初中化学“溶液”单元学习活动设计

◎ 周 峰

在全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的教育教学变革过程中，学科核心素养成为基础教育关注的一大热点。素养不会在一节课中形成，所以单元教学是课堂教学中落实学科核心素养的载体。本文聚焦“溶液”单元，建立本单元知识内容与核心素养的主要关联，设计多种实验活动，将单元目标贯彻于课时活动教学环节，在丰富学生活动经历，增加学生体验机会的过程中，用学生不同的行为表现呈现核心素养的不同水平，助推学生化学学科素养的发展。

一、“溶液”单元分析

沪教版《化学》九年级第一学期第三章中第一单元“溶液”内容主要为：①物质的溶解性；②饱和溶液与不饱和溶液；③物质的溶解度；④物质从溶液中析出；⑤溶液的组成和溶质质量分数。这些内容与学生的学习和生活紧密联系，但又有一定的抽象性。

（一）单元主要内容

本单元中，学生需要学习物质溶解的不同现象，了解溶液的组成，知道物质溶解性、溶液饱和或不饱和两种溶液状态，理解溶解度概念、溶液结晶等现象，知道溶液质量分数在生产生活中的应用等。“溶解度”是本单元的核心知识内容，“溶解度”不是对溶质质量或溶剂质量的限度，而是对两者比例关系的限度。在对溶液的学习中，学生对溶液的认识要从定性水平发展到定量水平，要建立溶液中各组分的比例关系决定溶液状态的思想，同时合理调节溶液中溶质、溶剂质量，满足社会生产生活中对各种溶液的需求。

比例关系是对“定量”的一个重要认识发展，从“比例关系”角度出发认识溶液是本单元的重要认识思路，最终达到学生形成认识溶液的相应认识方式——既有定性又有定量；既会认识静态的溶液状态又会分析动态的状态改变。基于这种思考，笔者梳理出本单元的知识内容结构框架如图1所示。

图1 “溶液”单元的知识内容结构框架

（二）学情分析

学生在学习本单元之前已具备的知识有：物质分类，纯净物和混合物，粗盐提纯中食盐、泥沙的溶解能力不同。本单元的内容与生活联系紧密，基于生活中的水或饮料等物质，学生有一定的认识基础和生活常识，能从溶质、溶剂种类或溶质、溶剂、溶液的质量来识别溶液，但没有对溶液组成的深刻理解；知道“溶液各处都是均匀的”，但其实质代表什么并不清楚。对溶液的认识，学生还存在一些难点问题：①学习停留在对溶液的直观印象。一杯无色溶液，学生容易遗漏看不见的溶质；一杯没有固体剩余的溶液，学生容易认为它是不饱和溶液；学生主动从溶质、溶剂的视角分别分析溶液组成的意识不强。②只关注溶质或溶剂具体的量，没有比例量的认识角度。

看到固体不能完全溶解，学生知道了溶解是有限度的；加一定量水后，固体溶解了，由此学生很容易建立物质溶解能力就是指溶质质量的多少，而溶质的质量与水的质量相关。生活常识也让学生知道水多，溶解的盐或糖就多。因此，学生头脑中的定量意识，更多的是指溶质的具体量或溶剂的具体量，是孤立地看待溶质质量或溶剂质量，缺乏用溶质质量和溶剂质量的比例量来描述溶液组成的认识角度，没有建立用溶质、溶剂和溶液的“量”内在联系表述溶液组成意识，没有构建用溶质质量、溶剂质量和溶液质量的“比例量”处理溶液问题的思路。

综上所述，基于对溶液核心知识和学生认知现状的分析，在本单元内容中，要发展学生的定量认知角度，尽早让学生对溶液的认识从关注单一的溶质质量和溶剂质量转变为关注溶质质量和溶剂质量的比例量或溶质质量和溶液质量的比例量。

二、以学科素养为导向确定单元学习目标

教师应帮助学生形成系统化的溶液知识结构，建立认识溶液不仅从溶液的溶质种类或溶剂种类来区分不同溶液，更要加强从溶质、溶剂、溶液的质量比例量的角度认识溶液组成，基于溶质、溶剂、溶液质量的比例量认识物质溶解能力和溶液状态之间的转化关系。把对溶液“比例关系”的定量认识转化为解决综合复杂问题的思路与方法，是深化学生认识，发展学生思维的关键。基于上述分析，笔者确定如下单元学习目标。

