蜡烛火焰加上网罩,减少空气热传递。师生共同设计出几种不同材质的网罩(如图3所示)。铁丝网铁皮网玻璃网图3不同材质的网罩教师 如何方便快速测出火焰周围的温度?学生 联想到每天测量体温的体温枪。教师 出示测温仪(量程:-50 550),引导学生改进实验:给蜡烛火焰加上不同的网罩,比较隔热效果。师生:给蜡烛加上不同网罩,在控
6、制变量的情况下,用测温仪测出火焰周围空气温度(如图 4 所示)。分析数据发现玻璃罩对减少空气热传递效果最好。改进实验:给蜡烛火焰罩上玻璃罩,用高温传感器测内焰和外焰的温度,读取数据:外焰的温度738,内焰的温度731。(如图5所示)最终得出:在减少空气热传递的情况下:蜡烛外焰温度最高,内焰次之,焰心温度最低,从而佐证了课本结论。教师 通过以上探究,启发我们给物质加热时应靠近火焰的什么部位?学生 给物质加热时应放在内焰和外焰交接处。设计意图:测得火焰各层温度与课本结论不一致,发现问题,解决问题,削弱定势思维的影响,促进学生科学探究与创新意识的养成。2.环节二:蜡烛燃烧产物探究教师 探究蜡烛燃烧产
7、物实验时,除了有水和二氧化碳生成外,还有什么现象?学生 烧杯内壁有黑色物质出现。教师 黑色物质是什么?学生 黑色物质可能是蜡烛不完全燃烧生成的炭黑。教师 如何设计实验证明黑色物质为炭黑?学生 把黑色物质收集起来点燃,再通入澄清石灰水看是否变浑浊,若变浑浊,证明有二氧化碳生成,可推出黑色物质为炭黑。教师 炭黑受热可以转化为二氧化碳,但用什么热源实现两者转化?学生 酒精灯、氢气、电加热。教师 分析各种热源使用条件和实验过程优缺点。如何检测产生的少量二氧化碳?学生 在密闭容器中实验,用传感器检测二氧化碳。图2高温传感器、数据采集器和电脑图4不同网罩对热辐射的阻隔效果图5用测温仪测出火焰周围空气温度时
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