2022年10月28日，廣東省大同市中學物理“探索燃燒的奧秘”項目備課研討大會順利舉辦。本次備課研討活動的指導專家是上海師范學院的魏銳院士和通州班主任進修中學的郭曉麗老師，參與試講的班主任為靈石縣第一中學的裴娟麗老師、平遙縣洪善中學的王曉花老師、師專附校的馬慧敏老師、介休中學的高云波老師、太谷區(qū)范村小學的蔣曉馬老師、榆社北城小學的趙霞老師。本次備課研討分為班主任試講和專家指導兩個環(huán)節(jié)。
開場
平頂山市教研員李雪萍首先回顧了今年項目學習的施行情況，并從三個方面介紹了“探索燃燒的奧秘”項目的意義，肯定了項目學習的功能與價值：1、教會中學生做一件完整事情；2、引導中學生對燃燒進行探究性學習；3、用項目學習改進往年的教學方法，讓教學更有效、更有靈魂。
導引課
01
靈石縣第一中學的裴娟麗老師進行了導引課的試講，從項目的社會意義、項目的學習價值等方面對項目的學習背景進行剖析，介紹中學生學情以及項目的學習目標。
接著裴老師介紹了導引課的教學設計思路：以制做簡易烤肉爐為驅(qū)動型任務，設置項目引入→燒烤爐燃料的選擇→如何使烤肉爐中的燃料充分燃燒→繪制烤肉爐制做草圖的問題線索，認識燃燒的意義→燃燒條件的探究→燃燒的調(diào)控的知識線索。整個導引課包含兩個課時，具體教學設計如下：
活動一：項目引入
通過展示圖片和視頻，讓中學生感悟到燃燒是最常見的物理反應，了解人類認識、應用火的歷程和意義。接著提出舉辦一場課室烤肉聚會的建議，明晰本項目的最終產(chǎn)品是要制做出一個簡易的烤肉爐，調(diào)動中學生探究燃燒奧秘的興趣和積極性。
活動二：火鍋燃料的選擇
通過“制作一個簡易烤肉爐，我們須要解決哪些問題？”這一驅(qū)動問題，引導中學生按照烤肉爐的結構選擇合適的燃料，討論烤肉爐的滅火技巧，借以建立燃燒的基本條件，滅火技巧等學科知識，培養(yǎng)中學生剖析問題和解決問題的能力。
活動三：怎么使火鍋爐中的燃料充分燃燒
通過觀察、分析常見燃具調(diào)控燃燒的方式，引導中學生設計自制烤肉爐的燃燒調(diào)控思路，培養(yǎng)中學生知識遷移的能力
活動四：勾畫烤肉爐制做草圖
通過觀看不同場景的烤肉視頻，產(chǎn)生烤肉爐的設計思路，引導中學生自行設計自己小組的烤肉爐，并隨著項目課程的推動進行不斷改進迭代，進而培養(yǎng)中學生像科學家一樣思索、解決問題的技巧。
教學反省
最后李老師分享了自己的教學設計反省：項目學習首先要在情景中解決問題，引起中學生深度思索。基于制做簡易烤肉爐這樣真實的情景，將核心指示與問題解決相融合，更有利于中學生剖析和解決問題。其次要以中學生為主體，把學習的主動權交給中學生，小組合作互相討論，找尋解決問題的路徑。
02
來自太谷縣漢陽一中的王曉花老師從教學目標、學情剖析等方面對導引課進行剖析，接著介紹課時的教學思路：燃燒是怎么發(fā)生的、如何調(diào)控燃燒和未來的燃料是如何的。具體教學環(huán)節(jié)設計如下：
課前任務
依照教學環(huán)節(jié)，班主任設計以下課前任務：1、調(diào)查了解生活中燃燒的反例，但是試著描述燃燒伴隨的現(xiàn)象、哪些物質(zhì)可以燃燒、哪些物質(zhì)不能燃燒，以及燃燒的作用和價值；2、如果家里的天然氣火焰出現(xiàn)紅色或紫色，該如何辦呢？在生活中你見過火災的事例嗎？請說一下是如何滅火的呢；3、詢問父親自己家的采暖歷史，分別是用哪些燃料烤火的；4、初步制定家庭安全用火知識宣傳海報
活動一燃燒是怎么發(fā)生的
通過初步展示家庭安全用火的宣傳海報，播放酒精燈未能燃起被水打濕的紙片的視頻，導致中學生學習的興趣。接著播放車輛行駛、火箭升空等視頻，引導中學生總結燃燒的特性和燃燒的定義。最后引導中學生思索哪些物質(zhì)可以燃燒，燃燒的條件，從而引出燃燒是怎么發(fā)生的。
活動二怎么調(diào)控燃燒
