基于真實(shí)情境和化學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)知識(shí)素養(yǎng)化

林賽玉 張賢金

摘要：以“走進(jìn)天宮課堂——再識(shí)Vc泡騰片”為主題，基于真實(shí)情境開展溶液的教學(xué)。通過“識(shí)Vc之液”“觀Vc之色”“品Vc之味”“探Vc之氣”的任務(wù)驅(qū)動(dòng)，幫助學(xué)生深層理解溶液?jiǎn)卧R(shí)，通過單元教學(xué)統(tǒng)整溶液中零散的碎片化知識(shí)，形成結(jié)構(gòu)化知識(shí)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，提升解決真實(shí)情境問題的方法和能力，落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：Vc泡騰片；溶液；單元復(fù)習(xí)；核心素養(yǎng)；深度學(xué)習(xí)

文章編號(hào)：1008-0546（2023）12-0012-05 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.12.003

一、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)現(xiàn)狀分析

“溶液”選自粵教版九年級(jí)《化學(xué)（下冊(cè)）》第七單元，主要涉及內(nèi)容有“溶解與乳化”“物質(zhì)溶解的量”“溶液濃稀的表示”“結(jié)晶現(xiàn)象”。本單元是在學(xué)生熟悉的常見溶劑——水的性質(zhì)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上展開的，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)一類混合物——溶液。通過認(rèn)識(shí)溶液的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)研究物質(zhì)的一般思路：從定性認(rèn)識(shí)到定量認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)用微粒觀看待化學(xué)變化。溶液這單元概念多，知識(shí)點(diǎn)比較抽象，學(xué)生在知識(shí)遷移上有較大困難。

目前，很多教師從不同的角度進(jìn)行了多種教學(xué)設(shè)計(jì)。有的教師應(yīng)用常見的藥物止咳糖漿、小兒酚黃那敏顆粒等藥劑為真實(shí)的生活情境，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，從學(xué)生的已有認(rèn)知出發(fā)，理解溶解現(xiàn)象、飽和溶液等相關(guān)內(nèi)容，很好地復(fù)習(xí)了單元核心知識(shí)；［1］有的教師從實(shí)驗(yàn)激趣，通過學(xué)生熟悉的“沉浮的千禧”，自然而然地引出溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)等相關(guān)概念，復(fù)習(xí)了具體概念，體會(huì)了溶液的價(jià)值；［2］有的教師以導(dǎo)游的身份介紹物理方法生產(chǎn)氯化鈉為主線，感受古人智慧，了解從混合物中得到純凈物的考慮因素。［3］這些設(shè)計(jì)都給筆者很大啟發(fā)，但是大部分教師都沒有對(duì)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，使知識(shí)內(nèi)化為學(xué)生自己能夠理解的思維結(jié)構(gòu)。

二、教學(xué)思想

以天宮課堂中的Vc泡騰片為情境串聯(lián)本節(jié)課的內(nèi)容，從“識(shí)Vc之液”“觀Vc之色”“品Vc之味”“探Vc之氣”的任務(wù)驅(qū)動(dòng)等方面，對(duì)溶液進(jìn)行定性和定量探究。通過設(shè)置生活化的問題，不僅聚焦溶液?jiǎn)卧诵闹R(shí)，而且能發(fā)展學(xué)生的問題解決能力，促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展。

三、教學(xué)目標(biāo)

（1）通過觀看神舟十三號(hào)航天員在太空的生活之旅視頻，感受航天員對(duì)中國航天事業(yè)發(fā)展所作出的巨

大貢獻(xiàn)，激發(fā)民族自豪感。

（2）以“Vc泡騰片”為載體的實(shí)驗(yàn)，鞏固溶液的組成、特性、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)模型認(rèn)知，培養(yǎng)根據(jù)溶解度曲線讀取信息的能力，并建構(gòu)根據(jù)溶解度曲線進(jìn)行分離提純考慮因素的思路；鞏固過濾、結(jié)晶、溶解等實(shí)驗(yàn)基本操作。