（1）通过利用控制变量思想设计“探究影响物质溶解能力因素”实验活动，体会科学探究的基本过程（提出假设，设计实验和收集证据，分析现象和得出结论等）。

（2）通过对不同实验方案的对比分析，初步建立比较不同物质溶解性的基本思路和方法。

（3）通过“实现饱和溶液和不饱和溶液转化”“用折光仪测不同溶液的数值”等活动，寻找判断某物质饱和或不饱和溶液的证据，建立某温度下饱和溶液中溶质、溶剂的质量比是一个定值思想。

（4）通过“配制不同颜色硫酸铜溶液”等活动，分析不同溶液的溶质、溶剂和溶液质量比值，用铜离子试纸进一步证明不同质量的溶液可以有相同的性质，进一步巩固从溶液中各组分的比值认识溶液的视角。

（5）学会从物质溶解度视角分析生活中的不同析晶现象，深刻认识化学对人民美好生活的贡献。

三 、本单元中部分课时活动设计分析

依据学生的认知基础，笔者调整了本单元的课时教学内容先后顺序，以“比例关系”为统领，将物质的溶解性、饱和溶液与不饱和溶液、溶质的质量分数确定为本单元的前三个课时，溶解度和溶液结晶紧随其后；前三个课时构建从“比例关系”新角度认识溶液，体现知识的连贯性和递进性，后两个课时进一步形成解决溶液析晶等复杂问题的基本思路与方法，使各课时内容联结为一个有组织体系的内容整体。

以往教学中，教师更关注让学生利用公式进行溶解度或溶质质量分数的计算训练，而本单元的学习要淡化公式计算，帮学生建立认识溶液的角度，这个角度也可以称为是一个认知模型——比例关系模型。不管是判断饱和溶液或不饱和溶液，还是比较物质的溶解性，或者构建重要概念溶解度，学生都可以利用这个“比例关系模型”进行思考。在不同的课时中，通过设计有一定挑战性的学习任务和驱动性问题，组织学生经历实验探究、分析推理、关联概括、解释说明等学习活动，促进学生积累活动经验，促进学生“证据推理和模型认知”和“科学探究和创新意识”核心素养的发展。

课时1 物质的溶解性1

“溶解性”课时学习活动设计见表1。

表1 “溶解性”课时学习活动设计

【设计说明】 在单元学习主题教学引入阶段，基于生活经验，让学生提出影响物质溶解能力的几个因素，先自行设计实验证明温度对物质溶解性的影响，巩固用控制变量思想设计实验的基本思路。呈现不同实验结果对比，辨析物质的溶解性与溶剂质量的关系，得出表征溶解性的理论模型：溶质质量与溶剂质量比，而不是用溶质质量表征。根据溶解性的理论模型，设计实验比较白糖、食盐的溶解性，学生基于对溶解性的模型表征（溶质质量和溶剂质量比）和控制变量思想，可以设计出至少两种方案（同样多的水中比溶质的多少；溶解同样多的固体比水的多少等）。

课时2：饱和溶液与不饱和溶液2

“饱和溶液与不饱和溶液”课时学习活动设计见表2。

表2 “饱和溶液与不饱和溶液”课时学习活动设计

【设计说明】 以学生为中心，让学生自己配制常温下食盐的饱和溶液或不饱和溶液，并让学生证明其配制溶液的状态。一杯无固体剩下的溶液状态的判断可通过继续加入少量该固体，观察加入的固体是否溶解得出结论。此内容进行理论分析比较容易，但实际操作上很难分辨清楚“溶解了一点” 或“一点都不溶解”情况。为了解决这个问题，教师引入了“折光仪”测不同状态溶液的折光率，发现两种不同状态溶液的折光率有一定规律：同一温度下，不同质量饱和溶液的折光数值是定值，不饱和溶液的折光数值一定小于饱和溶液的折光数值；发现这个规律后，再用折光仪测自己所配的溶液，马上就可以判断出溶液的状态。整个活动过程开放性很大，不同学生配制的不同溶液的数值不同，学生配制要从这些数值中寻找规律，体会数值的同或不同与两种溶液状态的关系而不是仅仅关注溶液中溶质或溶剂的质量。 用折光仪测溶液数值并判断溶液状态的活动，实际上让学生真正进入研究溶质、溶剂、溶液比值的视角，为后面溶解度、溶质质量分数的学习打下迁移的基础。