通過播放火鍋店大火、菜市場大火、油罐車爆燃等視頻，讓中學生認識到火警的害處，從而引出“如何調(diào)控燃燒”的問題
活動三未來的燃料是如何的
通過播放廣州市家用燃料嬗變歷史的視頻，引出“怎么樣去選擇高效清潔的燃料”的問題剖析。最后布置本節(jié)課的任務，建立安全用火的海報。
任務一：燃燒是怎么發(fā)生的
01
新鄉(xiāng)師專附校的馬慧敏老師首先從教學目標、設計思路、教學過程等方面對任務一“燃燒是怎么發(fā)生的”進行剖析，接著介紹課時的教學思路：以“揭秘飛揚火炬”、“火炬水火交融”為教學情景，以“火炬燃料為何選擇氫能源”、“冬奧會火炬在水底水火相融的神奇景色是怎么發(fā)生的”、“火炬為什么本事1200度低溫”為實驗探究活動，培養(yǎng)中學生合作探究、總結反省的問題解決能力。具體教學環(huán)節(jié)設計如下：
問題導出
播放介紹奧運火炬的新聞視頻，引導中學生關注火炬的燃料氫能源、火炬的材料碳纖維，為后續(xù)教學環(huán)節(jié)做鋪墊。
活動1：什么物質(zhì)可以燃燒
通過火炬燃料引出生活中常見的燃料，進一步提出“哪些物質(zhì)可以做燃料”的問題，引導中學生探究什么物質(zhì)易燃的實驗活動，從而引出易燃物的概念。接著以“火炬燃料為何選擇氫能源”這一問題，引導中學生挖掘氫能源清潔高效的優(yōu)點，感受物理科學對社會發(fā)展和人類文明進步的重要價值。最后設置“尋找建筑工地的易燃物”的活動，引導中學生查閱資料，了解工地常見易燃物以及對應的防火舉措。
活動2：二氧化碳在燃燒中的作用
通過播放“冬奧火炬可以在水下傳遞”的視頻，引起中學生的認知沖突。接著引導中學生完成“物質(zhì)在氧氣或氧氣中能夠燃燒”的實驗，引出助燃物、化合反應、氧化反應等概念。最后從助燃物的角度出發(fā)，解釋奧運火炬可以在水下傳遞的緣由：火炬的結構防水，而且自帶助燃劑。
活動3：燃燒還須要其他條件嗎
通過“為什么火炬燃燒時殼體安然無恙”的問題，引導中學生探究燃燒須要的其他條件，引出著火點的概念。接著引導中學生從著火點的角度解釋火炬殼體安然無恙的緣由，并補充火炬殼體的設計過程，培養(yǎng)中學生的科學心態(tài)與社會責任。最后總結燃燒須要的三個條件，引導中學生借助紅磷和白磷著火點的不同，設計對照實驗探究燃燒的條件，并通過小組交流展示改進裝置的結構，借此培養(yǎng)中學生的實驗探究能力與創(chuàng)新能力。
02
大同中學的高云波老師首先剖析了任務一的教學功能：率領中學生從物理的角度去探求燃燒的本質(zhì)和燃燒的條件，為后續(xù)找尋燃燒的規(guī)律以及調(diào)控燃燒做鋪墊。接著高老師介紹了具體的設計思路：
活動一什么物質(zhì)可以燃燒
班主任首先率領中學生回顧導引課里化學變化和物理變化的內(nèi)容，以及蠟燭燃燒的過程，拋出“哪些物質(zhì)可以燃燒”的問題，引導中學生結合生活經(jīng)驗以及煙塵爆燃實驗、鐵粉燃燒實驗、教材實驗展開討論，進而引出易燃物的概念。
活動二氮氣在燃燒中的作用
通過“支持物質(zhì)燃燒的到底是甲烷還是氮氣”這一問題，向中學生演示將燃燒鋼條分別插入盛有二氧化碳和盛有甲烷的集鋼瓶里的實驗，得出二氧化碳支持燃燒的推論。接著引導中學生對比氫氣與空氣的優(yōu)缺，推測物質(zhì)在空氣與二氧化碳中的燃燒差別，并播放演示實驗證明學生的猜測，最后引出化合反應、氧化反應等基本概念。
活動三燃燒還須要其他條件嗎
通過“常見燃料是怎樣被燃起”的問題，引導中學生探究燃燒須要的其他條件。通過播放燃起兵乓球碎片與濾紙碎片的演示實驗，引出燃燒必需要達到易燃物的著火點這一條件。接著借助“火柴頭朝上，火柴很快熄滅，假如火柴頭朝下，火柴會繼續(xù)燃燒”、“生煤爐火的時侯，須要先燃起木柴再引燃煤”這些生活情境，引導中學生應用著火點的概念去剖析、解釋問題，引出平緩氧化、自燃等概念。
總結交流