（3）通過由甘蔗制備蔗糖晶體，培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力，充分地體現(xiàn)“做中學(xué)”，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，感受化學(xué)學(xué)科價(jià)值。

（4）通過建構(gòu)溶液思維導(dǎo)圖，使知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，形成知識(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)在關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步深化對(duì)核心知識(shí)的理解與遷移應(yīng)用。

四、教學(xué)流程

詳見表1。

四、教學(xué)過程

1.課堂引入

【引入】播放神舟十三號(hào)短視頻

【教師】從視頻中我們看到航天員在天宮實(shí)驗(yàn)站中進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)授課，里面有油水分離實(shí)驗(yàn)與泡騰片實(shí)驗(yàn)，今天老師將這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合下，看下會(huì)擦出怎樣的火花，來看下實(shí)驗(yàn)具體是如何操作的？

【演示實(shí)驗(yàn)】往瓶子中倒入30 mL的水，再加入50 mL 的油，滴入數(shù)滴色素，再加入一片泡騰片，觀察現(xiàn)象。

【問題1】完成該實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備什么儀器與藥品？

【學(xué)生】膠頭滴管，量筒，瓶子，泡騰片，油，水，色素。

【問題2】油倒入水中觀察到什么現(xiàn)象？這種混合液叫作什么？

【學(xué)生】油水不相溶的分層現(xiàn)象；混合液叫作乳濁液。

【教師演示】接下來滴入色素再加入今天的主角“泡騰片”，觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生】（既好奇又興奮地觀察）大量氣泡產(chǎn)生。

【教師】對(duì)，這種現(xiàn)象叫作“火山噴發(fā)”，當(dāng)有大量氣體聚集的時(shí)候帶動(dòng)水沖出油層，而水由于受到重力的作用往下沉，產(chǎn)生類似“火山噴發(fā)”的效果（如圖1所示）。那接下來同學(xué)們來做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。

2.環(huán)節(jié)一：識(shí)Vc之液

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】向100 mL、150 mL 的水杯中分別加入一片泡騰片，微微晃動(dòng)杯子，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。完成實(shí)驗(yàn)后，小組討論并回答關(guān)于配制的液體相關(guān)問題。

【學(xué)生交流討論、匯報(bào)展示】觀察到有大量的氣泡產(chǎn)生，同時(shí)液體由無色變成粉色（如圖2所示）。

問題1：配制液體的過程涉及的操作名稱是什么？

【學(xué)生】從實(shí)驗(yàn)中觀察到泡騰片慢慢溶于水，因此叫溶解。

問題2：各部分的濃度是否一致？說說你判斷的依據(jù)。

【學(xué)生】一致，將一杯液體倒至其他杯中時(shí)，顏色深淺一樣，說明該液體具有均一性。

問題3：外界條件不變，放置一段時(shí)間，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象？為什么？

【學(xué)生】不會(huì)，該液體具有穩(wěn)定性。

問題4：配制的液體是純凈物還是混合物？【學(xué)生】混合物，既有泡騰片又有水。

【教師】那同學(xué)們認(rèn)為這個(gè)混合液是不是溶液，嘗試用自己的語言說說什么是溶液？

【學(xué)生】是溶液，溶液是溶質(zhì)溶于溶劑形成的均一、穩(wěn)定的混合物。

問題5：從微粒角度分析溶解過程？

【學(xué)生】物質(zhì)中的微粒不斷運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散到水分子中?！窘處煛靠磥硗瑢W(xué)們對(duì)溶液的定性認(rèn)識(shí)都很到位。3.環(huán)節(jié)二：觀Vc之色

【教師】剛才說的都是兩杯溶液的相同點(diǎn)，那這兩杯溶液有沒有不同點(diǎn)？

【學(xué)生】一杯多一杯少。

【學(xué)生】一杯顏色深一杯顏色淺。

【提出問題】為什么配制的溶液會(huì)呈現(xiàn)出深淺不一的顏色。

【學(xué)生】濃度不同。

【學(xué)生】溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同。

【小結(jié)】濃度的表示方法很多，我們初中階段常用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示溶液的濃度。

