燕聰聰　崔繼文

摘 要：文章以“鈉在空氣中燃燒”實驗現(xiàn)象為真實情景，以探究鈉在空氣燃燒實驗中的白煙為主題，開展項目式教學(xué)活動，旨在培養(yǎng)學(xué)生探索未知、崇尚真理的意識，提升科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任的素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：鈉在空氣中燃燒；項目式教學(xué)；高中化學(xué)

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）24-0098-04

收稿日期：2023-05-25

作者簡介：燕聰聰（1996.10-），女，河南省南陽人，碩士，從事學(xué)科教學(xué)研究；

崔繼文（1967.1-），男，黑龍江省佳木斯人，博士，教授，從事化學(xué)、材料化學(xué)研究.

在進(jìn)行“鈉在空氣中燃燒”實驗時，學(xué)生觀察到的實驗現(xiàn)象為：鈉迅速熔化成光亮的小球，劇烈燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，有淡黃色固體生成.但在教學(xué)參考資料中，卻絲毫沒有提及到白煙的生成.對此學(xué)生表示疑惑，對于這種明顯可以觀察到的現(xiàn)象，為什么不寫進(jìn)實驗現(xiàn)象里？白煙又是什么？不僅學(xué)生疑惑，筆者也很疑惑，是因為白煙這個實驗現(xiàn)象為無關(guān)緊要因素，還是因為參考的教學(xué)參考資料有問題？在實際教學(xué)過程中其他教師又是怎樣來解決這一問題的？帶著這些疑問，筆者對鈉在空氣中燃燒實驗現(xiàn)象進(jìn)行探索，并以此問題為真實情景，開展項目式教學(xué)活動，讓學(xué)生在做項目的過程中，實現(xiàn)知識的應(yīng)用與建構(gòu)，并落實化學(xué)核心素養(yǎng).1 問題的探究

1.1 探究教學(xué)參考資料的影響

1.1.1 市面常見教學(xué)參考資料匯總

筆者將市面上常見的教學(xué)參考資料進(jìn)行了匯總，發(fā)現(xiàn)教學(xué)參考資料中的實驗現(xiàn)象都是熔化為小球，劇烈燃燒，火焰呈黃色，生成淡黃色固體.

1.1.2 教學(xué)參考資料中呈現(xiàn)部分實驗現(xiàn)象的原因分析

1.1.2.1 以《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》為準(zhǔn)則

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》是規(guī)定高中化學(xué)的課程性質(zhì)、課程目標(biāo)、內(nèi)容目標(biāo)、實施建議的教學(xué)指導(dǎo)性文件^［1］.教學(xué)資料參考書是以課程標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則的，在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中提到“鈉在空氣中燃燒”實驗的主要目的是知道淡黃色固體是過氧化鈉，再通過與鈉和氧氣在常溫下生成氧化鈉形成對比，得出實驗過程中要注意控制溫度、壓強、溶液的濃度等條件，這是因為同樣的反應(yīng)物在不同的條件下會發(fā)生不同的反應(yīng)的結(jié)論.因此教學(xué)參考資料并沒有對《課程標(biāo)準(zhǔn)》中沒有提到的白煙進(jìn)行具體描述.

1.1.2.2 “鈉在空氣中燃燒”實驗仍需探究

筆者查閱文獻(xiàn)與資料，發(fā)現(xiàn)關(guān)于鈉燃燒實驗的研究性文章在期刊上多有報道，至今仍有疑惑尚未完全解決，疑惑白煙是什么，它的化學(xué)成分是氧化鈉，還是過氧化鈉，還是氧化鈉和氧化鈉混合物，或者是其他氧化物，至今沒有詳細(xì)的說明；冉甜老師認(rèn)為白煙的成分主要是由兩部分構(gòu)成，一部分白煙是由鈉表面的煤油及其分解產(chǎn)物所形成，另一部分白煙是過氧化鈉分解（可能含少量氧化鈉）所產(chǎn)生的^［2］；劉懷樂老師認(rèn)為鈉在空氣中燃燒，反應(yīng)溫度必然會很快升高到遠(yuǎn)超Na₂O₂的分解溫度，直接生成Na₂O₂的分解產(chǎn)物Na₂O（白煙）^［3］.

1.2 探究實際教學(xué)過程

對于這樣的情況，在實際教學(xué)過程中其他教師又是怎么做的？為此筆者進(jìn)行了一個問卷調(diào)查，通過對本年級組19位教師進(jìn)行調(diào)查，其中11位為近三年的新教師，8位為超過三年教學(xué)年限的教師.

通過問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)58%教師都是簡單地講解白煙是過氧化鈉，對實驗?zāi)康臎]有太大影響，不需過多了解；31%教師認(rèn)為白煙是無關(guān)變量，講解時可以略過；11%教師告知學(xué)生白煙至今沒有被明確，仍需探索.

筆者在課后對學(xué)生進(jìn)行了詢問，發(fā)現(xiàn)他們還是對老師講解的白煙是過氧化鈉充滿了質(zhì)疑，認(rèn)為過氧化鈉是淡黃色固體，怎么可能是白煙，并且很想知道為什么會產(chǎn)生白煙以及白煙的成分，并且還很積極地查閱資料，小組討論，向教師展示他們的猜想.

