基于“實(shí)驗(yàn)探究”的初中化學(xué)活動(dòng)單的設(shè)計(jì)

陳麗

摘要：“實(shí)驗(yàn)探究”是初中化學(xué)核心素養(yǎng)的最基本的內(nèi)容構(gòu)成，是化學(xué)學(xué)科最具特色的學(xué)習(xí)方式。文章以“影響物質(zhì)溶解性的因素”活動(dòng)單的設(shè)計(jì)為例，重點(diǎn)探討化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中“實(shí)驗(yàn)探究”素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)探究;核心素養(yǎng);活動(dòng)單;溶解性;影響因素

文章編號(hào)：1008-0546（2019）07-0038-04

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.07.011

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵能力和必備品格。高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括：宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任5個(gè)維度。初中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的主要內(nèi)容包括：分類表征、宏微結(jié)合、變化守恒、模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究、綠色應(yīng)用等。

落實(shí)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，要把課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)作為化學(xué)課堂教學(xué)的中心，通過學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)習(xí)化學(xué)的核心基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)[1]。培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)必須以課堂為主陣地，以知識(shí)教學(xué)為載體，以“活動(dòng)單”為媒介，引導(dǎo)學(xué)生在“活動(dòng)”中自主、合作、探究學(xué)習(xí)?！蔼?dú)學(xué)而無友，則孤陋而寡聞”?！盎顒?dòng)單導(dǎo)學(xué)”倡導(dǎo)的“小組合作學(xué)習(xí)、由學(xué)生主導(dǎo)”的教學(xué)方式，恰好與發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的初衷相契合。

“影響物質(zhì)溶解性的因素”是滬教版九年級(jí)下冊(cè)第六章“溶解現(xiàn)象”第三節(jié)“物質(zhì)的溶解性”中的知識(shí)，屬于基本概念的知識(shí)范疇，學(xué)生理解起來有較大的難度。義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）指出：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)科的主要特征，也是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式，它的功能是其他教學(xué)方式無法替代的”?；凇皩?shí)驗(yàn)探究”促進(jìn)概念理解，我將本節(jié)課設(shè)計(jì)成了三個(gè)活動(dòng)。

一、基于實(shí)驗(yàn)探究影響物質(zhì)溶解性的因素

1.回憶溶解、溶液的概念，閱讀材料并解決問題

材料一：在相同條件下，食鹽易溶于水，小石子卻難溶于水。

材料二：指甲油不能用水洗去，用洗甲水卻很容易洗去。

材料三：古人對(duì)泡茶水溫十分講究。宋代蔡襄在《茶錄》中說：“候湯最難，未熟則沫浮，過熟則茶沉，前世謂之蟹眼者，過熟湯也。沉瓶中煮之不可辨，故日候湯最難?！?/p>

（1）溶液是由哪兩部分組成的？

（2）什么是物質(zhì)的溶解性？

（3）決定物質(zhì)溶解性的因素有哪些？哪些外界條件的改變會(huì)影響固體物質(zhì)的溶解性？

【設(shè)計(jì)意圖】該子活動(dòng)從學(xué)生熟悉的生活中的化學(xué)物質(zhì)入手，降低了學(xué)習(xí)中的陌生感。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生活中處處有化學(xué)，處處留心皆學(xué)問。學(xué)生能用學(xué)到的化學(xué)知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象、解決生活中的問題，從而體現(xiàn)出化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。

2.先分組設(shè)計(jì)“探究影響物質(zhì)溶解性的因素”的方案（提示：合理運(yùn)用控制變量法），然后進(jìn)行交流，師生共同修改方案后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究（表1）（表2）

【設(shè)計(jì)意圖】化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)探究活動(dòng)，有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)和交流討論中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力[2]。學(xué)生先運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案再完成實(shí)驗(yàn)，不僅鍛煉了思維能力，還鍛煉了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力;學(xué)生記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，訓(xùn)練了邏輯思維能力和科學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)能力。學(xué)生觀察“加熱澄清石灰水”的現(xiàn)象，增強(qiáng)了思維的嚴(yán)密性。通過該子活動(dòng)，學(xué)生不僅獲得了化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，“實(shí)驗(yàn)探究”和“科學(xué)精神”等化學(xué)核心素養(yǎng)也得到了培養(yǎng)。

