2018年大象版四年级科学下册《揭开燃烧的秘密》教案设计
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《揭开燃烧的秘密》属于综合探究活动单元。本单元承担的二级目标是“能做控制变量的简单探究性实验，并做实验记录”。由《火与生活》、《蜡烛会熄灭吗？》和《探究燃烧之谜》三组综合性探究活动组成。（见表6—1）
科学探究注重观察实验，注重事实证据。利用简单的实验工具做控制变量的探究性实验，能帮学生获取事实证据，提高探究能力。为了有效地实施此项二级目标，教材在设计和编写时，既遵循小学生的认知特点进行循序渐进地指导与训练，又考虑到各个探究活动之间的有机衔接。三个探究活动之间有着整体感知，具体引导，进行训练，巩固提高的逻辑关系。以一个大的探究活动为主线，辅之以拓展活动、科学自助餐等环节，使学生在亲历探究活动的同时，学会控制变量的实验设计。同时，渗透了“尊重证据，与自然和谐相处”的情感态度价值观。
《火与生活》由联想热身引入，从学生们熟悉的火说起，在整体认知的基础上交流“火与我们生活有着怎样的关系？”并讨论“中断燃烧该怎么办？”从而引出对燃烧秘密的探究。本课起到统领全局、贯穿始终的作用。
《蜡烛会熄灭吗？》是本单元探究的重点，以猜想与实验（两个杯中的蜡烛会熄灭吗？蜡烛燃烧时间的长短可能与什么有关？）作为探究活动的开始，然后安排了实验与记录（蜡烛燃烧时间的长短与杯口下垫棋子数量即空隙大小的关系，揭示了对比实验的实质）、设计实验（蜡烛高度的不同与燃烧时间长短的关系）、讨论（蜡烛熄灭的原因，引出燃烧与空气的关系）、补充阅读（空气的成分，按比例涂画）。《蜡烛会熄灭吗》这一活动力图引导学生学习做控制变量的简单探究性实验，并学习用表格、柱形统计图等方法进行记录，最后达到初步设计控制变量实验的目的。
由于学生对控制变量探究实验有了基本了解，并初步作了尝试，《探究燃烧之谜》在教材呈现上对探究环节作了简化。首先创设情境，介绍两起真实的火灾事件，然后以此为切入点，引导学生自行探究燃烧的秘密，在猜想的前提下（两起真实的火灾，为什么烧毁了成片的树木、花草和野生动物，却留下了山石？燃烧的起因可能是什么？燃烧需要什么条件？），设计控制变量的实验（怎样利用纸片、煤、石头等设计对比实验？怎样灭火？）。《探究燃烧之谜》的二级目标的训练是在《蜡烛会熄灭吗》的基础上进行的，因此起到进一步巩固技能训练的目的。
三个探究活动在二级目标的训练上有着由简单到复杂，由引导到放开的不同层面，并构成了观察与提问——猜想与假设——计划与组织——简单实验并记录数据——交流与结论等相对完整的探究过程。（见表6—1）
本单元与其他单元不同之处有两点：其一，燃烧需要氧气的知识是隐性的。首先让学生在探究蜡烛燃烧时间长短与杯口垫棋子数量多少（实际是进入空气的多少）的实验中充分体验，然后以阅读的形式作为补充资料巧妙揭示。阅读后的动手涂一涂，充分显示了支持燃烧的氧气在空气中所占的比例，为揭开燃烧之谜作了铺垫。其二，为体现教材的综合性，本单元列举的火灾是真实事例，促使学生认识到人与自然和谐相处，才能保持可持续发展。
“科学自助餐”中“遇到了火灾怎么办”这一活动内容的选取，结合学生生活实际，向他们展示了在火灾面前如何自救、如何逃生的种种办法，以利于学生综合素质的提高。
1 火与生活教学设计
【要点】了解火为人类生产生活带来的方便，同时了解火也会给人类带来极大的灾难。
【目标】
（1）正确认识火与人们生活之间的关系。
（2）了解火就是一种燃烧现象，燃烧是有条件、可以中断的。
（3）使学生关注社会生活，认识到人与自然和谐相处，才能保持可持续性发展。
【怎样进行】
（1）活动引入。本单元的起始安排了“由火想到什么”的联想热身活动，以引导学生联系生活实际，结合已有的知识经验，谈论火与人们生活的密切关系。文中安排了“火”字形的网状图，力求引发学生学习的兴趣。图中的内容揭示了火给人类带来的益处及灾难。