2 問題的解決

2020版《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中多次提到高中化學(xué)課程性質(zhì)在于提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，而開展項目式教學(xué)活動對發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有獨特的價值.項目式教學(xué)讓學(xué)生能夠從源頭問題去思考，把“情境”“問題”和“學(xué)習(xí)活動”融為一體^［4］.

對于學(xué)生們在學(xué)習(xí)“鈉在空氣中燃燒”實驗中所遇到的疑惑，通過開展項目式教學(xué)活動，將教學(xué)中遇到的問題作為真實的情景，以“探索鈉在空氣中燃燒實驗中的白煙”為項目主題，引導(dǎo)學(xué)生猜想物質(zhì)成分并設(shè)計實驗進(jìn)行驗證，激發(fā)學(xué)生思考質(zhì)疑，再利用實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)以及探索未知、崇尚真理的意識，最后再對鈉燃燒實驗裝置進(jìn)行改進(jìn)，將綠色化學(xué)理念融合到化學(xué)課程中.

2.1 項目主題的選擇

通過設(shè)立“探索鈉在空氣燃燒實驗中的白煙”這一項目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，以猜測鈉與氧氣加熱實驗的白煙以及設(shè)計驗證實驗為教學(xué)主線，深化學(xué)生對鈉與氧氣燃燒的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生思考質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng).

2.2 項目目標(biāo)的確立

（1）通過查閱相關(guān)資料，對白煙進(jìn)行猜測，培養(yǎng)信息搜集與處理能力.

（2）通過設(shè)計相關(guān)的驗證實驗，培養(yǎng)實驗方案設(shè)計能力及實驗操作能力，發(fā)展證據(jù)推理學(xué)科核心素養(yǎng).

（3）通過實驗驗證，觀察實驗現(xiàn)象，未必能夠得到科學(xué)的證據(jù)鏈，感悟化學(xué)科學(xué)探究永遠(yuǎn)沒有止境，要思考和質(zhì)疑.

（4）通過對鈉燃燒實驗裝置進(jìn)行改進(jìn)，減少白煙在空氣中的擴(kuò)散，將綠色化學(xué)理念融入到化學(xué)課程中，增強社會責(zé)任感.

2.3 項目任務(wù)及教學(xué)流程（見表1）

2.4 項目式教學(xué)實施（見表2）

2.5 項目式教學(xué)效果與反思

在教學(xué)過程中，將學(xué)生分成小組，小組之間分工明確，從多種途徑收集并分享相關(guān)資料，為探究“鈉在空氣中燃燒”實驗產(chǎn)生的白煙提供有力支持.課堂上學(xué)生積極猜測白煙的成分并設(shè)計相關(guān)的實驗進(jìn)行驗證，大大地提高了學(xué)生的動手能力、合作能力以及完成任務(wù)的能力，使學(xué)生在化學(xué)課上獲得較多的成就感，擁有探索未知、崇尚真理的意識，最后嘗試并改進(jìn)“鈉在空氣中燃燒”實驗的裝置，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識，提升科學(xué)精神和社會責(zé)任感.

教師要充分發(fā)揮規(guī)劃、設(shè)計、協(xié)調(diào)能力.比如在進(jìn)行任務(wù)2時應(yīng)該讓各小組互相進(jìn)行提問與指正，能夠加深學(xué)生對該實驗的認(rèn)識；在進(jìn)行任務(wù)3時，教師可以選擇與周邊的大學(xué)合作，爭取可以獲得X射線衍射儀的支持，為實驗的成功增添一份力量.學(xué)生操作性實驗不太熟練，應(yīng)多進(jìn)行相關(guān)實驗活動.

基礎(chǔ)化學(xué)實驗中的疑難，既有技術(shù)層面上的，也有理論層面上的，有些過去認(rèn)為已經(jīng)解決的問題，其實并未完全解決，尚有探究的空間.在日常教學(xué)中還會遇到諸如本文中的此類問題，教師可以以這些問題為真實情景，采用項目式教學(xué)的方式，引領(lǐng)學(xué)生不斷質(zhì)疑，不斷探索，在探索中領(lǐng)略化學(xué)的魅力，在探索中培養(yǎng)解決問題和創(chuàng)新合作的能力，在探索中落實化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

［1］ 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］ 冉甜，鮑正榮.對鈉在空氣中燃燒實驗的改進(jìn)［J］.中小學(xué)實驗與裝備，2012， 22（05）：33.

［3］ 劉懷樂.鈉在空氣中燃燒制過氧化鈉的再實踐和再認(rèn)識［J］.化學(xué)教育，2009，30（03）：67-69.

［4］ 史鵬園.高中化學(xué)教學(xué)中項目學(xué)習(xí)的理論構(gòu)建與案例研究［D］.新鄉(xiāng)：河南師范大學(xué)，2019.

［責(zé)任編輯：季春陽］