3.閱讀材料并結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答問題

干洗就是用有機(jī)化學(xué)溶劑對(duì)衣物進(jìn)行洗滌，去除油污和污漬的一種干進(jìn)干出的洗滌方式。干洗是由法國(guó)人喬利·貝朗在19世紀(jì)初發(fā)明的。喬利出生于貧民家庭，在貴族家庭當(dāng)雜工。一次喬利將煤油滴到了貴婦交給他的衣服上，他發(fā)現(xiàn)被煤油浸過的地方不但沒臟，反而將原來的污漬清除了，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，喬利又在煤油里加了其他的一些化學(xué)原料，終于研制出了干洗劑。干洗誕生后的最初50年間，使用的是苯、煤油、汽油等溶劑，這些溶劑都具有可燃性，易造成火災(zāi)。1897年，德國(guó)人呂德維格·安特林發(fā)明了四氯化碳作干洗劑，洗滌效果好，不易燃，但有刺鼻的氣味，對(duì)設(shè)備也具有一定的腐蝕性。1918年，歐洲開始使用三氯乙烯代替四氯化碳，干洗業(yè)漸漸發(fā)展起來。目前常用的干洗劑是一種從石油中提煉出的溶劑——四氯乙烯，它無害于人體健康，也沒有起火危險(xiǎn)。

（1）你知道衣物是用什么物質(zhì)來干洗的嗎？

（2）你知道衣物干洗是什么原理嗎？

（3）你還能舉出生活中類似的事例嗎？

【設(shè)計(jì)意圖】該子活動(dòng)旨在培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力、從材料中提取關(guān)鍵信息的能力以及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力?；瘜W(xué)學(xué)科的目標(biāo)是要提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，讓學(xué)生得到最大程度的發(fā)展，將來更美好地生活。化學(xué)不是純粹的符號(hào)、法則的堆積，化學(xué)就在我們身邊。教學(xué)中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用“化學(xué)的眼睛”觀察生活的世界，帶著生活的體驗(yàn)走進(jìn)化學(xué)世界，再用化學(xué)知識(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)生活實(shí)踐，從而發(fā)揮學(xué)科功能，體現(xiàn)學(xué)科價(jià)值[3]。了解干洗劑的演變歷程，還能培養(yǎng)學(xué)生“社會(huì)責(zé)任”和“綠色應(yīng)用”等化學(xué)核心素養(yǎng)。

二、基于實(shí)驗(yàn)探究建構(gòu)化學(xué)基本概念

1.初步感知飽和溶液和不飽和溶液

完成分組實(shí)驗(yàn)一，初步感知飽和溶液和不飽和溶液，并回答問題。

（1）溶質(zhì)是否可以無限制地溶解在一定量的溶劑里？

（2）溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否可以無限制地增大？

【設(shè)計(jì)意圖】借用活動(dòng)一中學(xué)生已經(jīng)做過的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及對(duì)2個(gè)問題的探討，讓學(xué)生對(duì)“飽和溶液”和“不飽和溶液”有初步的感知，為后續(xù)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.自我建構(gòu)飽和溶液和不飽和溶液的概念

（1）完成分組實(shí)驗(yàn)二，初步探究飽和溶液和不飽和溶液的概念。

（2）分組討論并交流使A、B兩個(gè)燒杯中未溶解的硝酸鉀晶體溶解的方案，師生共同修改方案后進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)三、四，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

先修正之前定義的飽和溶液和不飽和溶液的概念，然后師生交流討論后最終得出飽和溶液和不飽和溶液的概念。教師要特別強(qiáng)調(diào)“一定量溶劑”“一定溫度”這兩大前提條件。

（3）教師完成演示實(shí)驗(yàn)一、二，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 演示實(shí)驗(yàn)一教給學(xué)生判斷溶液是否飽和的方法，演示實(shí)驗(yàn)二讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到某種溶質(zhì)的飽和溶液還能再溶解其他溶質(zhì)的事實(shí)。

【設(shè)計(jì)意圖】杜甫詩(shī)云：“隨風(fēng)潛入夜，潤(rùn)物細(xì)無聲”，合適的教學(xué)方式能使學(xué)生自悟，其教學(xué)效果會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過直接告知。對(duì)初中化學(xué)來說，分組實(shí)驗(yàn)、分組討論、課堂交流、演示實(shí)驗(yàn)等教學(xué)方法，更有助于學(xué)生產(chǎn)生思維火花，創(chuàng)新思維，最終獲得知識(shí)、習(xí)得技能。學(xué)生已初步感知了飽和溶液和不飽和溶液，能夠在教師的引導(dǎo)下借實(shí)驗(yàn)學(xué)知識(shí)，以探究促理解，自我建構(gòu)、逐步完善、深入理解飽和溶液和不飽和溶液的概念。在該子活動(dòng)中，設(shè)計(jì)了4個(gè)分組實(shí)驗(yàn)和2個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，旨在借助實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)飽和溶液和不飽和溶液的概念，讓學(xué)生在“實(shí)驗(yàn)探究”中獲得感性認(rèn)識(shí)，在“實(shí)驗(yàn)探究”中提升實(shí)踐能力，在“實(shí)驗(yàn)探究”中逐步養(yǎng)成化學(xué)核心素養(yǎng)。