教学中有关火的话题很多，因此可结合学生的实际，让其搜集有关的内容，述说所见所闻，利用所找的事例、图片等资料在全班进行交流。可以先在小组内进行，也可以直接面向全体学生展开活动。教学中注意，学生搜集的有关资料，可能是单一方面的，教师应及时引导，从正反两方面讲述，这样便于下一环节的正常进行。
（2）交流：怎样看待火与我们生活的关系。教学中，这个环节应与第一部分内容自然衔接，也许在学生的谈论讲述中，已经阐明了自己对燃烧现象的看法，为此，教师应注意两部分合理整合。
（3）讨论与总结。待学生交流了火与人们生活的关系后，围绕 “中断燃烧怎么办？”进行讨论，要引导学生大胆想象，用什么方法控制燃烧。这个环节的安排为后两篇课文的研究提出了探究性的问题。
【应变参考】《火与生活》为本单元引入课，教师可根据具体情况进行时间安排，教学时间不拘于一节完整的课堂，教学方式也不局限于谈论、交流，还可用壁报、展览、主题班会的形式进行学习。
2 蜡烛会熄灭吗教学设计
【要点】利用控制变量的实验设计，了解蜡烛燃烧与空气的关系。
【目标】
（1）初步学习并设计简单的控制变量的探究性实验，学会记录。
（2）利用控制变量的实验设计，认识空气的气体形态及成分，了解人类对空气性质的利用。
（3）培养学生耐心、细致，尊重证据，善于反思的科学态度。
【怎样进行】
（1）猜想与实验引入。为了更好地突出事实与证据这个一级目标的训练，激发学生研究的兴趣，课文的开始就安排了 “几个杯中的蜡烛会熄灭吗？”的猜想环节，将其作为探究活动的引子，旨在根据学生已有的生活经验，进行大胆的猜想，并加以记录，然后验证自己的猜想。文中安排了几种不同情况，首先出示了形状、高度都相同的两个杯子，但1号杯子无底，2号杯子有底。用两个杯子同时扣住高度相同的正在燃烧的蜡烛，结果会怎样？接着出示3号杯，杯子下垫1个棋子，猜想里面的蜡烛会熄灭吗？记录下猜想的结果。然后又出示了在3号杯口垫2个棋子、3个棋子，里面的蜡烛又会怎样的情况，这个环节的安排，既渗透了变量控制的实验主旨，又为引出“蜡烛燃烧时间的长短可能与什么有关？”的问题研究做了铺垫。
教学中，宜采用分组实验，具体的分工由学生自定。实验时，尽量选取透明度较好的玻璃杯，易于观察蜡烛燃烧的时间。由于1号杯无底，蜡烛不会熄灭，只有将燃烧物（蜡烛）本身燃尽时才会熄灭，而2号杯中有底倒扣，杯中存有一定量的空气，因此蜡烛也不会立即熄灭，待燃尽杯中的氧气后蜡烛才会熄灭。做完验证后，出示3号杯，在杯子口垫一枚棋子儿，会怎样呢？在学生猜想记录的前提下，动手一试，获得证据。至于杯子口下垫2枚、3枚甚至更多枚棋子会怎样，此刻只进行猜测即可，因为它只是问题的引子，后面控制变量实验的设计还要具体地研究。（实验时，3号杯会有少量的空气从杯底补充进去，因此，蜡烛燃烧的时间比2号杯子要长些，同样杯口垫棋子的多少会与燃烧的时间成正比）。在这种猜测的基础上，自然引出对“蜡烛燃烧时间的长短可能与什么有关？”的进一步猜想，从而进行控制变量实验的教学与设计。
应注意：1、先让学生大胆猜想各种情况的结果，然后在实验中取证，验证自己的猜想；2、教师在课前对实验多做几次，掌握一定的数据；3、蜡烛的高度一般在5 --8厘米比较适宜。杯口下的棋子宜选取长方体形状便于垫放，而且棋子应有一定的厚度（学生们玩的陆战棋子即可）。否则，垫一枚与垫两枚、三枚的燃烧时间没有明显变化（普通硬币的厚度不够，若用硬币则采取2、4、6枚进行）。
（2）变量控制的实验设计与记录。为了引导学生学习设计控制自变量的简单实验，并记录实验数据，课文安排了实验与记录环节，研究蜡烛燃烧的时间与杯口垫棋子的多少是否有关，从而较好地理解实验的本质。文中出示的3号、4号、5号杯子相同，蜡烛的高度也相同，为保证实验的准确，需要控制的是：同时点燃蜡烛，同时扣下杯子，记录燃烧的时间，在此实验中，只有杯口垫的棋子数量这个唯一的条件不同。
