资源简介

教学设计
一、基本信息
课程名称 再探蜡烛的燃烧
学科 化学 章节 第七单元 教材版本 人教版
课时 第1课时 课型 拓展课 年级 九
二、设计思想 以2022版化学课程标准为指引，聚焦核心素养培养与智慧课堂赋能。通过“蜡烛火焰形与色、高低蜡烛谁先灭、吹灭蜡烛何原理”的三个探究任务，引导学生建构“燃烧需氧气达到一定浓度”的观点，完善燃烧条件模型，促进燃烧观的深化。借助自编小程序、数字化实验培养学生证据推理与科学探究能力，联系生活作业强化社会责任感。智慧课堂方面，课前依托诊断性作业题的发布及作为报告精准分析学情，课中利用平板投票、AI智能体解答复杂的真实问题、自编“蜡烛识别”小程序判断实验成功，结合氧气浓度传感器等数字化实验手段实现定量分析，融合多模态的教学资源，基于“教学评一致性”促进学生深度学习。以我国自主建造的空间站里的蜡烛燃烧实验等素材激发文化自信意识，微重力下蜡烛火焰的蓝色球形问题及AI智能体，打破学科壁垒渗透跨学科思维，培养创新意识，构建技术与教学深度融合的化学学习生态。
三、学习者特征（学情分析） 本节课属于跨单元教学，学生在本节课学习之前，已经学习了空气成分、氧气性质、二氧化碳性质、燃烧条件、灭火原理等知识，并具备了实验观察、现象描述等基本技能，能解决一些关于蜡烛燃烧的简单的实际问题。他们对蜡烛熄灭、吹灭的原因有一定的认识，但缺乏对蜡烛熄灭的最主要原因（原理）的综合分析和深入的思考，学生具备了一定的观察和分析能力，但他们对地球上的燃烧现象熟视无睹，没有想过燃烧的火焰与地球重力有关，失去重力的燃烧会是怎么的，不能通过跨学科方式解决复杂的火焰问题。本节课引导学生运用已有知识解决蜡烛燃烧的3个真实问题，提升他们的综合分析能力和科学探究能力。
四、教学内容与任务 人教版九年级化学上册关于燃烧的知识散落在几个单元里，其中第一单元课题2中有“观察与描述蜡烛及其燃烧”，第二单元安排了红磷、硫粉、铁丝等物质在空气或氧气中的燃烧，第六单元有二氧化碳的灭火，第七单元课题1有关于燃烧条件和灭火原理的探究。本节课将上述知识综合在一节课里，教学任务是解决三个大问题：蜡烛火焰的形与色、高低蜡烛谁先灭及主要原因、吹灭蜡烛的主要原因，引导学生深入探究蜡烛的燃烧，进行深度学习，把物质燃烧需要氧气的观点提升到物质燃烧需要一定浓度的氧气，建构出在初中阶段比较有深度的燃烧观。
五、教学目标 通过探究蜡烛燃烧现象以及“燃烧需要氧气达到一定浓度”的进阶认知，整合多单元知识构建系统化的燃烧观。（化学观念） 在“验证火焰中有碳颗粒”“高低蜡烛熄灭主要原因”等探究中，运用对比实验、数字化数据（氧气浓度测量）进行证据推理，突破的固有思维，培养批判性思维与模型认知能力。（科学思维） 经历“猜想—设计—验证—结论”的完整探究流程（如设计变量控制实验、使用AI智能体解决超教材问题），提升实验设计及数字化工具应用能力。（科学探究与实践） 通过“热空气吹灭蜡烛”等反常识实验，树立“科学结论基于实证”的意识；结合航天实验（桂海潮教授空间站点燃蜡烛）与生活应用，激发探索兴趣，强化化学服务社会的责任感。（科学态度与责任） 利用多模态资源（DeepSeek自编APP、AI智能体、自拍实验视频、微课、实验精品课、文献、图像、数据），打破传统课堂边界，在跨学科情境中（重力与燃烧关联）培养创新思维与解决复杂问题的能力。
六、教学策略设计 情境驱动策略：以生活中蜡烛燃烧现象及空间站实验为情境，通过“火焰形与色”“高低蜡烛熄灭顺序”等问题链，激发认知冲突，驱动深度学习。 实验探究策略：控制变量设计对比实验（如高低蜡烛氧气浓度对比），引导学生分析CO 与O 浓度对燃烧的影响。 数字化实验：借助氧气传感器及图像量化表征高低两支蜡烛从燃烧到熄灭时氧气浓度的实时变化，突破定性观察局限，形成动态的氧气浓度变化观。 技术融合策略：AI协同教学，利用讯飞星火创建“桂海潮教授智能体”，通过数字分身实景对话解答空间站燃烧问题，增强科学性与趣味性。自编“蜡烛识别”APP赋能实验教学。 智慧工具：课前用智慧课堂分析作业数据精准定教，课中通过平板投票了解学生对3种观点的支持率，了解课中学情。利用全班作答评价各环节的教学效果，利用作业报告中正确与错误的学生名单进行差异化教学：做对的学生分析对错原因，做错的学生反思原有认识讲述现有认识，由不会到会，由错到对的认识过程可视化。