3.自我設(shè)計(jì)飽和溶液和不飽和溶液相互轉(zhuǎn)化的方案

同一種溶質(zhì)的飽和溶液和不飽和溶液是可以相互轉(zhuǎn)化的。依據(jù)活動(dòng)二中的分組實(shí)驗(yàn)三、四，學(xué)生可以很自然地得出飽和溶液轉(zhuǎn)化為不飽和溶液的方案，讓學(xué)生分組重點(diǎn)討論不飽和溶液轉(zhuǎn)化為飽和溶液的方案（提示：從影響物質(zhì)溶解性的因素來考慮，還要考慮到某些物質(zhì)的溶解性隨溫度變化的特殊性），并在全班交流，師生共同討論后得出飽和溶液和不飽和溶液相互轉(zhuǎn)化的方案，如圖1所示。

【設(shè)計(jì)意圖】該子活動(dòng)是建立在學(xué)生很好地理解了“影響物質(zhì)溶解性的因素”“飽和溶液和不飽和溶液”這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，有一定的難度。轉(zhuǎn)化方案的設(shè)計(jì)能夠很好地檢測(cè)出學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)建構(gòu)知識(shí)體系的能力，提升學(xué)生思維的邏輯性和嚴(yán)密性。

三、基于實(shí)驗(yàn)探究理清概念間的關(guān)系

問題：飽和溶液一定是濃溶液?jiǎn)幔坎伙柡腿芤阂欢ㄊ窍∪芤簡(jiǎn)?？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明你的判斷？

猜想：飽和溶液不一定是濃溶液，不飽和溶液也不一定是稀溶液。

實(shí)驗(yàn)探究：

（1）如圖2所示：常溫下，食鹽全部溶解（飽和？不飽和？），氫氧化鈣沒有全部溶解（飽和）。演示實(shí)驗(yàn)：繼續(xù)向試管中添加少量食鹽（不超過0.8g），充分振蕩，全部溶解，證明原食鹽溶液是不飽和溶液。

結(jié)論：當(dāng)溫度相同、溶質(zhì)不相同時(shí)，不飽和溶液可能是濃溶液，飽和溶液可能是稀溶液。

（2）如圖3所示：常溫下，硝酸鉀沒有全部溶解，說明上層清液是常溫下的飽和溶液。演示實(shí)驗(yàn)：將試管加熱至沸騰，固體全部溶解，立即向試管中加入1g硝酸鉀，充分振蕩，全部溶解，再加入19硝酸鉀，充分振蕩，全部溶解，證明第一次加入19硝酸鉀后的溶液是100℃時(shí)的不飽和溶液。

結(jié)論：當(dāng)溶質(zhì)相同、溫度不相同時(shí)，飽和溶液可能是稀溶液，不飽和溶液可能是濃溶液。 師生經(jīng)過討論共同得出飽和溶液、不飽和溶液與濃溶液、稀溶液的關(guān)系，如圖4所示。當(dāng)溫度和溶質(zhì)都相同時(shí)，飽和溶液一定比不飽和溶液濃。

【設(shè)計(jì)意圖】該活動(dòng)建立在活動(dòng)一中的分組實(shí)驗(yàn)一、三的基礎(chǔ)上，增加2個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，帶有濃厚的“實(shí)驗(yàn)探究”的味道。教師遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的順序，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生去回憶、去觀察、去思考，幫助學(xué)生把與探究?jī)?nèi)容相關(guān)的知識(shí)從頭腦中挖掘出來，結(jié)合觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，循著教師的思維引導(dǎo)，得出最終的結(jié)論。在活動(dòng)中，學(xué)生充分體驗(yàn)到思維的產(chǎn)生和發(fā)展過程，感受到知識(shí)體系的建構(gòu)過程。

從實(shí)驗(yàn)事實(shí)引出化學(xué)基本概念，重視化學(xué)事實(shí)的分析，注重化學(xué)知識(shí)和實(shí)際生活現(xiàn)象之間的辨析。在學(xué)生理解問題的過程中感受飽和溶液、不飽和溶液概念的生成。注重聯(lián)系生活實(shí)際適當(dāng)拓展，以豐富教學(xué)資源，拓寬學(xué)生視野。依托化學(xué)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生形成科學(xué)方法和科學(xué)能力。

課堂是學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的主陣地，教師要不斷科學(xué)創(chuàng)新、改進(jìn)課堂教學(xué)模式，以“活動(dòng)單”為媒介，以“實(shí)驗(yàn)探究”為抓手，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究、能動(dòng)建構(gòu)，使學(xué)生真正成為課堂的主人，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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