教案：燈火實驗探秘與求證

《“燈火實驗”的探秘和求證》課例及教學反思基本信息姓名張文勝-化學教師孫欣-生物教師中國人民大學附屬中學學科科學（化學、生物）聯(lián)系電話及郵箱1364124252zhangws@rdfz.c年級早培六年級教材信息自編講義學習領域超長學生早期培養(yǎng)科學課程范疇課時教學設計2課時課題“燈火實驗”探秘與求證課型新授課1.教學內(nèi)容分析（1）基于實際問題作出有依據(jù)的猜想與假設、設計實驗驗證并通過反思和質(zhì)疑，提出新的問題繼續(xù)探究，實踐體驗科學探究過程。（2）通過對具體問題分析探究，運用并發(fā)展了動植物的呼吸過程的物質(zhì)轉化，燃燒與氧氣的關系，二氧化碳的性質(zhì)與檢驗，氣體收集方法等相關化學和生物知識技能。2.學習者分析（1）知識水平背景分析：六年級學生屬于小學生，在小學科學課程標準中，有認識空氣這一主題，要求學生能認識到空氣的客觀存在，知道空氣是由混合氣體組成。燃燒是學生生活中的常見現(xiàn)象，對燃燒的化學過程小學生是比較模糊的。氧氣是學生可能最能知道的的空氣成分之一，動物的呼吸需要氧氣，但植物呼吸與氧氣的關系學生比較模糊，另外，對于氧氣與燃燒的關系也是說不清楚的。本節(jié)課基于以上學生的認知背景，以一個實際問題的作為學習線索和任務驅動，通過一系列的分析探究，在解決問題的過程中，發(fā)展學生的相關認知水平，并引導學生從物質(zhì)性質(zhì)的角度來分析變化的原因，利用物質(zhì)的性質(zhì)來解釋現(xiàn)象這一化學思維過程的形成。（2）科學探究背景水平分析：小學科學課程標準中，對科學探究的目標、能力要求和科學態(tài)度都有明確的說明和水平要求，通過小學科學課，學生具備了最初始的認識和意識，知道實驗是獲取知識和驗證科學問題的重要途徑，基本了解科學探究的主要環(huán)節(jié)。本節(jié)課是在小學基礎上繼續(xù)發(fā)展學生科學探究素養(yǎng)，在提出猜想、驗證猜想著重訓練，培養(yǎng)學生實證意識，特別強調(diào)實際問題與科學知識的關聯(lián)，并提倡質(zhì)疑精神，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。（3）早培班學生特點分析：早培班學生具有思維活躍，好奇心強，知識面較廣的特點，但思維易于跳躍，深度分析和系統(tǒng)思維是重要發(fā)展方向?；诖耍竟?jié)課特別重視探究的完性和思維深度，提出了一些對于該年齡段學生有挑戰(zhàn)的問題和任務驅動。3.學習目標分析（1）通過對人進入地窖死亡事件原因分析、實驗驗證、對“燈火實驗”化學原理的揭示和可靠性求證等一系列學習活動，培養(yǎng)同學們?nèi)绾位谇榫程岢鎏骄繂栴}、做出有依據(jù)猜想、設計實驗證明猜想，并有基于反思提出新的問題，繼續(xù)探究性問題的完整科學研究的過程。（2）通過對實際問題分析和實驗探究，運用并發(fā)展了學生如下科學認知水平。①呼吸作用與蠟燭燃燒過程有類似的物質(zhì)轉化過程，都有氧氣的消耗和二氧化碳的產(chǎn)生。②氧氣能支持燃燒，當空氣中氧氣濃度降低到一定程度時就不能再支持燃燒。二氧化碳不支持燃燒。③人在氧氣濃度低和二氧化碳濃度高時都會有生命危險。④可以利用物質(zhì)的性質(zhì)來進行物質(zhì)存在的檢驗。⑤混合物中的各組分的含量會影響混合物的性質(zhì)。（3）通過對一個實際問題的分析和實驗探究的過程，培養(yǎng)學生靈活運用知識分析解決問題的能力和實驗驗證的實踐能力。.學習重難點重點：基于實際問題提出猜想、設計實驗驗證猜想的過程。難點：對“燈火實驗”可靠性分析和驗證.