化學(xué)概念教學(xué)中的教材處理及教法改進

繆徐

摘要

針對化學(xué)概念教學(xué)中存在的教材處理保守拘謹(jǐn)、教學(xué)方式陳舊單一等問題，以初中化學(xué)“溶液”單元中幾個核心概念的教學(xué)為例，闡述了從宏觀到微觀、從定性到定量、從經(jīng)驗到實證、從單一到綜合等教材處理策略以及教法改進建議。

關(guān)鍵詞

化學(xué)概念 教材 溶液 結(jié)晶 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)

化學(xué)概念是化學(xué)課程內(nèi)容的重要組成部分，是化學(xué)知識的“骨架”?；瘜W(xué)概念教學(xué)，不僅要關(guān)注學(xué)生化學(xué)知識的獲取，更要關(guān)注他們化學(xué)觀念的形成、學(xué)科思維的培養(yǎng)以及學(xué)科素養(yǎng)的提升。然而，在初中化學(xué)概念教學(xué)中，依然有一些教師不能站在上述高度去審視自身的教學(xué)，教材處理保守拘謹(jǐn)，教學(xué)方式陳舊單一，有些學(xué)校甚至還存在教師抱著教材“講”概念、學(xué)生對著教材“背”概念的現(xiàn)象。為此，筆者在概念教學(xué)的教材處理及教法改進上做了一些探索，現(xiàn)以初中化學(xué)“溶液”單元中幾個概念的教學(xué)為例談一談個人體會。

一、從宏觀走向微觀

“宏觀辨識與微觀探析”體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科最具特征的認識視角和思維方式，是化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)之一。因此，雖然“溶液”單元的教學(xué)為這一核心素養(yǎng)的落地提供了較多的素材，但是，不同版本的教材編寫思路不一，因此教師在教學(xué)過程中要注意各種版本教材的融合和教學(xué)方式的出新。

對于“溶液”，人教版教材是從宏觀角度去定義的：一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)中所形成的均一、穩(wěn)定的混合物。使用人教版的教師在教學(xué)中可以借鑒滬教版等教材中的定義視角及分析思路，結(jié)合蔗糖、氯化鈉等物質(zhì)的構(gòu)成情況，引領(lǐng)學(xué)生分析溶液形成的微觀過程，啟發(fā)他們從微觀的視角再建溶液概念：一種或幾種物質(zhì)以分子或離子的形式分散到另一種物質(zhì)中所形成的均一、穩(wěn)定的混合物。

在此基礎(chǔ)上，教師還可以進一步引領(lǐng)學(xué)生從宏觀、微觀兩個角度去認識溶解的內(nèi)涵和溶液的組成等問題。

從宏觀的角度認識溶解：①一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)中形成溶液的過程;②如果A放入B中能得到均一、穩(wěn)定的混合物，則A能溶解于B，否則，A不溶解于B。從微觀的角度認識溶解：①一種或幾種物質(zhì)以分子或離子的形式向另一種物質(zhì)中分散的過程;②將A放入B中，若A能以分子或離子的形式向B中分散，則A溶解于B，否則，A不溶解于B。

從宏觀的角度認識溶液的組成：溶液由溶質(zhì)和溶劑組成。從微觀的角度認識溶液的組成：溶液中含有溶質(zhì)的分子（離子）、溶劑的分子以及水合分子（離子）。滬教版教材里沒有涉及物質(zhì)溶解中的水合過程，使用該版本教材的教師可以根據(jù)教學(xué)實際加以處理。

顯然，從宏觀走向微觀，實現(xiàn)兩種認識視角的對接和打通，有助于學(xué)生加深對溶液、溶液組成、溶解等核心概念的認識，有助于提升學(xué)生的多重表征能力，促進學(xué)生微粒觀的形成，為酸、堿、鹽知識的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