教学时，这部分是教学的重点，需教师引导学生设计并分析这个实验。教学过程中，如果教师认为三个杯子同时实验有一定的难度（分组实验时，需三人同时点燃蜡烛，同时扣下杯子，如果动作不在同一时间则影响准确度），可选择两两杯子进行，如3号杯和4号杯，或3号杯与5号杯，或4号杯与5号杯，这样便于操作，可比度极强。
教学时应注意：1、实验几遍后，随蜡烛高度的变化，实验的数据将有变化，所以提醒学生，对比中的两个蜡烛或三个蜡烛的高度应保持一致，必要时用尺子量一量，用剪子剪一剪；2、分组实验前，让学生充分讨论，分工合作等操作要领。因这个分组实验关系到下边的自行设计实验质量的高低。3、实验后的对比实验条件的分析很重要，不可忽视。4、每次实验后，提醒学生将杯口提起晃动，放出杯口处沉积的二氧化碳，以免影响实验效果。5、提醒学生注意安全。
（3）学生自行设计实验，研究蜡烛燃烧时间的长短还与哪些因素有关。待教师引领学生学习了变量控制的实验操作后，要求学生独立设计实验，自行利用柱形记录表的形式记录。文中先给予了“蜡烛高度不同”这个自变量，要求学生试一试，然后进一步提出了‘蜡烛燃烧时间的长短还与哪些因素有关”的研究问题，再次让学生独立设计控制变量的实验。
教学时，教师应采取开放的教学形式，让学生自由选取相同条件，自由组合实验小组，进行分工与合作。教师应适当点拨学生先进行实验前的组内讨论，方案制定后再进一步实施，记录实验数据。待全班实验完毕，再进行大型的汇报。汇报组需阐述本实验的相同条件和不同条件分别是什么，其它组可以进行合理的提问和补充。
需要注意的是：1、由于蜡烛高度不同，其他条件都相同，所以学生设计的实验可能方法较多。如同时扣下相同的两个大杯子，或同时扣下相同的两个小杯子，或同时在两个杯子口下垫一个棋子，或同时在两个杯子口下垫两个棋子等，教师应注意把握。2、时刻提醒学生注意安全。
（4）讨论：蜡烛熄灭的原因。蜡烛为什么会熄灭的讨论，实质在于引导学生理解蜡烛燃烧与空气的关系。
教学中，教师应让学生结合具体实验进行讨论。由于学生参与了实验，已了解到所扣杯子的不同，因而产生的结果不同，所以他们对此讨论会有一定的把握，也会有一定的兴趣。只要他们谈论到燃烧与空气的多少有关就可以。至于燃烧与空气中氧气的关系，文中没做重要的实验，教师可以补充，也可以将此环节与第五部分的阅读有机整合在一起。
（5）补充阅读。空气的成分、性质以及人们对空气的利用等有关知识，是借助阅读资料来介绍的。在文字介绍的基础上，安排了学生动手涂一涂的活动，便于进一步了解空气中各种成分的比例。文中的卡通图，介绍了空气与二氧化碳，由于二氧化碳比空气重，所以它处在杯中的底部。
教学时，可以结合第四部分内容进行。教师应让学生读一读，说一说，涂一涂，以加深对空气的认识。如果教师认为有必要用实验加深对文字的理解，可以安排一些有兴趣的氧气支持燃烧、氧气约占空气体积的21％、二氧化碳不支持燃烧、溶于水、比空气重等小实验，这些实验的选择应考虑为第三课探究燃烧之谜作铺垫。
【应变参考】
（1）应根据教学的实际情况，确定将杯口垫棋子的研究放在教学环节一或二中，因为它是问题研究
的过渡环节，是为引出下面的对比实验做铺垫的。
（2）教学时应注意，实验的现象和结果会各种各样。因为杯中蜡烛燃烧的时间与蜡烛本身的高度和
杯中空气的多少（杯子大，空气多）有关。也就是说，在材料准备时，若组与组之间准备的杯子大小不相同（或蜡烛高度不同），则燃烧时间的长短也会不同；但相对于同一组来说，蜡烛燃烧时间的长短是显而易见的，因此教师要充分考虑到材料与实验结果的关系。
（3）用相同杯子同时扣住两个高度不同的正在燃烧的蜡烛，为什么高的先灭?因为二氧化碳具有灭火的性质，而蜡烛燃烧新产生的二氧化碳温度较高，密度低于空气，所以在上层，这样造成上层氧气较早地不足。当上层氧气不足时，较高的蜡烛就先灭了。
（4）提醒学生耐心、细致地观察，获取真实的数据。
3 探究燃烧之谜教学设计
【要点】利用变量的控制，设计实验，探究燃烧需要的条件。
【目标】
（1）独立设计简单的控制变量的探究性实验，学会记录并做简单的分析。