引導中學生按照上面的活動，歸納總結燃燒的條件，思索各要素的關系，并反省總結學到的科學方式。
任務二家庭燃料的變革
01
武鄉(xiāng)區(qū)范村小學的蔣曉馬老師首先從項目背景、核心知識、活動規(guī)劃以及作品規(guī)劃等方面對任務二展開介紹。蔣老師強調(diào)，家庭燃料的變革是基于實現(xiàn)碳中和，推廣煤改氣的背景設計的，項目本體包括“家用燃料是哪些”，“家用燃料為何會發(fā)生變革”、“未來的家用燃料是哪些樣”三個子問題，承載的核心知識有燃燒的本質(zhì)、燃燒的本質(zhì)，燃燒條件和燃燒的調(diào)控方法等，計劃通過六個課時來完成。項目作品分為家庭燃料演變的研究報告，燃燒奧秘的思維導圖，有關燃燒知識的手抄報，家庭防火、滅火、預防爆燃及自救技能演習和未來家庭燃料的預判五個類型。具體教學環(huán)節(jié)設計如下：
活動1：怎么讓燃燒更劇烈
班主任布置課前任務，引導中學生調(diào)查家庭燃料燃燒不充分會形成的有害物質(zhì)及害處的任務并進行課堂匯報，借此讓中學生感受使燃燒更充分更劇烈的意義，借以引出“如何讓燃燒更劇烈”的問題。
接著結合中學生已有經(jīng)驗，通過研究煤的常見處理手段，引導中學生剖析煤的燃燒調(diào)控原理。得到減小二氧化碳含量、增加易燃物與二氧化碳的接觸面積以及其他形式的混和可以促使燃燒的推論。最后引導中學生對比煤與天然氣它的使用和調(diào)控的方法，為后續(xù)未來燃料的探索做鋪墊。據(jù)悉蔣老師還設計了評價量表，借此評價中學生在本活動中的表現(xiàn)水平。
活動2：如何制止燃燒
通過播放家庭起火場景及害處的影像資料，讓中學生認識到燃燒失控引起火警的害處，因而提出“如何應對家庭起火”的驅(qū)動問題。接著引導中學生結合燃燒三要素自主完成熄滅蠟燭的實驗，并總結概括滅火的方式和原理。之后設置小組匯報環(huán)節(jié)，應用滅火的原理剖析解決真實家庭環(huán)境中的防火滅火以及自救，最后在老師的指導下進行滅火和逃生模擬訓練。在本節(jié)課結束之后，班主任籌建課后微項目，通過播放部份礦井未能徹底熄滅的視頻，引導中學生剖析解釋起火礦山未能熄滅的緣由，并收集響應的舉措，
活動3：哪些情況下會發(fā)生爆燃
通過播放家庭爆燃的影像資料，讓中學生認識到燃燒失控引起爆燃的害處，因而提出“如何防治家庭爆燃”的驅(qū)動問題。接著通過“為什么甲烷剛開始就能安靜燃燒，一段時間后發(fā)生爆燃”、“為什么燃起黑火藥不會爆燃，而木盆中的火藥會爆燃”、“為什么面條會發(fā)生爆燃？”三個問題，引導中學生剖析總結發(fā)生爆燃的條件，思索防治家庭爆燃的舉措。在課后調(diào)查研究爆燃在生產(chǎn)和生活中的有利應用，培養(yǎng)中學生的科學心態(tài)與社會責任。
02
榆社北平八中的趙霞老師首先介紹了任務二的核心，是通過探究燃燒條件以及調(diào)控燃燒的方式和舉措，產(chǎn)生解決實際問題的思路和技巧。具體教學環(huán)節(jié)設計如下：
活動一：怎么讓燃燒更劇烈
通過比較鋼條、硫、鐵絲在空氣中和氫氣中燃燒的現(xiàn)象，對比鐵絲、鐵粉分別在空氣中燃燒的現(xiàn)象，得出提升二氧化碳含量、增大易燃物與二氧化碳的接觸面積可以讓燃燒更劇烈的推論。接著剖析煤的燃燒、酒精噴燈的結構以及煤氣灶的結構，引導中學生應用上述知識剖析真實問題，總結調(diào)控燃燒的三種方式：燃料的調(diào)控，二氧化碳的調(diào)控，和混和形式的調(diào)控。
活動二：怎么制止燃燒（滅火）
通過引導中學生用不同的方式熄滅蠟燭這一探究實驗，概括總結滅火的原理。接著引導中學生討論家庭、實驗室大火的應對方案，班主任補充介紹常見滅火器的使用方式和發(fā)生火警后的逃生方式，借此提高中學生的安全意識。
活動三：爆燃怎樣發(fā)生
通過播放煙塵爆燃的視頻，引出物理爆燃的基本概念。接著引出物理爆燃的優(yōu)劣，以及引起爆燃的基本條件，讓中學生思索防治爆燃的方式。
