感受溶液“生长”的历程

滕旻彦

摘要：“溶液的配制与分析”在传统理解上是实验课，其实也是“物质的量浓度”的概念课，更是“实验”与“概念”相辅相成、交相辉映的“综合”课。“溶液的配制与分析”的教学设计，具有教学内容的“大风范”、教学过程的“强逻辑”和学生活动的“多层次”等特点，能让学生在学习过程中体会到浓度表达方式因要求不同的演变，并获得自身关于溶液浓度知识的自然“生长”。

关键词：溶液的配制与分析；教学设计；教学反思

文章编号：1008-0546（2016）10-0069-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.024

一、对教学内容的认识

1. 课程标准的要求和教材的编排

对于《化学1》中“溶液的配制与分析”，《普通高中化学课程标准（实验）》的要求是“体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用”，初步认识实验、比较等科学方法以及“实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用”[1]。

苏教版教材将“溶液的配制与分析”安排在《化学1》专题1“化学家眼中的物质世界”的第二单元“研究物质的实验方法”之中，并编排在“物质的分离与提纯”和“常见物质的检验”等主题之后。可见，教材是要让学生了解溶液的配制与分析是研究物质的一种实验方法，并引导学生对研究物质实验方法的认识能从定性研究提高到定量研究的层面，以培养学生的定量意识和定量思维。

另外，从“化学家眼中的物质世界”专题所涉及的内容来看，“溶液的配制与分析”还能从“化学”和“科学”的视角，引导学生观察生活、生产中的溶液与溶液配制，让他们在认识“溶液的配制与分析”在生活生产应用的同时，“认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用”[2]。

2. 学情基础分析

学生在九年级化学学习中，已经学习了质量分数的概念以及一定质量分数溶液配制的方法，而且在与学生的交流中了解到他们对这部分知识掌握得比较牢固，几乎所有的学生都能熟记质量分数的概念以及一定质量分数溶液配制方案中的实验步骤、实验仪器和操作要点。物质的量浓度与质量分数虽在表达溶液浓度时涉及的物理量不同，但在配制溶液实验方案中实验步骤、实验仪器、实验操作等方面有较大的相似度。引导学生从已有的质量分数概念和一定质量分数溶液的配制方案入手，通过比较、迁移，可以有效降低学生学习的难度，激发学生学习的兴趣。

另外，初中化学实验主要侧重于定性实验、验证性实验，虽然学生已掌握一定质量分数溶液的配制方法，但更多的是对实验方案的识记、操作规范的训练，学生未能真正理解概念与实验方案间的密切关系，也就不能很好地将实验方案的设计思路举一反三。所以，本节内容的学习中，教学目标不能仅定位于对新实验方案的识记，而应引导学生紧扣物质的量浓度的概念，设计实验方案、细化实验操作、分析实验误差，最终形成实验设计的基本思路。

基于以上两点，笔者将“溶液的配制与分析” 教学目标定位为：（1）从生活的视角感知溶液——多角度联系实际，引导学生从生活的视角去观察和关注生活中溶液浓度大小、溶液浓度的表达方式、溶液的配制等，体会溶液浓度与科学知识的关系，溶液的配制对生活生产的重要性以及科学研究方法对改变生活的重要作用，增强学生学习本节内容的兴趣与热情，学会感受和欣赏化学的社会价值。（2）从科学的视角研究溶液——引导学生运用“实验”“比较”的科学方法，通过小组讨论、自主迁移、自主建构和自我反思进行新知识的学习，让学生在理解物质的量浓度概念、初步掌握配制一定物质的量浓度溶液方法的同时，增强定量意识，并初步建构实验设计的基本思路。

