化学概念是运用比较、综合、分析、归纳、类比等方法，将化学现象、化学事实抽象出来的理性知识，是已经剥离现象的一种更高级的思维形态，反映着化学现象及事实的本质，是化学学科知识体系的基础
［1］。深度学习注重知识理解与批判、联系与建构、迁移与应用；而实验是化学教学的灵魂，从直观的实验现象进入抽象的概念逻辑，恰好能引导学生从表层深入到本质去理解化学概念
［2］。《义务教育化学课程标准（2022年版）》明确提出，引导学生“做中学”“用中学”“创中学”，促进学生核心素养的发展
［3］。抽象概念的学习离不开具体材料的支持，为此，笔者以实验为核心进行“燃烧和灭火”的教学设计，引导学生建构核心概念，教学反馈较好。
1 教材和学情分析
本节课选自人教版化学九年级上册第7单元课题1“燃烧和灭火”第一课时
［4］，属于一级主题中的主题五“化学与社会发展”的教学内容。学生对于本节课有一定的认知基础，知道生活中哪些物质可以燃烧，也学习过木炭、铁、硫在氧气中燃烧等实验，具有一定的认知基础。但也要看到，学生虽然能从微观角度理解反应的本质，但还是无法从化学反应角度认识燃烧原理。
2 教学目标及重难点
（1） 教学目标。 通过实验探究认识燃烧的条件；理解燃烧与灭火的原理及其在生活中的应用；初步体会调控化学反应的重要意义。
（2） 教学重难点。 教学重点：燃烧条件与灭火原理。教学难点：能运用控制变量思想设计燃烧条件探究方案，学会利用实验建构核心概念。
3 教学流程
本节课以识火有“法”、生火有“术”、灭火有“方”、防火得“当”创设情境线、知识线、实验线、评价线，并融合多媒体技术的应用，达到素养培养的目标，教学流程如
图1所示。
4 教学过程
4.1 环节一：识火有“法”
（1） 总结燃烧定义。
【视频导入】请从化学角度观看森林着火视频，并提出疑问。
【技术应用】用电子白板展示森林着火视频：夏天，一男子在森林中吸烟，随手丢弃未熄灭的烟头，随即引燃了落于地面的枯树叶和枯树枝，情急之下，他企图用扇子扇灭燃着的火焰，结果越扇越旺，引燃了整片森林。
【学生疑问】一根小小的烟头为什么可以引燃整片森林？火为什么越扇越旺？怎么给森林灭火？
师：我们带着以上问题来探究燃烧的奥秘。首先，请回忆之前学过的燃烧反应，并总结燃烧反应的共同特点。
【学生活动】学生回答白磷、硫、铁在氧气中燃烧的现象，总结出燃烧的共同特点：①需要氧气；②发光发热。
师：能不能通过之前学过的燃烧反应的现象和结论总结燃烧的定义？
生：可燃物与氧气发生的一种发热发光的剧烈的氧化反应叫作燃烧。
【设计意图】贴近生活的趣味性视频导入，可以调动学生的探究热情，能为新课的顺利进行打下良好基础。由学生回忆之前学过的燃烧反应，提取燃烧的共同特点，从而总结出燃烧定义，可以有效提高学生的信息提取、分析交流、归纳总结的能力。从课堂反馈来看，学生通过信息提取、归纳总结能有效掌握燃烧特点，也为后续探究燃烧三要素作好了铺垫。
（2） 探究燃烧条件。
展示6种常见的物质：塑料瓶、粉笔、石头、木炭、小木条、纸杯，这6种物质中哪些可以燃烧？哪些不可以？
生：可以燃烧的物质有塑料瓶、木炭、小木条、纸杯；不可以燃烧的物质有粉笔、石头。
师：物质可以燃烧，说明物质具有可燃性，燃烧条件之一就是可燃物。纸杯是可燃物，可以燃烧。那放了水的纸杯，是否可以燃烧？
有的学生认为，可以燃烧；也有学生认为，不能燃烧。实践是检验真理的唯一标准，可以通过实验得出结论。学生分组合作完成实验。注意：酒精灯火焰要对准有水的部分加热。
【技术应用】倒计时2 min，控制课堂时间。
学生观察实验现象，发现纸杯有水的部分没有燃烧。
引导学生思考：纸杯可以燃烧，为什么盛了水的纸杯不能燃烧？
生：水吸收了热量，降低了温度。