二、從定性走向定量

從定性走向定量既是視角的轉(zhuǎn)換，也是認識的進階。對于溶液的宏觀組成從定性（溶質(zhì)、溶劑）走向定量（溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、溶質(zhì)溶解能力的描述從定性（易溶、可溶、微溶、難溶）走向定量（溶解度）等教學(xué)素材，教師的認識是清晰的，教材處理起來較為得心應(yīng)手。不過，對于下列教學(xué)素材，許多教師關(guān)注不夠、挖掘不夠。

如，從微觀的角度可以對酒精溶液的組成做定性描述：酒精分子，水分子，水合酒精分子。也可以做定量描述并設(shè)問：酒精的化學(xué)式為C2H5OH，已知酒精溶液中酒精分子和水分子的個數(shù)比為1：3，求該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。通過微觀層面的酒精和水的分子個數(shù)比1：3，學(xué)生能推出宏觀層面的酒精和水的質(zhì)量比為46：54，進而得出酒精溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%。

又如，對結(jié)晶的概念，幾種版本的教材中都是從定性的角度去建立的，那能不能在定性的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生做一番定量分析呢？對此，筆者做了探索性嘗試：

20℃時氯化鈉的溶解度是36g?，F(xiàn)從20℃的氯化鈉溶液A（含水110g、氯化鈉36g）中恒溫蒸發(fā)10g水得到溶液B，再從溶液B中恒溫蒸發(fā)10g水得到溶液C，試分析A→B以及B→C的變化中溶質(zhì)質(zhì)量、溶劑質(zhì)量、溶液質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化情況（見圖1，其中，“-”表示不變，“↑”表示增大，“↓”表示減小，下同）。

60℃時硝酸鉀的溶解度是110g，20℃時硝酸鉀的溶解度是31.6g。現(xiàn)將70℃的硝酸鉀溶液A（含水100g、硝酸鉀110g）降溫至60℃得到溶液B，再將溶液B從60℃降溫至20℃得到溶液C，試分析A→B以及B→C的變化中溶質(zhì)質(zhì)量、溶劑質(zhì)量、溶液質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化情況（見圖2）。

教學(xué)實踐表明，從定量的角度去建立蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶的概念，一方面能加深學(xué)生對固體溶解度內(nèi)涵的理解，真正厘清溶液變化過程中多個數(shù)據(jù)的變化情況;另一方面能讓學(xué)生真正明白溶質(zhì)從溶液中析出的原因，厘清結(jié)晶方式與溶解度受溫度影響程度兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系。

三、從經(jīng)驗走向?qū)嵶C

從探究問題方式多樣性的角度看，經(jīng)驗和實證并沒有高低之分;從化學(xué)學(xué)科的特點看，實證更能引發(fā)學(xué)生的關(guān)注;從學(xué)科素養(yǎng)的角度看，實證事關(guān)學(xué)生證據(jù)推理能力的培養(yǎng)。因此，在概念教學(xué)中很有必要通過一些小實驗的增設(shè)來培養(yǎng)學(xué)生的實證意識以及實證實驗的設(shè)計能力。

溶液“均一性”的認識是溶液概念教學(xué)的重點和難點。十多年前，筆者在省級賽課中采用的是經(jīng)驗法：打開可樂飲料的封口，美美地喝上一口、兩口、三口，你會覺得每一口都一樣的爽、一樣的甜……如今的教學(xué)，如果還是采用這種“經(jīng)驗法”就顯得有些過時了，因而可以考慮在實證方面做點小文章。如，用密度計放在溶液中的不同部位測定溶液的密度;用電導(dǎo)率傳感儀在溶液中的不同部位測定溶液的電導(dǎo)率等。實證的方式幫助學(xué)生理解溶液的均一性：溶液各處性質(zhì)相同，溶質(zhì)微粒分散均勻。