學習評價設計科學知識水平評價，科學探究水平評價，科學態(tài)度水平評價.6.學習活動設計教師活動|學生活動國節(jié)二：情境引入3出問題：做出猜想寫假設教師活動1教師活動1.講故事、引問題。故事要從老北京人冬儲大白菜開始，那冬暖夏涼，溫度、濕度適宜的地窖竟成了“奪命之窖”，為什么人進入地窖有生命危險呢？.組織學生討論活動1內(nèi)容：討論：導致人進入窖死亡的原因可能有哪些？請?zhí)岢瞿愕牟孪牒图僭O，并說明的你的猜想依據(jù)。.聚焦最主流猜想，引出實驗驗證環(huán)教師活動1.講故事、引問題。故事要從老北京人冬儲大白菜開始，那冬暖夏涼，溫度、濕度適宜的地窖竟成了“奪命之窖”，為什么人進入地窖有生命危險呢？.組織學生討論活動1內(nèi)容：討論：導致人進入窖死亡的原因可能有哪些？請?zhí)岢瞿愕牟孪牒图僭O，并說明的你的猜想依據(jù)。.聚焦最主流猜想，引出實驗驗證環(huán)教師活動1.教師活動1.講故事、引問題。故事要從老北京人冬儲大白菜開始，那冬暖夏涼，溫度、濕度適宜的地窖竟成了“奪命之窖”，為什么人進入地窖有生命危險呢？.組織學生討論活動1內(nèi)容：討論：導致人進入窖死亡的原因可能有哪些？請?zhí)岢瞿愕牟孪牒图僭O，并說明的你的猜想依據(jù)。.聚焦最主流猜想，引出實驗驗證環(huán)學生活動1：.看圖聽故事。（這些事有些老了，離現(xiàn)在的生活也有些遠了，咱還真不知道，好像書里講過。）.做出猜想與假設，發(fā)言、交流.聯(lián)系地窖用途和小學生物知識，基本認同：窖藏植物的呼吸作用使地窖內(nèi)氧氣濃度降低，二氧化碳濃度增大是導致人死亡的常見原因。識水平和推理水平。識水平和推理水平。力，依據(jù)實際情況分析問題的能力。）生物知識，分析解決問題的能力），取決于學生生活經(jīng)歷和閱讀經(jīng)歷。活動意圖說明：.從大白菜與老北京人的生活說起，逐漸聚焦問題，避免突兀。.圖片與新聞報道，感受情境真實。3.推理依據(jù)的回答，能反映出學生的知（1）考慮地窖的用途（反映獲取信息能（2）植物呼吸作用原理利用（考查應用4.預計障礙點：學生對問題猜想的角度預期回答：缺氧、窒息、有毒氣等

生猜想并不等于沒有依據(jù)的瞎猜。環(huán)節(jié)二：設計實驗，驗證猜想學生活動21學生活動21.在老師的指導和同學們發(fā)言中逐步知道要怎樣去做實驗。.小組合作動手做實驗。.及時做記錄實驗.積極匯報小組實驗結果.理解原理，得出初步結論.設計思路交流①怎樣模擬地窖環(huán)境？②密封蔬菜時間多久？長還是短？③如何證明密封罐內(nèi)氣體成分變化.為學生提供實驗儀器、藥品、用品，提前幾天準備好密封蔬菜罐。實驗具體指導和注意事項提醒。（生物老師出為）.實驗過程中巡視指導（兩位老師共同組織）.組織實驗后的匯報交流（生物老師）5.最后總結點評分析，做出結r/lz當?shù)?[[而、活動意圖說明：.通過實驗驗證環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生科學探究中的實證意識。.通過密封罐來模擬菜窖，培養(yǎng)學生的建模思想。.通過對比實驗的設計，培養(yǎng)學生的對比思想。.通過實驗活動，培養(yǎng)學生的合作與動手能力。第一節(jié)課結束，課間休息10分鐘學生活動3思考、討論、交流學生活動3思考、討論、交流.提出新問題：為防止人進入地窖發(fā)生危險，你能想出哪些有效的辦法和措施？你的措施主要針對解決什么問題。.“燈火實驗”視頻播放.其他角度的安全說明活動意圖說明：.抓住機會，對學生進行安全教育、生命教育。.多角度采取安全措施，與活動1找安全隱患相對應，解決相應問題。3.