主題探究式構(gòu)建知識(shí)體系

張立培

【摘要】將溶液概念串聯(lián)嵌入到“卓筒井制鹽”主題中，建立溶液概念之間的相互聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生探究欲望，提高溶液復(fù)習(xí)效率，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化、功能化。

【關(guān)鍵詞】溶液? ?復(fù)習(xí)課? 知識(shí)體系? ?問題引導(dǎo)

【中圖分類號(hào)】G633.8

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1992-7711（2020）31-211-02

一、現(xiàn)狀與思考

教學(xué)內(nèi)容選擇是教學(xué)設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，復(fù)習(xí)課更是如此。它不是原有教學(xué)內(nèi)容的簡單的機(jī)械重復(fù)，而是根據(jù)復(fù)習(xí)需要，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合，最好還能形成一定的主題，使學(xué)生從整體上把握內(nèi)容的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行二次學(xué)習(xí)，從而促進(jìn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化、功能化，使學(xué)生的認(rèn)知水平和價(jià)值觀念達(dá)到更高的層次 。美國心理學(xué)家布魯納認(rèn)為，人類記憶的首要問題不是存儲(chǔ)而是檢索，而檢索的關(guān)鍵則在于結(jié)構(gòu)組織。知識(shí)的結(jié)構(gòu)化可以減輕學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān)，提高問題的解決效率。因此復(fù)習(xí)課需要重視加強(qiáng)不同知識(shí)間的交叉聯(lián)系，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，以有效實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)目標(biāo)。

溶液是初中化學(xué)的重要內(nèi)容，但其概念較為抽象，種類繁雜，計(jì)算乏味，所以復(fù)習(xí)《溶液》時(shí)，學(xué)生在面對(duì)著這些熟悉而又乏味的知識(shí)時(shí)，常帶著消極且被動(dòng)的情緒，思維參與度不高，使得學(xué)生很難在整體上把握知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，因此溶液是初中階段化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

基于上述分析，為了構(gòu)建溶液知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，嘗試以古代工藝“卓筒井制鹽工藝”為教學(xué)情境，設(shè)計(jì)出具有趣味的、有思考價(jià)值的、有意義的情境問題，教師通過誘導(dǎo)和點(diǎn)撥促使他們思考、交流討論、探究、嘗試解決，激發(fā)學(xué)生的探求欲望，使學(xué)生思維始終處于激活狀態(tài)。最終達(dá)到幫助學(xué)生構(gòu)建溶液概念之間的聯(lián)系，使之逐步形成系統(tǒng)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并能夠綜合運(yùn)用溶液的知識(shí)解決問題。

二、設(shè)計(jì)思路

我國古代的卓筒井制鹽工藝，包含了溶液組成、溶解度、結(jié)晶等相關(guān)知識(shí)，可以作為《溶液》復(fù)習(xí)課的知識(shí)載體，通過設(shè)置一系列問題，教師通過誘導(dǎo)和點(diǎn)撥促使他們解決問題，在情境——認(rèn)知——解決問題的三維框架下讓學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)體系，既鞏固了溶液的相關(guān)知識(shí)，又充分?jǐn)U展了學(xué)生的思維張力，使學(xué)生在縱深發(fā)展的思維過程中形成科學(xué)探究的學(xué)習(xí)品質(zhì)。

根據(jù)這一想法，根據(jù)以“卓筒井制鹽工藝”這一教學(xué)情境，設(shè)計(jì)成下表幾個(gè)誘導(dǎo)性問題：

三、問題引導(dǎo)與建立聯(lián)系

1.引入情境，激發(fā)學(xué)生的探索興趣

【引入】展示“卓筒井”制鹽的圖片，介紹這是我國古代勞動(dòng)人民制取食鹽的方法，這項(xiàng)技術(shù)叫做“卓筒井制鹽”，被稱為“中國古代第五大發(fā)明”和“手工制鹽的活化石”。

【播放視頻】帶著問題觀看卓筒井制鹽視頻：卓筒井制鹽包括哪幾道工序？哪些工序和溶液知識(shí)密切相關(guān)？

【交流討論】鉆井→汲鹵→濾鹵→曬鹵→煎鹽，后三道工序和溶液知識(shí)密切相關(guān)。

（設(shè)計(jì)意圖：將卓筒井制鹽的后三道工序作為溶液復(fù)習(xí)的情境“載體”，激發(fā)學(xué)生的探索興趣）

2.展開教學(xué)，以卓筒井制鹽工序?yàn)榫唧w情境，引入四個(gè)具有誘導(dǎo)性問題，層層深入，將溶液相關(guān)知識(shí)嵌入到誘導(dǎo)性問題中。