利用选词填空、连线活动统计实验成功率。 跨学科整合策略：结合物理重力知识解析火焰形状及地球与空间站的现象差异，打破学科壁垒，进行跨学科学习，培养综合思维。 评价驱动策略：课前、课中、课尾三段式评价跟进，开课时分析课前诊断结果，课中发布环节学习效果检测题，理由讲述、实验设计与分析，课尾借助“通过……问题，认到到燃烧……”有句式进行学习效果评价，实现 “教学评一致性”，即时反馈学习效果。 反思性学习策略：反思性学习关键在于 “主动回溯” 与 “认知重构”。本节课在全班作答之后，先让做对的同学分析检测题，再让做错的学生讲一讲他当初如何错，现在如何认识。在实验前让学生猜想，实验后让猜想错误的同学结合做实验的过程反思之前的猜想为什么不成立。课堂小结时让学生结合本课的学习及之前对燃烧的认识进行反思，思考收获了什么。以上三个环节均围绕 “学习者自身认知” 展开，包含 “回顾—分析—修正/提升”的反思链条，实现从“学会知识”到“会学知识”。
七、信息资源与教学环境设计 （一）信息资源： 1.文本资源。人教版九年级化学教材中燃烧相关知识（如燃烧条件、氧气与二氧化碳性质），整合跨单元内容形成探究主题。 2.数字化资源。AI智能体——讯飞星火创建的“桂海潮教授数字分身”，用于解答空间站蜡烛燃烧形态等超教材问题，链接真实航天实验素材。选取了皖教云的微课视频“热空气也能吹灭蜡烛”、国家中小学智慧教育平台的实验精品课例“观蜡烛之火 察火焰奥秘”推送给学生课后选择使用，支持学生的个性学习。 3.微课资源和实验视频。课前制作的微课“蜡烛火焰为什么是水滴形”，课前自拍的“乙醇火焰中分别撒入碳粉、二氧化锰、碳酸钙粉末”等实验视频，辅助教学突破了时空限制。 4.数据图表。从发表的文献中提到了蜡烛火焰的光谱分析图、三种不同物质燃烧所需最低氧气浓度曲线图像，支持证据推理与模型建构。 5.生活资源。蜡烛燃烧现象、吹灭蜡烛等日常情境，布置“食盐能否使蜡烛火焰变亮”等生活化作业。 （二）教学环境： 1.智慧课堂环境。配备平板电脑、智慧课堂系统，实现课前学情诊断（作业报告）、课中实时投票，实验现象抓拍APP智能判别，实验后以选词填空、连线活动的形式统计学生实验成功率。 2.数字化实验环境。氧气传感器，支持定量测量与定性观察结合。 3.跨学科融合场景。结合物理重力知识解析燃烧现象，营造“化学+物理”协同探究氛围。
八、教学过程
教学 环节 起止时间 环节目标 教师活动 学生活动 媒体作用及分析
一、 课前诊断，明确目标 00:06 —— 01:40 实现 “关注学生的学习，实施全过程评价” 的教学评第一步，确定教学起点、难点和目标，利用数据分析精准了解学情，体现 “以学定教”，同时激起学生学习热情。 出示课前诊断题的正确率柱状图。 分析学生在上课前的优势与不足。 出示教学目标和任务。 查看诊断题正确率统计图，了解自身学习薄弱之处，明确本节课的学习目标。 作业报告： 解读课前发布诊断性作业报告，基于数据分析学情，精准确定教学难点和任务设计，落实了以学定教和学教一致，实现了循证教学。
二、 蜡烛火焰的形状与颜色 01:41 —— 15:23 培养学生认真观察的能力，提升观察的细致性和准确性。 让学生体验 AI 智能体解决跨学科难题的过程，拓展视野，实现人工智能赋能化学学习。 通过空间站蜡烛火焰形与色的猜想与验证，培养学生跨学科解决问题的能力。 在碳颗粒作用的过程中，培养学生的归纳总结能力和分析能力。 通过全班作答，评价教学效果。落实教学评一致性。 1.引导学生分组观察火焰后，结合物理中的重力和对流知识，解释火焰呈水滴状的原因。 2.针对火焰颜色上下不同的问题，出示蜡烛火焰光谱分析图，引导学生找规律，理解温度对火焰颜色的影响。 3.提出探究性问题：微重力的空间站中蜡烛燃烧的火焰形状和颜色会怎样？。 指导学生向 AI 智能体桂海潮教授提问获取答案进行验证。 4.对于“碳颗粒使火焰明亮” 的问题，播放视频 “向乙醇火焰分别撒碳粉，二氧化锰，碳酸钙，火焰变明亮”。引导学生对三个实验从固体颗粒的物理性质和化学性质进行归纳总结。 5.结合北京冬奥会火炬中氢气火焰如何变明亮的真实问题，利用智慧课堂发布检测题，评价学生此环节的学习效果。 1.分组观察火焰的形状与颜色，汇报发现并提出问题。 2.观察蜡烛火焰光谱分析图，找出规律，理解温度对火焰颜色的影响。 3.进行猜想、画图并讲述理由，随后向 AI 智能体桂海潮教授提问以验证猜想。 4.观察实验视频，思考固体颗粒对火焰的影响； 质疑思考， 总结得出火焰颜色受温度和固体颗粒的影响。 5. 参与智慧课堂发布的检测题，完成对本环节学习效果的检测。 AI 智能体（桂海潮教授）：帮助学生解决 “微重力下蜡烛燃烧的火焰形状和颜色” 这一跨学科难题，突破传统教学的局限，让学生体验人工智能的应用，拓展知识视野，实现跨学科知识的融合。 视频：直观展示，弥补课堂实验中部分现象不易观察的不足，帮助学生更清晰地理解相关原理。 智慧课堂发布检测题，及时评价学生的学习效果，实现教学反馈的即时性和针对性。