溶質(zhì)概念建立之后，教師通常會拋出一個深化認識的問題：將鎂條放入一定量的稀鹽酸中，恰好完全反應(yīng)后得到一種無色溶液，該溶液中的溶質(zhì)是鎂、溶劑是稀鹽酸，對嗎？為什么？解決這個問題，大多數(shù)教師運用的是“經(jīng)驗法”，也就是用學(xué)過的金屬與酸發(fā)生反應(yīng)的知識去解釋：鎂和稀鹽酸反應(yīng)后的產(chǎn)物是氯化鎂和氫氣，氫氣從溶液中逸出，所得溶液中的溶質(zhì)是氯化鎂。有一位年輕教師跳出了“經(jīng)驗法”的束縛，在解決這一問題時加了一個小小的對比實驗：用玻璃棒分別蘸取鹽酸試樣和所得溶液試樣在酒精燈火焰上灼燒，前者沒有固體物質(zhì)留下，后者有白色固體出現(xiàn)。這樣的實證小實驗，平實之中出神奇，讓人耳目一新。

飽和溶液概念中的“對應(yīng)性”是指：不能溶解某一種溶質(zhì)，該溶液就稱之為這一種溶質(zhì)的飽和溶液。上述“對應(yīng)性”的認識也可以通過實證的方式去實現(xiàn)：在硝酸鉀飽和溶液中加入1～2小粒高錳酸鉀，發(fā)現(xiàn)溶液的顏色變成淡淡的紫紅。

四、從單一走向綜合

也許是概念理解難度不大、教學(xué)素材不夠豐富的緣故，在溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的教學(xué)中，教師教授過程簡略、方法單一的現(xiàn)象較為普遍。其實，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)，是學(xué)生聯(lián)系生活實際、打通章節(jié)壁壘、感悟知識生長的載體，教師要利用這一載體豐富教學(xué)方式。

利用概念建立之初的情境創(chuàng)設(shè)，加強溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與日常生活的聯(lián)系，如生理鹽水瓶的標(biāo)簽上有0.9%的字樣，泳池中的硫酸銅含量不能超過0.0001%，這些百分?jǐn)?shù)表示什么意義？通過問題的解決，學(xué)生也就明白了溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)意義。

利用概念的理解內(nèi)化，從以下兩個方面打通章節(jié)壁壘，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生體會到知識的生長。

一是把溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以前學(xué)過的幾種分?jǐn)?shù)進行對比。溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)、水中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、海水中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等四種分?jǐn)?shù)中的哪個分?jǐn)?shù)最為類似？空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是氣態(tài)單質(zhì)在氣態(tài)混合物中的體積占比，水中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是元素在化合物中的質(zhì)量占比，海水中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是元素在混合物中的質(zhì)量占比，而赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是化合物在混合物中的質(zhì)量占比。學(xué)生通過甄別，很快發(fā)現(xiàn)：溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最類似。

二是把溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與以前學(xué)過的比值進行對比。溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實質(zhì)也是個比值，這一比值和原先學(xué)過的溶液中溶質(zhì)與溶劑的質(zhì)量比、化合物中各元素的質(zhì)量比、化合物分子中各原子的個數(shù)比有什么不同？一是比向不同，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是“豎向”的比，另外三種比都是“橫向”的比;二是溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是局部與整體的比，另外三種比都是局部與局部的比;三是溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是用百分比表示，另外三種比都是用最簡整數(shù)比表示。

此外，還可以利用概念的拓展運用，將宏觀、微觀打通，讓定性、定量對接。具體做法見上文第二部分有關(guān)酒精溶液的組成認識。

通過“溶液”單元中幾個核心概念教學(xué)情況的分析，我們看到了概念教學(xué)中教材處理以及教法改進的緊迫性、必要性以及可行性。只有不斷實踐、不斷反思、不斷改進，概念教學(xué)才能尋得突破，化學(xué)課堂才能真正成為學(xué)生核心素養(yǎng)提升的搖籃。

（作者單位：蘇州高新區(qū)實驗初級中學(xué)）

本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“快速擴容型學(xué)校教師專業(yè)發(fā)展路徑的研究”（編號：D/2016/02/331）、江蘇省蘇州市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃重點課題“基于學(xué)生核心素養(yǎng)提升的初中卓越課堂的研究”（編號：16121018）階段性研究成果。