【誘導(dǎo)性問題1】教師：如何理解濾鹵？為什么要濾鹵？

回答這個(gè)問題之前，我們需要知道鹵水成分是什么？

表1：100g鹵水中各成分的含量

學(xué)生：過濾;除去鹵水中的泥沙。

教師：為什么NaCl、MgCl2、Na2SO4中的泥沙可用過濾方法除去？

學(xué)生：因?yàn)槟嗌撑c其他物質(zhì)的溶劑性不同。

教師：過濾后的鹵水從狀態(tài)上看，有何特征？其組成是什么？

學(xué)生：特征：均一性、穩(wěn)定性。組成為氯化鈉、氯化鎂、硫酸鈉和水

教師：NaCl、MgCl2、Na2SO4和H2O分別作為溶液的什么組分？

學(xué)生：NaCl、MgCl2、Na2SO4作為溶質(zhì)，H2O作為溶劑。

教師：溶液具有均一性和穩(wěn)定性。過濾前的鹵水是溶液嗎？它屬于什么？

學(xué)生：過濾前的鹵水沒有均一性和穩(wěn)定性，不屬于溶液;屬于懸濁液

教師：溶液由溶質(zhì)和溶劑組成，如何定量表示溶液的組成？

學(xué)生：質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

教師：質(zhì)量分?jǐn)?shù)概念是什么？計(jì)算方法是什么？

學(xué)生：溶質(zhì)質(zhì)量在溶液中所占的比例，計(jì)算方法是ω=? ? ? ×100%

教師：根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法，請(qǐng)計(jì)算出過濾后鹵水中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

學(xué)生：ω=? ? ? ? ? ? ?×100%=9.1%

教師：結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，即一定量的溶液中所含溶質(zhì)很少，那我們稱這種溶液為稀溶液，所以從這個(gè)角度考慮，溶液如何分類？

學(xué)生：稀溶液和濃溶液。

（通過對(duì)濾鹵過程的綜合分析，辨析溶液與濁液，更進(jìn)一步的理解了溶液組成與特征、溶解性、質(zhì)量分?jǐn)?shù)及計(jì)算等知識(shí)）

【誘導(dǎo)性問題2】教師：如何理解曬鹵？它在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)什么操作？

學(xué)生：蒸發(fā)操作。

教師：為什么要曬鹵？為什么不通過加熱的方式去除水分，直接進(jìn)行下一步煎鹽？

學(xué)生：煎鹽需要消耗能源，通過曬鹵可先蒸發(fā)一部分溶劑，節(jié)約能源。

教師：古人通過曬鹵這道工序，可以得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%的高濃度溶液，但是它是NaCl的飽和溶液還是不飽和溶液？有哪些方法可以判斷溶液是否飽和？

學(xué)生：加入溶質(zhì)，觀察溶質(zhì)固體是否溶解。

教師：如果溶液接近飽和，只溶解少許溶質(zhì)，不易觀察，如何判斷？

學(xué)生：加入質(zhì)量為m1的溶質(zhì)后，過濾、干燥、稱量后的固體質(zhì)量為m2，若m1=m2，溶液為飽和溶液。

教師：還有什么方法可以判斷溶液是否飽和？需要使用那些數(shù)據(jù)？

學(xué)生：計(jì)算方法;曬鹵后溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和該溫度下NaCl的溶解度。

教師：老師給出這兩個(gè)數(shù)據(jù)：在20℃時(shí)，NaCl溶解度為36g/100g水，判斷鹵水中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，該溶液是否飽和？（為簡化起見，假設(shè)溶質(zhì)只有NaCl）

學(xué)生：ω（NaCl） =? ? ? ? ?×100%= 26.5% >20% 所以為不飽和溶液。

（通過對(duì)曬鹵過程的綜合分析，復(fù)習(xí)了稀濃溶液的轉(zhuǎn)化、溶解度、飽和溶液概念及判斷方法）

【誘導(dǎo)性問題3】教師：如何理解煎鹽？它在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)什么操作？（在教 學(xué)過程中用PPT展示出煎鹽操作的圖片）