二、教学流程

学习任务一：从不同的视角，认识溶液的“浓”和“稀”与生产、生活及科技的关系。

学习活动1：结合苏轼《饮湖上初晴后雨》中的“欲把西湖比西子，淡妆浓抹总相宜”，体会诗人眼中“浓”和“稀”的寓意。

学生活动2：体会美食家、艺术家等对溶液“浓”和“稀”的看法。

学习活动3：以NaCl溶液为例，体会溶液“浓”和“稀”的含义，并思考鉴别浓食盐水和稀食盐水的方法。

学生活动4：结合下列材料，了解在科学家眼中溶液“浓”和“稀”蕴含的科学知识。

材料1：1916年，英国高性能军用飞机发动机上首次使用乙二醇作为防冻液，而乙二醇的浓度与防冻液的凝固点密切相关。

材料2：世界上最大的运用反渗透原理进行水质纯化的工厂位于沙特阿拉伯的朱拜勒，其中的有关技术参数与盐水的浓度密不可分。

设计意图：

（1）学习活动1、2将“溶液”放入诗的意境和生活情境中，引导学生从不同人的视角来理解溶液浓度大小与生活方方面面的密切关系。

（2）学习活动3一方面是引导学生运用初中所学的物理、化学、生物知识解决问题，如用物理学中的溶液浓度与密度的关系，化学中溶液浓度与溶解能力的关系，生物学中溶液浓度与细胞失水能力的关系；另一方面是揭示溶液浓度与科学知识的关系，引导学生从科学的视角认识溶液。

（3）学习活动4引导学生从科学家的视角更全面的认识溶液中蕴含的科学知识，使他们对溶液的认识从定性转向定量，体会溶液浓度准确表达的重要性，同时自然过渡到认识溶液浓度定量表达方式的学习环节。

学习任务二：结合生活情境，认识溶液浓度的多种定量表达方式，初步认识溶质的物质的量浓度概念。

学习活动1：结合生活情境中的有关图片，理解各种不同浓度表达方式的含义。

图片：标有5%、52%vol、每100mL 3.0g、5.2×10-4 mol/L等浓度的葡萄糖注射液、白酒、牛奶的包装盒及血检报告单。

学习活动2：科学研究中常需要知道一定体积的溶液中所含溶质的物质的量，思考哪种溶液浓度的表达方式更合适。

设计意图：引导学生认识溶液浓度表达方式的多样性，在不同的领域或因不同的目的可以用不同的表达方式，而且这些浓度的表达方式都能体现溶质、溶剂、溶液三者之间的量的关系。帮助学生突破原有的溶质质量分数的认知框架，真正理解溶液浓度的含义，同时学习“物质的量浓度”的概念，并对“物质的量浓度”概念形成初步的认识。

学习任务三：初步学习配制一定物质的量浓度的溶液，并在实验的设计中再次认识溶质的物质的量浓度的概念。

学生活动1：回忆初中学过的“配制一定质量分数溶液”的操作步骤和实验用品。

学生活动2：以“配制一定质量分数溶液”的实验操作为依据，设计“准确配制100 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液”的实验方案。

学生活动3：小组间互相评价、讨论，在教师的指导下突破难点形成最终方案。

设计意图：

（1）从学生的已有知识出发，引导学生运用迁移、比较的方法，设计配制一定物质的量浓度溶液的方案，以降低学生实验设计的难度，激发学生实验设计的兴趣。

（2）让学生在方案的设计中发现两个实验操作的主要差别，即“粗略配制”与“准确配制”、“溶液质量”与“溶液体积”的差别，从而再次认识和理解“物质的量浓度”的概念，并明确该实验成功的关键点是确保溶质质量的准确性和溶液体积的准确性，从而引出准确控制溶液体积的量器——容量瓶的结构和使用方法。

（3）在实验方案的设计过程中，始终引导学生将物质的量浓度的概念与实验操作紧密结合起来，让学生体会概念与实验间的密切关系，逐步养成理论与实际相结合的思维方法。

学习任务四：初步学习实验误差分析的方法，并在反思中完善对实验方案的设计。

学生实验1：配制100 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液。

学生实验2：测定所配溶液的电导率值，并与标准溶液的电导率值进行比较。

学生活动：分析导致所配溶液误差的原因，完善细化溶液配制的实验方案。

设计意图：

（1）通过实验，让学生感受到理论上的实验设计和实际操作之间的“距离”。只有在真实的实践过程中，才能发现实验设计中未尽的细节之处，如溶解固体时所用水的量的控制，玻璃棒引流时操作的要点，溶液体积最终控制时胶头滴管的使用等等，从而进一步认识到定量实验的设计需要不断地完善和修正。

（2）让学生从所配溶液电导率数值的误差入手，回顾并反思实验的各环节，分析造成所配溶液浓度误差的原因。并引导学生归纳总结出误差分析的依据是物质的量浓度的概念，从而让学生进一步认识理论与实际相结合的意义。