师：我们把可燃物燃烧所需要的最低温度称之为着火点，着火点是物质本身的一种属性，与可燃物的种类、状态及大气压强等因素有关，一般情况下不能改变。温度达到可燃物的着火点，这是燃烧的第二个条件，燃烧还需要其他条件吗？
师：之前学过的燃烧反应是定性实验，知晓燃烧需要氧气，也可以用氧气传感器定量测量氧气浓度的变化。
【技术应用】用氧气传感器测量红磷燃烧过程中氧气浓度的变化（
图2）。
师：请描述燃烧过程中氧气浓度如何变化？
生：燃烧过程中氧气浓度降低，燃烧需要氧气。
【设计意图】介绍燃烧三要素，通过实验发展学生的实验技能和逻辑思维能力。数字化实验能够将实验数据转化为图像，帮助学生将曲线变化与实验现象建立起联系，促进学生提取信息、分析问题能力的提升
［5］。数字化实验具有可视化优点，可以帮助学生加深对概念的理解。从课堂反馈效果看，学生能够通过数字化实验直观感受到——在燃烧过程中，氧气浓度下降，从而得出燃烧需要氧气的结论。
（3） 改进实验。
生：A处白磷燃烧，B处红磷不燃烧，C处白磷不燃烧。
师：在3组实验中，根据控制变量法原则，哪两组是互为对照实验？
生：A和B成对照实验，验证燃烧需要达到着火点；A和C成对照实验，验证燃烧需要氧气。
师：教材实验有什么缺陷吗？
生：因为是敞开体系，白烟会造成空气污染。
师：那么，我们如何针对这一缺陷进行改进呢？请优化实验方案，并以小组为单位展开交流。
【技术应用】教师从手机端上传学生实验方案，借电子白板进行展示（
图4），请小组代表交流、评价。
【小组1】把分别装有白磷、红磷的圆底烧瓶倒扣在热水中，现象是白磷燃烧，而红磷不燃烧，见
图4-a。补充一点，最初的设计是用试管，但考虑到试管容积较小、氧气含量少，不利于燃烧，最后改成容积大的圆底烧瓶。
【小组2】把分别装有白磷、红磷的两支试管用带有气球的橡胶塞密封住，然后同时放入热水中，见
图4-b。两组不仅可以互为对照实验，还能防止燃烧导致压强变大造成安全隐患。
【小组3】把同质量的白磷和红磷放入Y形管的两端，将该管浸入80 ℃热水中，形成对比实验。
【学生评价】3个小组所设计的实验方案都将敞开体系改成密闭体系，避免了有毒物质泄漏，避免了环境污染。3组方案各具特色——小组1考虑到燃烧所需氧气的量；小组2考虑到燃烧可能发生的安全隐患；小组3巧妙运用新仪器，且装置简单，对照性强，很有新意。
【设计意图】改进教材实验，树立学生环保意识。考虑到白磷和五氧化二磷均有毒，不适合用于学生实验，故决定让学生运用控制变量法设计改进装置，发展学生的科学素养。在活动中，可组织学生思考讨论、合作探究，以培养学生的科学探究与创新意识。
4.2 环节二：生火有“术”
教师可根据燃烧条件设计魔术实验“掌中火”，并邀请学生配合表演。
【实验操作】向水槽中倒入适量清水并加入洗洁精，搅拌均匀；把丁烷气罐倒扣在水槽底部，水面会出现充满丁烷气体的气泡；将双手伸进水槽中，让其完全浸湿，再用浸湿的手从水槽中捧起大量的气泡；教师用打火枪点燃手中的气泡，就可以看到掌中的火。
学生描述现象，用手托起丁烷气泡，教师用打火枪点燃，瞬间剧烈燃烧，随即火慢慢熄灭，但不觉得烫手。
【学生解密】“掌中火”实验，是利用可燃物丁烷在空气中点燃并瞬间燃烧的趣味实验。其秘密在于：待丁烷烧完，没有可燃物，就无法继续燃烧；手上蘸有水，燃烧时水蒸发吸热，降低了手的温度，所以不会觉得烫。
【设计意图】“掌中火”实验设计的初衷是让学生巩固燃烧原理，通过直观、生动的实验现象，加深对燃烧原理的理解，同时也让学生体验到科学实验的魅力。在实验过程中学习相关的科学知识，提高观察能力、动手能力、解决问题的能力。
4.3 环节三：灭火有“方”
请尝试用不同的方法熄灭蜡烛，并说明原因。学生提出熄灭蜡烛的方法和原因（
表1）。
【技术应用】从手机端上传作答情况，并请学生介绍。