【追問】溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是如何表示溶液的濃度的？

溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=溶液的質(zhì)量（溶質(zhì)的質(zhì)量）×100%

【學(xué)生討論交流】現(xiàn)有25 g 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的蔗糖溶液、20 g 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的蔗糖溶液、蔗糖晶體和蒸餾水，請(qǐng)選用上述藥品，設(shè)計(jì)不同的方案配制50 g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的蔗糖溶液。

【學(xué)生】方案一：稱取蔗糖晶體10 g，蒸餾水量取40 mL。

【教師】你是怎么想到的？

【提問】溶液從溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%變成20%，這個(gè)過程叫什么？有什么特點(diǎn)？

【學(xué)生】稀釋，稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變。【教師】如何實(shí)現(xiàn)？

【教師】如表2所示，需要水的量是40 mL 還是25 mL 呢？說明理由。

【學(xué)生】25 mL；40 mL是稀釋后溶劑的總量，原來已經(jīng)有15 mL 的水，所以只需加25 mL 的蒸餾水。

【教師】那如何操作呢？

【學(xué)生】方案二：量取25 mL 的蒸餾水加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的溶液中，即可配成50 g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的溶液。

【教師】如何將20 g 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的蔗糖溶液變成50 g 溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的蔗糖溶液呢？

【學(xué)生】肯定要加溶質(zhì)。

【教師】同學(xué)們嘗試算算需要加多少溶質(zhì)？

【學(xué)生】先算出變化前溶質(zhì)的質(zhì)量為20 g×15%=3 g，溶劑的質(zhì)量為20 g-3 g=17 g；變化后溶質(zhì)的質(zhì)量為50 g×20%=10 g，溶劑的質(zhì)量為50 g-10 g=40 g，因此需要稱量蔗糖7 g，量取蒸餾水23 mL。將稱好的蔗糖、量好的蒸餾水加入20 g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的蔗糖溶液中便可。

【教師】掌聲送給這位同學(xué)，看來他對(duì)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的模型認(rèn)知非常到位。

【追問】請(qǐng)同學(xué)們思考下，如果同種溶液，濃度不同性質(zhì)會(huì)相同嗎？能舉一個(gè)例子嗎？

【學(xué)生】不一樣，濃硫酸與稀硫酸的性質(zhì)不同。濃硫酸有很強(qiáng)的腐蝕性等，但稀硫酸沒有。

【小結(jié)】為了更好地利用溶液，不僅需要對(duì)溶液有定性認(rèn)識(shí)，也需要對(duì)溶液有定量的認(rèn)識(shí)，這也是認(rèn)識(shí)物質(zhì)的一般思路——從定量認(rèn)識(shí)到定性認(rèn)識(shí)。

4.環(huán)節(jié)三：品Vc之味

【過渡】品嘗自制的飲品，感覺怎么樣？

【學(xué)生】酸酸甜甜。

【追問】為什么會(huì)酸酸甜甜的？

【教師】從現(xiàn)象看本質(zhì)，需要認(rèn)識(shí)泡騰片的成分，成分中的檸檬酸和蔗糖使其酸甜可口。

【追問】蔗糖晶體是如何制備的？

【過渡】書本上我們學(xué)習(xí)過哪種晶體的制備？是否可以遷移下？

【學(xué)生】食鹽的制備：先取一定量的粗鹽溶于燒杯中，并用玻璃棒攪拌，接著用漏斗過濾出沙子，然后將濾液倒入蒸發(fā)皿中蒸發(fā)，直至有大量晶體析出，停止加熱。

【教師】同學(xué)們根據(jù)該同學(xué)的思路思考一下蔗糖晶體的制備流程。

【同學(xué)們交流討論反饋】先將甘蔗榨成汁，然后過濾掉蔗渣，將蔗汁倒入鍋中邊加熱邊攪拌，待其變黏稠時(shí)停止加熱，冷卻、結(jié)晶。

【追問】你們?cè)趺粗朗墙禍?、結(jié)晶，應(yīng)考慮什么因素？

【學(xué)生】根據(jù)蔗糖的溶解度與溫度的變化關(guān)系。

【PPT展示】圖3為蔗糖的溶解度曲線。

根據(jù)圖3回答下列問題：

【問題1】a 點(diǎn)表示此時(shí)溶液是（“飽和溶液”或“不飽和溶液”）；

【問題2】計(jì)算此時(shí) a 點(diǎn)的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式。

