基于“实验探究”的初中化学活动单的设计

陈丽

摘要：“实验探究”是初中化学核心素养的最基本的内容构成，是化学学科最具特色的学习方式。文章以“影响物质溶解性的因素”活动单的设计为例，重点探讨化学学科核心素養中“实验探究”素养的培养。

关键词：实验探究;核心素养;活动单;溶解性;影响因素

文章编号：1008-0546（2019）07-0038-04

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.07.011

化学学科核心素养反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求，全面展现了学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。高中化学学科核心素养主要包括：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学精神与社会责任5个维度。初中化学学科核心素养的主要内容包括：分类表征、宏微结合、变化守恒、模型认知、实验探究、绿色应用等。

落实学生化学学科核心素养的培养，要把课堂学习活动的设计作为化学课堂教学的中心，通过学习活动，学习化学的核心基础知识和基本技能，提高学生的学科核心素养[1]。培养学生的化学学科核心素养必须以课堂为主阵地，以知识教学为载体，以“活动单”为媒介，引导学生在“活动”中自主、合作、探究学习。“独学而无友，则孤陋而寡闻”。“活动单导学”倡导的“小组合作学习、由学生主导”的教学方式，恰好与发展学生核心素养的初衷相契合。

“影响物质溶解性的因素”是沪教版九年级下册第六章“溶解现象”第三节“物质的溶解性”中的知识，属于基本概念的知识范畴，学生理解起来有较大的难度。义务教育课程标准（2011版）指出：“化学实验是学科的主要特征，也是进行科学探究的重要方式，它的功能是其他教学方式无法替代的”。基于“实验探究”促进概念理解，我将本节课设计成了三个活动。

一、基于实验探究影响物质溶解性的因素

1.回忆溶解、溶液的概念，阅读材料并解决问题

材料一：在相同条件下，食盐易溶于水，小石子却难溶于水。

材料二：指甲油不能用水洗去，用洗甲水却很容易洗去。

材料三：古人对泡茶水温十分讲究。宋代蔡襄在《茶录》中说：“候汤最难，未熟则沫浮，过熟则茶沉，前世谓之蟹眼者，过熟汤也。沉瓶中煮之不可辨，故日候汤最难。”

（1）溶液是由哪两部分组成的？

（2）什么是物质的溶解性？

（3）决定物质溶解性的因素有哪些？哪些外界条件的改变会影响固体物质的溶解性？

【设计意图】该子活动从学生熟悉的生活中的化学物质入手，降低了学习中的陌生感。让学生认识到生活中处处有化学，处处留心皆学问。学生能用学到的化学知识解释生活中的现象、解决生活中的问题，从而体现出化学学科的应用价值。

2.先分组设计“探究影响物质溶解性的因素”的方案（提示：合理运用控制变量法），然后进行交流，师生共同修改方案后进行实验探究（表1）（表2）

【设计意图】化学是一门以实验为基础的学科，在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力[2]。学生先运用控制变量法设计实验方案再完成实验，不仅锻炼了思维能力，还锻炼了动手实验的能力;学生记录、分析实验现象从而得出实验结论，训练了逻辑思维能力和科学的语言表达能力。学生观察“加热澄清石灰水”的现象，增强了思维的严密性。通过该子活动，学生不仅获得了化学的基础知识和基本技能，“实验探究”和“科学精神”等化学核心素养也得到了培养。

3.阅读材料并结合所学知识回答问题

干洗就是用有机化学溶剂对衣物进行洗涤，去除油污和污渍的一种干进干出的洗涤方式。干洗是由法国人乔利·贝朗在19世纪初发明的。乔利出生于贫民家庭，在贵族家庭当杂工。一次乔利将煤油滴到了贵妇交给他的衣服上，他发现被煤油浸过的地方不但没脏，反而将原来的污渍清除了，经过反复试验，乔利又在煤油里加了其他的一些化学原料，终于研制出了干洗剂。干洗诞生后的最初50年间，使用的是苯、煤油、汽油等溶剂，这些溶剂都具有可燃性，易造成火灾。1897年，德国人吕德维格·安特林发明了四氯化碳作干洗剂，洗涤效果好，不易燃，但有刺鼻的气味，对设备也具有一定的腐蚀性。1918年，欧洲开始使用三氯乙烯代替四氯化碳，干洗业渐渐发展起来。目前常用的干洗剂是一种从石油中提炼出的溶剂——四氯乙烯，它无害于人体健康，也没有起火危险。

（1）你知道衣物是用什么物质来干洗的吗？

（2）你知道衣物干洗是什么原理吗？

（3）你还能举出生活中类似的事例吗？

【设计意图】该子活动旨在培养学生的阅读能力、从材料中提取关键信息的能力以及灵活运用所学知识解决实际问题的能力。化学学科的目标是要提升学生的核心素养，让学生得到最大程度的发展，将来更美好地生活。化学不是纯粹的符号、法则的堆积，化学就在我们身边。教学中，应引导学生用“化学的眼睛”观察生活的世界，带着生活的体验走进化学世界，再用化学知识指导生产生活实践，从而发挥学科功能，体现学科价值[3]。了解干洗剂的演变历程，还能培养学生“社会责任”和“绿色应用”等化学核心素养。