燈火實驗真正出場，自然過渡到質(zhì)疑環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)四：“燈火實驗”可靠性探究教師活動4環(huán)節(jié)四：“燈火實驗”可靠性探究教師活動41.啟發(fā)學生從定量角度思考實驗原理，引導學生分析數(shù)據(jù)，找到問題的關學生活動41.重新思考“燈火實驗”的目的和原理，找到問題差異所在。鍵。從而提出對“燈火實驗”能否確保安全的質(zhì)疑。.組織學生討論，設計驗證實驗方案。.組織學生進行實驗探究活動。.思考如何設計實驗，探究這個問題.小組合作，解決如何收集一定體積分數(shù)的二氧化碳氣體。.進行“燈火實驗”的驗證9活動意圖說明：.從定性判斷到定量分析是思維水平飛躍。而現(xiàn)實的科學問題幾乎都與定量密切相關。通過次活動培養(yǎng)學生的定量意識，在老師的啟發(fā)引導下，能從定量的角度分析和理解問題，解決一些簡單的定量問題。.有理由、有依據(jù)的提出質(zhì)疑是重要的科學素養(yǎng)，人類科學就是在不斷被質(zhì)疑被推翻，被修正、完善中發(fā)展進步的。通過此活動培養(yǎng)學生的質(zhì)疑和批判精神和意識。.通過教師演示排水集氣法，收集一滿瓶的二氧化碳氣體，啟發(fā)學生想到如何收集含二氧化碳6%的一瓶氣體，培養(yǎng)學生的遷移能力。.此活動對6年級的學生來說，挑戰(zhàn)性性確實非常大，教師一定是給組資料，搭好臺階，啟發(fā)得當才能比較好突破這個難點。環(huán)節(jié)五：課堂小結教師活動5組織學生回頭梳理這兩節(jié)課的過程，梳理科學探究的整個過程和必要的環(huán)車通過點評學生的探究經(jīng)歷，分析說明科學探究的要點和要求。學生活動5回憶本次完整探究的整個過程。體會科學探究的各個環(huán)節(jié)。體驗科學探究的真正目的和基本方法?；顒右鈭D說明幫助學生對科學探究的過程形成全貌認識。體會每個探究環(huán)節(jié)的特點和作用。同時對一些化學和生物學的核心知識進一步理解和落實。7.板書設計第四課：“燈火實驗”探秘與求證提出問題:人進入地窖為什么有死亡危險？做出猜想:危險原因猜想依據(jù)1①毒氣中毒菜腐爛等產(chǎn)生有害氣體②缺氧窒息植物呼吸消耗氧氣③動物咬傷兇狠動物進入④倒塌被埋年久失修塌方

位驗驗證猜想②位驗驗證猜想②位驗驗證猜想②位驗驗證猜想②位驗驗證猜想②（1）實驗方案設計實驗目的位驗驗證猜想②（1）實驗方案設計實驗目的①證明氧氣濃度降低證明二氧化碳濃度增大、，（2）實驗過程記錄:操作一現(xiàn)象一結論實*結論|：窖藏植物的呼吸作用導致地窖內(nèi)氧氣濃度降低和二氧化碳濃度增大是人進入地窖死亡的原因之一解必措施：①通風供氧氣②攜帶氧氣③“燈火實驗”驗證等質(zhì)疑與求證.作業(yè)與拓展學習設計如何用實驗證明燃燒需要氧氣？.教學反思.本節(jié)課是基于真實問題背景下的探究性學習。課程素材和問題設計源于生活，問題是真實的。教學過程的設計層層遞進，思路嚴謹，引導學生自主探究學習，促進學生探究能力的提升。.跨學科融合。解決真實的問題時，常涉及多學科知識進行綜合分析判斷。本節(jié)課與生物學科自然結合，提升學生跨學科分析問題的能力。.突出學科育人。在整個教學中，注意引導學生了解歷史，關注生活，傳承文化與記憶注重安全教育，培養(yǎng)安全意識，通過思考設計預防措施，并對安全措施進行嚴謹?shù)恼撟C4.體現(xiàn)科學探究和科學思維。在教學過程中將科學探究和真實問題解決相融合，通過真實問題驅動學生開展探究，探究結果又用于解決真實問題；學生有充分的思考和實踐機會，教師通過板書外顯了科學探究的思路與要素.突