【小结】灭火只需要破坏燃烧三要素中的一个条件即可。
师：你能用今天学过的知识解决开始提出的问题吗？烟头为什么能引燃整片森林？火为什么越扇越旺？
生：满足燃烧三条件即能燃烧，火越扇越旺是因为空气流动增大了可燃物与氧气的接触面积。
【设计意图】引导学生把已学的知识与生活经验相结合，从实验入手，让学生在实践中探索、感悟，实现“在生活中学化学，在生活中用化学”的理念，培养学生解决实际问题的能力。同时，学生用今天所学的知识去解决开头提出的问题，能够检测其对知识的掌握情况。
4.4 环节四：防火得“当”
【科普实验】在培养皿中加入无水乙醇，然后点燃；调整两个玻璃半桶的位置，留出小的空隙，会出现火旋风（
图5）。请尝试解释“火龙旋风”形成的原理。
【学生解密】在燃烧过程中会产生热的气体，气流往上，外面的空气会被吸进桶内，气体开始在圆桶内旋转，桶中间直径小会导致旋转速度加快，就会产生“火龙旋风”。在“火龙旋风”中，气流的快速旋转有助于氧气和燃料的充分混合，从而加速了燃烧过程。
【教师拓展】如果在森林中，树木离得很近，就会出现类似缝隙，当火情发生时，如果空气的气流满足某些条件，此时的火苗就会形成一个垂直的漩涡，外形就跟普通的龙卷风相似。对于消防队员而言，这种现象会极大地增加救灾的危险程度。“火龙旋风”演示后要熄灭火焰，教师先用湿抹布移开两个玻璃半桶，再把湿抹布直接盖在蒸发皿上，就能让熊熊大火瞬间熄灭。引导学生思考：假如你现在是一名消防员，如何给其他人普及消防知识？比如生活中常见的油锅起火、电路着火等。
【技术应用】电子白板展示相关视频，随机挑人。
【小结】学生总结科普消防知识。
【布置课后任务】①生活中哪里有消防设施，哪里可能存在消防安全隐患；②采访消防人员；③制作一份安全用火的科普简报或一段视频。小组合作，选择其中一个任务并完成，下节课汇报展示。
【设计意图】在课堂教学中，抓住时机，对学生进行必要的安全教育，让学生明白，燃烧是双刃剑，在给人类带来光明和温暖的同时，也会给人类带来灾难，从而树立正确的安全观和生命观；让学生用已学的知识去解决实际问题，实现知识的内化。
5 教学反思
5.1 确保实验安全
知道“燃烧和灭火”的原理，才能消除谈“火”色变的恐惧心理，才能更好地利用火创造更美好的生活。比如“掌中火”实验，极大地调动了学生的学习兴趣，在揭秘过程中能够帮助学生深化对燃烧条件的认识。在实施此类实验时，必须高度重视安全规范，尤其是针对长发学生，教师需要明确要求其将手部远离头部，以防意外。此外，选择森林火灾中消防员冒着生命危险灭火的实例，充分体现出消防员的伟大和可敬之处，有助于学生深化对日常用火安全的认识，增强防火意识。
5.2 注重实验细节
纸杯可以燃烧，但盛了水的纸杯不可以燃烧，这一实验结果的差异给学生造成了认知冲突，引发学生深度思考。在价值导向方面，关注实验细节能鼓励学生保持对生活中化学现象的探究欲望，助其初步养成善于合作、勇于创新、乐于实践的科学品质
［3］。例如，数字化红磷燃烧实验直观地显示了燃烧过程中氧气含量的细节变化，便于学生加深对燃烧三要素的理解，从中体会科学素养中定量思维的重要性。另外，数字化自带的随机挑人回答功能，也增强了课堂的趣味性和参与感。
（3） 挖掘实验功能。
实验是化学的灵魂，从直观的实验现象进入抽象的概念逻辑，能引导学生深层次理解概念。“火龙卷风”既存在于真实的世界中，也可以在教室中演示出来，得益于对燃烧原理的巧妙利用，演示后用湿抹布就能使熊熊大火瞬间熄灭，给学生强烈的视觉震撼。不同的灭火方法，让学生知道了灭火原理；小小消防员环节，让更多的学生知道了如何预防火灾，培养了学生的社会责任感。
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