二、基于实验探究建构化学基本概念

1.初步感知饱和溶液和不饱和溶液

完成分组实验一，初步感知饱和溶液和不饱和溶液，并回答问题。

（1）溶质是否可以无限制地溶解在一定量的溶剂里？

（2）溶液的溶质质量分数是否可以无限制地增大？

【设计意图】借用活动一中学生已经做过的实验继续进行实验探究，通过实验现象及对2个问题的探讨，让学生对“饱和溶液”和“不饱和溶液”有初步的感知，为后续的学习做好铺垫。

2.自我建构饱和溶液和不饱和溶液的概念

（1）完成分组实验二，初步探究饱和溶液和不饱和溶液的概念。

（2）分组讨论并交流使A、B两个烧杯中未溶解的硝酸钾晶体溶解的方案，师生共同修改方案后进行分组实验三、四，记录实验现象。

先修正之前定义的饱和溶液和不饱和溶液的概念，然后师生交流讨论后最终得出饱和溶液和不饱和溶液的概念。教师要特别强调“一定量溶剂”“一定温度”这两大前提条件。

（3）教师完成演示实验一、二，学生观察实验现象、得出实验结论。 演示实验一教给学生判断溶液是否饱和的方法，演示实验二让学生认识到某种溶质的饱和溶液还能再溶解其他溶质的事实。

【设计意图】杜甫诗云：“随风潜入夜，润物细无声”，合适的教学方式能使学生自悟，其教学效果会远远超过直接告知。对初中化学来说，分组实验、分组讨论、课堂交流、演示实验等教学方法，更有助于学生产生思维火花，创新思维，最终获得知识、习得技能。学生已初步感知了饱和溶液和不饱和溶液，能够在教师的引导下借实验学知识，以探究促理解，自我建构、逐步完善、深入理解饱和溶液和不饱和溶液的概念。在该子活动中，设计了4个分组实验和2个演示实验，旨在借助实验促进学生建构饱和溶液和不饱和溶液的概念，让学生在“实验探究”中获得感性认识，在“实验探究”中提升实践能力，在“实验探究”中逐步养成化学核心素养。

3.自我设计饱和溶液和不饱和溶液相互转化的方案

同一种溶质的饱和溶液和不饱和溶液是可以相互转化的。依据活动二中的分组实验三、四，学生可以很自然地得出饱和溶液转化为不饱和溶液的方案，让学生分组重点讨论不饱和溶液转化为饱和溶液的方案（提示：从影响物质溶解性的因素来考虑，还要考虑到某些物质的溶解性随温度变化的特殊性），并在全班交流，师生共同讨论后得出饱和溶液和不饱和溶液相互转化的方案，如图1所示。

【设计意图】该子活动是建立在学生很好地理解了“影响物质溶解性的因素”“饱和溶液和不饱和溶液”这两个知识点的基础上设计的，有一定的难度。转化方案的设计能够很好地检测出学生的学习成果，培养学生综合运用已有经验和知识建构知识体系的能力，提升学生思维的逻辑性和严密性。

三、基于实验探究理清概念间的关系

问题：饱和溶液一定是浓溶液吗？不饱和溶液一定是稀溶液吗？如何设计实验来证明你的判断？

猜想：饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液也不一定是稀溶液。

实验探究：

（1）如图2所示：常温下，食盐全部溶解（饱和？不饱和？），氢氧化钙没有全部溶解（饱和）。演示实验：继续向试管中添加少量食盐（不超过0.8g），充分振荡，全部溶解，证明原食盐溶液是不饱和溶液。

结论：当温度相同、溶质不相同时，不饱和溶液可能是浓溶液，饱和溶液可能是稀溶液。

（2）如图3所示：常温下，硝酸钾没有全部溶解，说明上层清液是常温下的饱和溶液。演示实验：将试管加热至沸腾，固体全部溶解，立即向试管中加入1g硝酸钾，充分振荡，全部溶解，再加入19硝酸钾，充分振荡，全部溶解，证明第一次加入19硝酸钾后的溶液是100℃时的不饱和溶液。

结论：当溶质相同、温度不相同时，饱和溶液可能是稀溶液，不饱和溶液可能是浓溶液。 师生经过讨论共同得出饱和溶液、不饱和溶液与浓溶液、稀溶液的关系，如图4所示。当温度和溶质都相同时，饱和溶液一定比不饱和溶液浓。

【设计意图】该活动建立在活动一中的分组实验一、三的基础上，增加2个演示实验，带有浓厚的“实验探究”的味道。教师遵循学生认知发展的顺序，引导和激发学生去回忆、去观察、去思考，帮助学生把与探究内容相关的知识从头脑中挖掘出来，结合观察到的实验现象，循着教师的思维引导，得出最终的结论。在活动中，学生充分体验到思维的产生和发展过程，感受到知识体系的建构过程。

从实验事实引出化学基本概念，重视化学事实的分析，注重化学知识和实际生活现象之间的辨析。在学生理解问题的过程中感受饱和溶液、不饱和溶液概念的生成。注重联系生活实际适当拓展，以丰富教学资源，拓宽学生视野。依托化学实验让学生形成科学方法和科学能力。

课堂是学科核心素养培养的主阵地，教师要不断科学创新、改进课堂教学模式，以“活动单”为媒介，以“实验探究”為抓手，激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习、合作探究、能动建构，使学生真正成为课堂的主人，促进学生化学学科核心素养的培养与发展。

参考文献

[1]王云生.探索课堂学习活动设计落实核心素养培养要求[J].化学教学，2016（9）：3-6

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[3]王宝斌，“阿基米德支点”：发展学生化学核心素养的最佳切入点——以“几种重要的盐”教学为例[J].中学化学教学参考，2016（1-2）：9-12