總結
概括總結燃燒的調(diào)控思路，并布置課后作業(yè)：1、以“燃燒調(diào)控的技術思路”寫一份報告；2、調(diào)查新村消防設施，設計逃生路線以及遇火宅時的舉措；3、設計節(jié)能、環(huán)保的家用炊具，小組互評。
專家點評
魏銳院士和郭曉麗老師首先肯定了大同團隊前期的打算工作，肯定了班主任們的教學設計成果。魏銳院士強調(diào)，本次討論的目的是明晰選題方向，為后續(xù)的教學設計做打算。具體的選題原則包括：1、充分借助班主任現(xiàn)有的打算，在已有打算中挖掘亮點；2、與已有課例進行分辨，產(chǎn)生差別化發(fā)展；3、將老師的成果集合在一起，產(chǎn)生大同團隊的集體成果。為此建議每個班主任聚焦一個點，進行發(fā)展和打開。接著，兩位專家給出了具體的課時建議。
1、針對裴娟麗老師：
①針對“設計制做一個簡易的烤肉爐”這一真實問題，設計更詳盡的問題解決流程，即思索項目產(chǎn)品烤肉爐究竟是怎樣設計制做出來。
②外顯項目學習中有關物理變化的學科核心知識，彰顯中學生核心知識的發(fā)展；
③微調(diào)部份教學環(huán)節(jié)，給中學生更多關于烤肉爐設計的知識鋪墊；
④明確中學生的角色定位。項目學習是解決真人真事，不同的使用場景對應的烤肉爐結構右顯著差別，中學生究竟是站在哪些角色立場上設計烤肉爐，須要班主任進一步細化；
2、針對王曉花老師：
①充分借助太谷本地與燃燒有關的素材，引導中學生借助物理知識解釋當?shù)匾稹⑸稹缁鸬日鎸崋栴}；
②從素材中提取真人真事，明晰中學生的角色定位；
③對于無法動手實踐的素材，基于學習性問題解決的模式引導中學生進行剖析概括，防止教學只逗留在具體案例分析上。
3、針對馬慧敏老師：
①在氫能源的介紹環(huán)節(jié)中，加入元素守恒、熱值數(shù)據(jù)等認識角度，讓中學生深刻認識氫能源的優(yōu)點；
②在解釋“火炬為何可以在水下傳遞”時探究物質(zhì)燃燒的條件實驗視頻，深入挖掘火炬自帶助燃劑這一素材，對燃燒模型進行拓展；
③當項目教學的問題設計邏輯與教材邏輯發(fā)生沖突的時侯，可以在落實核心知識的基礎上對教材內(nèi)容進行適當?shù)恼{(diào)整。為此建議取消探求建筑工地中的材料這一無關環(huán)節(jié)，讓項目的問題線索愈發(fā)清晰。
4、針對高云波老師：
本節(jié)課發(fā)展的高階思維是采取誘因剖析、控制變量的思路，通過實驗的串聯(lián)對燃燒的現(xiàn)象進行系統(tǒng)剖析。建議班主任將這些思維愈發(fā)外顯，在課堂上不斷發(fā)展，借此培養(yǎng)中學生解決問題的能力。
5、針對蔣曉馬老師：
①課堂活動過分細化會很難發(fā)展中學生解決完整問題的高階思維，建議將細化的中學生活動合并成一個大任務，引導中學生自主經(jīng)歷完成的問題解決過程；
②建議班主任對已有素材進行篩選，對能促使中學生認識發(fā)展的素材進行深入挖掘，補充更多深入的信息，對于其他素材進行抉擇。
6、針對趙霞老師：
①建議班主任可以圍繞當?shù)氐V山區(qū)資源設計一整套教學素材，以煤焦為認識對象，對燃燒不同的變量，以及變量和變量之間互相關系進行討論；
②建議趙霞老師與蔣曉馬老師進行同課異構的教學設計，蔣老師可以著重真實設備的燃燒調(diào)控，趙老師可以著重大型裝置的燃燒調(diào)控。
專家總結
魏銳院士對本次備課活動進行總結，并提出以下建議：
第一，確定項目教學的真人真事，確定中學生的角色定位探究物質(zhì)燃燒的條件實驗視頻，捋清問題線索；
第二，確定與課標、教材有關的核心知識點和解決問題的技巧；
第三，對教學設計進行沙盤推演，思索我讓中學生干哪些。中學生有可能如何干，我又給中學生提供哪些樣的引導等問題。
編輯|劉紅璐
初審|潘辰境