利用控制变量的实验设计认识燃烧需要的条件，进行防火安全教育。
（2）培养学生尊重证据，善于反思的科学态度。
【怎样进行】
（1）阅读与思考引入：文中两起火灾事件的真实材料，创设了真实情境，为后面学生模拟实验的自行设计与研究提供了条件。虽然，燃烧给人们的生产生活带来极大的方便，但也有很大的负面作用。本课燃烧条件的研究就是从两起火灾事件的时间、地点及过火面积、给国家造成危害的负面切入，真实数字的后面出示了对起因猜想的一组问题。
教学时，教师可结合这两起火灾事件的阅读，引起学生对火因的猜想，也可利用其他方式、其他内容进行切入，如：本单元第一课学生自己补充的有关火灾的事例。注意：火灾的起因可能是不一样的。
（2）猜想和实验设计与研究：火灾为什么烧毁树木、花草、房屋和各种动物，却留下漆黑的山石？猜想燃烧需要哪些条件？这部分内容的安排是本文的重要环节，旨在让学生根据真实情境独立进行控制变量的实验，在模拟中熟练掌握控制变量实验的要领。文中只提供了两个问题及实验的材料与要求，利用卡通人物的语言稍做了温度方面的提示，至于具体怎样设计，没有细致说明。同样，怎样灭火，也是开放研究的内容。
教学时，教师可根据学生对控制变量实验的掌握情况而进行，必要时先做组内的讨论。注意：1、由于学生已有了此类实验的基础，所以教师在原则上不要过多干预，只需在全班学生汇报时加以点拨。2、学生设计的实验方法有很多，教师对各种方法应注意引导和肯定。3、对燃烧需要三个条件（需要氧气、可燃物和一定的温度）同时具备、缺一不可的理解可用讨论的方法进行。4、灭火方法的研究也不是唯一的，只要破坏了燃烧中三个条件之一即可达到目的。教学时应让学生大量列举方法。
（3）交流：遇到火灾怎么办？学生的生活中可能会遇到发生火灾的情况。“遇到火灾怎么办”这项内容虽然被安排在本单元科学自助餐里，但为引起学生的注意，从学生安全意识的角度出发，教学时应有意将此环节提到重要的位置，结合学生的生活实际模拟表演如何拨打“119”火警、如何自救与逃生，以提高学生实际生活的能力。
（4）拓展活动：学生见过一些常见的灭火器，但亲自制作“灭火器”也许是第一次。文中的拓展活动既激发学生的兴趣，又补充了灭火的方法，还对二氧化碳能灭火的知识介绍做了验证。
教学时，应亲自让学生动手尝试，验证二氧化碳灭火的作用。应注意的是：因教学时间有限，需教师另做安排。无论怎样，都要提醒学生注意安全。另外，产生二氧化碳的方法很多，教师可以适当补充。
【应变参考】学生设计控制自变量实验的方法会有很多，教师对各种方法应给予关注。例如，关于需要一定温度的研究，最简单的研究方法是在一张铁片上放一根火柴，不用酒精灯加热也不在火柴盒上擦燃，无论放置多长时间火柴也不会自己燃烧，然后用酒精灯加热这块铁片，一会儿，这根火柴就会燃烧，这个实验操作简单且极易说明燃烧需要一定的温度。另外，也可将几根火柴（或同样物体）摆放在与焰火中心不同距离处，即书中铁片上不同的位置，观察处在哪个位置上的火柴先燃烧；也可将纸片、火柴、石头等不同物体放在与焰火中心等距处，观察哪些物体先燃烧。上述实验，说明燃烧需要一定的温度，不同物体的燃烧需要的温度也不同。
【参考询问要点】
（1）在阅读火灾事件，猜想起火原因后，要求学生设计控制变量的实验，研究燃烧需要什么条件。
因这个实验是模拟实验，需教师引导过渡：“同学们对起火的原因和燃烧需要的条件做了大量的猜想，那么怎样验证你们的猜想呢？今天我们不可能到大火现场去研究，但可以用身边的物体做模拟实验来揭开有关燃烧的秘密。看一看，实验桌上的材料有哪些？这些材料和火灾事件中的哪些材料有相象之处？你们将怎样设计对比实验？讨论分工后进行验证。”
（2）在研究燃烧需要一定温度时，教师也可以这样引导设计：“在一般情况下，纸片会自行燃烧吗？点火后会怎样？知道其中的道理吗？”还可以这样引导：“人们在点燃煤炉时，常常是先点燃废纸或毛草，引燃木柴，最后引燃煤炭，这是为什么？”