三、 高低蜡烛谁先灭 15:24 __ 37:20 培养学生科学探究能力和变量控制意识，通过定性与定量分析结合，提升证据推理能力，构建有深度的燃烧观。 1.高低蜡烛点燃后用烧杯罩住，哪个先灭？ 出示课前诊断题学生的猜想。引导学生做实验验证猜想。 2.选一位课前猜想错误的学生讲述一下反思猜想错误的原因及实验的收获。 3.针对高蜡烛先灭的最主要的原因是什么的问题，发布课堂互动投票任务。 4.讲述集气瓶中氧气和二氧化碳的收集方法，引导学生讨论设计对比实验方案。组织学生进行实验并用教师自编APP判断实验是否成功。 5.启发学生计算 2 号瓶中氧气的浓度，用自制教具和数字化实验测量蜡烛周围氧气浓度的变化。 6.出示研究文献中的浓度变化图像，引导学生归纳总结。 1.学生动手做实验，用选词填空的方式汇报实验结果。 2.猜想错误的学生反思并讲述高蜡烛先灭的原因。 3.对高蜡烛先灭的原因进行猜想并参与投票。 4.讨论实验方案。分组实验。抓拍判断实验。实验后讨论如何分析实验。 5.计算 2 号瓶氧气浓度，观察数字化实验数据。 6.分析文献中的氧气浓度变化图像，归纳总结燃烧与氧气关系。 选词填空：学生用“高蜡烛”进行选词填空，系统快速统计出正确率（实验成功率）。 课堂互动投票：因仅显示观点支持人数，保护学生探究好奇心，助力真实探究。 自制教具及数字化实验：精准测量氧气浓度变化，将定性分析转为定量分析，为结论提供有力证据。 三篇文献：培养归纳总结能力，深化对燃烧的理解。
四、吹灭蜡烛何原理 37:21 __ 41:00 探究蜡烛被吹灭的主要原理，排除错误认知，培养证据推理素养。 提升学生的科学态度和责任，保持并发展探究欲，形成持续学习动力。 1.由蜡烛被罩灭过渡到被吹灭，提出吹灭主要原理的问题，复习灭火的三个原理。 2.引导学生对着氧气浓度传感器呼气，结合上一环节蜡烛熄灭的氧气浓度知识，帮助学生认识到隔绝氧气并非主要原理。 3. 推送“热空气吹灭蜡烛”微课视频和实验教学精品课例“观蜡烛之火 察火焰奥秘”作为学习资源。 1.思考蜡烛被吹灭的主要原理，结合灭火原理认为是呼出气体隔绝氧气。 2.对着氧气浓度传感器呼气，观察氧气浓度数据，理解隔绝氧气不是主要原理。 3.带着问题课下利用提供的学习资源继续探究。 氧气浓度传感器：模拟吹灭蜡烛情形，提供氧气浓度数据，为排除隔绝氧气的原理提供实证支持，助力证据推理。 微课视频和精品课例（来自皖教云、国家智慧教育平台）：支持学生个性化学习。
五、 观念建构 布置作业 41:01 __ 44:11 引导学生梳理知识，自我评价学习效果，建构有深度的燃烧观，培养归纳总结和反思能力，落实核心素养提升。 作业布置通过真实问题情境创设，提升运用所学知识解决真实问题的能力，进一步培养科学探究能力和创新思维。 引导学生结合三个探究问题，用 “通过…… 问题，我认识到了……” 的句式重构燃烧观，进行学习总结和反思。 布置两道探究型作业让学生从中选做一个： 1.设计方案证明吹灭蜡烛的主要原理。 2.探索蜡烛的火焰中加入食盐，会更明亮？ 按照指定句式，结合探究问题进行总结反思，重构对燃烧的认知。 课后积极思考，设计方案并动手实践。 依据 “教学评一致性” 理念，达成知识梳理与素养提升的目标，强调了语言表达在知识内化和反思中的作用。
板书设计：
主板书（左图）以彩色线条简洁地勾勒出蜡烛火焰上下部分颜色的不同（上为亮黄色，根部为蓝色），突出了教学重点和教学难点，揭示了重力、对流、温度、颗粒、氧气浓度对蜡烛燃烧的影响。副板书（右图）展示的是学生对2号瓶中氧气真实浓度的计算过程及教师的批阅。

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