【問題3】將溶液從b點(diǎn)變成a點(diǎn)有哪些方法？

【學(xué)生】a 點(diǎn)表示90℃時(shí)，在100 g 水中最多溶解400 g 的蔗糖。

【學(xué)生】a點(diǎn)溶液是飽和溶液，曲線上任何一點(diǎn)都是飽和溶液。

【學(xué)生】a點(diǎn)的溶液為飽和溶液，所以可用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=S/（100+S）×100%。溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為400 g/（400 g+100 g）×100%。

【學(xué)生】b點(diǎn)溶液是不飽和溶液，a點(diǎn)溶液是飽和溶液，根據(jù)圖3分析不飽和溶液到飽和溶液可以用降溫結(jié)晶法。

【教師】播放視頻生活中如何自制蔗糖，是否按同學(xué)們所講的方案進(jìn)行，感受學(xué)科價(jià)值。

【小結(jié)】物質(zhì)提純方法

5.環(huán)節(jié)四：探Vc之氣

【提出問題】為什么叫它泡騰片，與燒開水時(shí)冒泡會(huì)一樣嗎？

【學(xué)生】不一樣，燒水時(shí)冒泡是因?yàn)闇囟壬?，氣體（氧氣）的溶解度變小，所以有大量的氣泡。

【追問】這過程是物理變化還是化學(xué)變化？

【學(xué)生】物理變化，水中的氧氣因溫度升高溶解度減少，而此過程發(fā)生了化學(xué)變化。

【追問】這個(gè)氣體是如何產(chǎn)生的？需要老師提供什么資料？

【PPT 展示】圖4顯示了泡騰片的主要成分及輔料。平臺(tái)，為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實(shí)的表現(xiàn)機(jī)會(huì)。［4］溶液?jiǎn)卧拍畛橄?，學(xué)生理解與遷移應(yīng)用上會(huì)有較大的障礙，本節(jié)課以“走進(jìn)天宮課堂——再識(shí)Vc泡騰片”為主題，將溶液中零散知識(shí)點(diǎn)通過Vc泡騰片有趣的載體使知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，巧妙地從學(xué)科知識(shí)走向?qū)W科素養(yǎng)。通過對(duì)Vc泡騰片的探究真實(shí)問題解決，使學(xué)生體會(huì)到化學(xué)知識(shí)就在身邊，用化學(xué)的眼光觀察身邊的事物，激發(fā)學(xué)生求知欲，拓寬學(xué)生視野，同時(shí)從不同方面提升學(xué)生解決真實(shí)問題能力，建構(gòu)知識(shí)，促進(jìn)知識(shí)素養(yǎng)化。

2.利用實(shí)驗(yàn)提高教學(xué)效率?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。本節(jié)課有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過教師演示“火山噴發(fā)”的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生感受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂趣；通過動(dòng)手沖泡Vc泡騰片，引導(dǎo)學(xué)生真動(dòng)手、真實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究和科學(xué)思維；通過觀察分析顏色深淺不一，感受認(rèn)識(shí)物質(zhì)從定性到定量的一般思路；通過品嘗自制的飲品，類比食鹽晶體的制得啟發(fā)思考蔗糖的制得方法，發(fā)展學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行推理的科學(xué)思維；通過制備蔗糖晶體，感受化學(xué)對(duì)滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需求作出的貢獻(xiàn)。

3.如何善用多手段落實(shí)核心素養(yǎng)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，使知識(shí)傳授向發(fā)展素養(yǎng)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)高階思維的發(fā)展，任重道遠(yuǎn)。我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)新課標(biāo)的研讀，認(rèn)真學(xué)習(xí)新課標(biāo)的內(nèi)容，多多開展核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)的教學(xué)，切實(shí)轉(zhuǎn)變自己的教學(xué)思維，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

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