学习任务五：梳理提炼，初步形成定量实验设计的一般思路。

学生活动：在教师的引导下，建构定量实验设计的一般思路（如图1）。

设计意图：结构化的知识，有利于学生的迁移和应用。

学习任务六：从生活的角度，认识溶液配制在生活中的应用。

图片：溶液配制在农药稀释、消毒液配制、镀银工艺、水再生处理中的应用。

设计意图：从更广阔的视野认识溶液的配制，再次体会科学技术对生活、生产的影响。

学习任务七：归纳总结，布置作业。

学习活动：谈谈现在眼中溶液“浓”和“稀”的变化。

作业布置：在生活中寻找与溶液浓度、溶液配制有关的素材，从科学的视角分析其中的知识和方法。

设计意图：再次回到“眼中的世界”，意在让学生从生活、化学的角度重新审视自己对溶液浓度及溶液配制的认识，体会在学科知识、学科方法和学科观念等方面的收获。

三、教学反思

1. 注重教学内容的“大风范”

“溶液的配制与分析”的常规教学一般是将其定位于实验教学，教学内容上侧重物质的量浓度溶液的配制，多采用教师讲解演示与学生模仿演练相结合的教学方法。笔者在设计该课时，将“溶液”作为主角，以“眼中的物质世界”为主线，让学生尝试从不同的角度对“溶液”进行新的认识，并在学习过程中不断丰富、拓展，旨在让学生从生活、科学的角度更深入认识和了解溶液浓度大小对性质的影响，认识溶液浓度表示方法的多样性和必要性，以及理解学习不同浓度溶液配制方法的实际意义。也就是说，本节课教学内容的设计重点并不在概念的计算应用、溶液配制方案的识记、实验操作的规范、实验数据的分析等方面，而是着眼于化学概念、化学实验方案设计、实验操作要点、数据分析方法等要素间的相关性，让学生在设计、测量、分析、反思、归纳的过程中掌握定量实验设计与分析的一般方法（如图2）。唯有将学习置于这样“大”的情境和“大”的目标追求之中，学生才能有更大的胸襟和情怀，在掌握化学学习和科学实践方法的同时，更好地体会化学的价值与意义，并获得自身更好的长远的发展。

2. 注重教学过程的“强逻辑”

“溶液的配制与分析”的常规教学过程一般是按物质的量浓度的概念、物质的量浓度的有关计算、一定物质的量浓度溶液的配制、误差分析等为主线顺势展开的。笔者在教学中设计了三条主线：（1）以溶液浓度为主线，从浓度大小对物质性质的影响到生活中溶液浓度的不同表示方式及含义，再到溶液的配制方法，最后回到生活中溶液配制的意义。（2）以溶液的配制方法为主线，从熟知的配制一定质量分数的溶液到探究如何准确配制一定物质的量浓度的溶液。（3）以物质的量浓度概念为主线，将溶液配制、误差分析紧密融合起来。三条主线相互融合渗透，相互补充。其中第三条主线的设计如图3。

从图3可以看出，学生对“物质的量浓度”概念的理解并不是一步到位的，而是让学生在实验设计中通过“质量分数”和“物质的量浓度”的概念的分析比较，“一定质量分数溶液配制方案”的迁移运用，深化了对物质的量浓度概念的理解。在溶液的配制过程中，本节课也并未采用传统的教师讲解示范、学生模仿演练的学习方法，而是大胆放手让学生在实践中体会学习，在误差分析中反思提高，从而不断完善细化实验方案，并再一次归纳总结出物质的量浓度的概念是误差分析的重要依据，再一次地认识概念并运用概念。整节课学生的认知过程体现了从已有的质量分数迁移到物质的量浓度，从茫然迁移应用配制一定质量分数溶液的方案到理性思考，最终形成“认识—应用—再认识—再应用”的认知方式，让学生深刻体会到概念在实验设计和误差分析中的主导作用，更有利于学生在学习过程中逐步形成理论与实际相结合的思维方式。

3. 注重学生活动的“多层次”

本节课的设计始终以学生活动为主，外显的活动有让学生体会溶液浓度大小对生活、科技的影响，生活中不同浓度表达方式的含义，实验方案的设计，配制溶液的方案，测量所配溶液的导电率等。内隐的活动主要包括两条线，一是思维活动，迁移已有知识设计实验方案、反思实验设计的缺陷、完善实验方案、进行误差分析；二是情感体验活动，感受溶液浓度大小与配制在生活、科技发展中的意义，感受实验设计的严谨，感受科学实验的不易，感受化学概念与实验间的密切关系。只有充分调动学生多层次的活动，才能真正让学生认识化学，理解化学，掌握化学学习的方法。

参考文献

[1][2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003