學(xué)生：蒸發(fā)結(jié)晶。

教師：為什么要用煎鹽的形式得到食鹽？ （在教學(xué)過程中用PPT展示出NaCl、Na2SO4、MgCl2的溶解度曲線圖）

學(xué)生：因?yàn)镹aCl的溶解度受溫度影響不大，MgCl2、 Na2SO4的溶解度受溫度影響較大。

教師：和蒸發(fā)結(jié)晶相對(duì)應(yīng)的另一種結(jié)晶方法是什么？其適用范圍是什么？

學(xué)生：降溫結(jié)晶，適用范圍是提純物質(zhì)的溶解度受溫度影響較大。

教師：鹵水蒸發(fā)到什么時(shí)候才會(huì)有晶體析出呢？比如在20℃，100gNaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鹵水，現(xiàn)需至少蒸發(fā)多少克水才會(huì)有晶體析出？解決這個(gè)問題的依據(jù)是什么？

學(xué)生：蒸發(fā)到NaCl為飽和溶液時(shí)晶體才會(huì)析出。依據(jù)為溶解度計(jì)算的比例式

=? ? ? ? ? ?=

所以 X= 24.4，故需至少需要蒸發(fā)24.4g水才會(huì)有晶體洗出。

教師：如果晶體從溶液中析出，首先溶液需要達(dá)到飽和狀態(tài)。從結(jié)晶的方法上，我們已經(jīng)知道了兩種可以使溶液飽和的方法：降溫和蒸發(fā)溶劑，除此之外還有其他方法嗎？

學(xué)生：加入溶質(zhì)。

教師：如何使溶液由飽和溶液變?yōu)椴伙柡腿芤海?/p>

學(xué)生：加溶劑或升溫。

教師：但是對(duì)于另外一種溶液，這種方法需要修正，哪種溶液？如何修正？

學(xué)生：溶解性隨溫度增加而減少的物質(zhì)，如氫氧化鈣溶液。對(duì)溫度進(jìn)行修正。

（通過對(duì)煎鹽過程的綜合分析，復(fù)習(xí)了蒸發(fā)結(jié)晶和降溫結(jié)晶及適用范圍、溶解度相關(guān)計(jì)算方法、飽和溶液與不飽和溶液的轉(zhuǎn)化方法等）

【誘導(dǎo)性問題4】教師：古人在煎鹽時(shí)，并不會(huì)將鹵水中的水分完全蒸干，你能猜到可能是什么原因嗎？（在教學(xué)過程中用PPT展示出NaCl、Na2SO4、MgCl2的溶解度曲線圖）

學(xué)生：因?yàn)辂u水中還有其他的可溶性雜質(zhì)，為了確保達(dá)到較純的NaCl，需要保留一些水分溶解可溶性雜質(zhì)。

教師：古人在煎鹽時(shí)，鹵水在高溫下需要趁熱過濾，最終才得到食用的食鹽。你能夠分析出為什么要趁熱過濾嗎？

學(xué)生：高溫時(shí)，雜質(zhì)的溶解度大，不易飽和，故不易析出;低溫時(shí)雜質(zhì)的溶解度變小，容易飽和，易析出。

（通過對(duì)具體情境應(yīng)用的分析，深刻理解蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶的原理，根據(jù)溶解度曲線解釋生產(chǎn)生活中的化學(xué)操作原理）

四、教學(xué)體會(huì)

本節(jié)課以“卓筒井制鹽”為情境，在不斷的解決問題中，完成了對(duì)溶液概念知識(shí)體系的建立。將枯燥繁雜的溶液知識(shí)串聯(lián)在教學(xué)情境中，激發(fā)了學(xué)生好奇心和求知欲，提高溶液復(fù)習(xí)效率，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化、功能化。這種“情境——方法——問題”的教學(xué)思路，應(yīng)該是提高復(fù)習(xí)課效率的一種很好的嘗試。

【參考文獻(xiàn)】

[1]萬延嵐，盧巍. 對(duì)化學(xué)復(fù)習(xí)課的重新審視和思考 [J].化學(xué)教學(xué)，2013，（5）： 10—13.

[2]王祖浩. 義務(wù)教育教科書化學(xué)九年級(jí)上冊(cè) [M]. 上海：上海教育出版社，2014.