课时3 溶质质量分数3

“溶质质量分数”课时学习活动设计见表3。

表3 “溶质质量分数”课时学习活动设计

【设计说明】 通过要求学生配不同深浅颜色的硫酸铜溶液，呈现不同组的溶液取用的溶质、溶剂质量的不同。学生从颜色和溶质，溶剂质量的相互联系中，初步构建出溶液颜色不取决于溶质质量，而是取决于溶质质量和溶剂质量的比例量；从不同质量的硫酸铜饱和溶液的颜色相同，进一步与旧知“饱和溶液中溶质、溶剂质量比是一个定值”建立联系；在写标签说明时思考能描述该溶液确定性的性质是什么，进一步巩固对溶质、溶剂、溶液质量比例量的认识，最后自主建构溶质质量分数概念。

三节课都是从关注具体的溶质质量、溶剂质量到关注溶质质量、溶剂质量的比值，从而建立对溶液中组成成分“比例量”的认识发展，加深对溶液的认识。每一节课中的活动都有不同水平的素养体现，并且随着课时教学内容的推进，学生的活动也逐渐更有方向。在循序渐进中，学生从知道“均一性”这个词到理解“均一性”含义，再到运用它区分溶液状态，标识溶液等。三节课都注重对“溶解性”“饱和溶液”“不饱和溶液”“溶质质量分数”等重要概念的本质探寻，在活动中让学生发现和理解事实、概念等知识之间的内在联系，由此构成有整体联系的，能凸显“溶液”内容的知识结构框架。此知识结构框架便于后续指导学生学习溶解度、溶液结晶等内容，深化学生对溶液内容的理解与运用。

四、课时活动设计要点

本单元的课时活动内容、活动形式不同程度地体现了“证据推理与模型认知”和“科学探究与创新意识”两个方面的学科素养。每课时都设计挑战性学习活动和活动反思，让学生充分经历活动探究、合作交流、展示评价、梳理总结等过程，在一系列逐渐进阶的活动中促进学生核心素养的发展。设计课时活动时，教师需要关注以下三个方面。

（一）活动与目标的一致性

不同的课时活动要匹配不同的课时目标，并对应不同水平的核心素养，不同的活动形式对应不同的素养水平层次。

课时1中主要活动“探究影响物质溶解能力的因素”中的关键策略是控制变量思想的运用。设计对比实验(改变一个自变量，控制其他条件，测定因变量的变化，形成结论），体现的是“证据推理与模型认知”第一水平——能从物质及其变化的事实中提取证据，对有关的化学问题提出假设，能依据证据证明或证伪假设。

课时2中主要活动“利用折光仪浓度计判断溶液状态”的关键策略是发现数据间的关系，主要体现“证据推理与模型认知”第二水平——从不同视角分析问题，推出合理结论。

课时3中主要活动“探究两份硫酸铜溶液颜色深浅不同的原因” 体现的是“证据推理与模型认知”第三水平——能从定性与定量结合上收集证据，能通过定性分析和定量计算推出合理的结论。

（二）活动与活动间的递进性

本单元的学习活动设计重点考虑了不同课之间的活动关系，力图通过活动间的紧密联系，体现出学生认识能力发展的进阶。在课时1中通过比较食盐和蔗糖溶解能力的不同实验，初步让学生建立了溶解能力是指溶质和溶剂关系，是两者的比例量而不是仅仅指溶质或溶剂单一量的多少；在课时2中通过用折光仪测不同状态溶液的折光数据来快速判断溶液的状态，进一步体会出一定温度下，同一溶质的不同质量的饱和溶液的数据是固定的，说明此时饱和溶液中溶质和溶剂质量的比值是固定的，改变条件，会使这个比值发生变化，在课时3中通过学生用不同固体和水的质量配制颜色不一的溶液，同时给烧杯内溶液填补标签信息的活动，让学生再次建立描述溶液的两个角度：①从溶质、溶剂进行定性描述；②从溶质、溶剂、溶液质量的比值进行定量描述。最终，让学生对溶液的认知方式从关注单一质量到关注组分质量的比值，对溶液性质的认识就更深刻。

（三）活动与问题的联系性

学生在活动中经历过程，记录经验，并能提出问题；或在活动探究后，经过研讨，解释说明等活动形式，经历自主解决问题的过程。课时1通过两个活动中相同的现象，引发出核心问题：固体溶解了，温度是影响溶解性因素，那么水的多少是影响因素么？课时2在活动后提出：如何快速知道溶液状态？课时3在活动后提出：如何给该溶液写标签说明？这些问题，都不是学生查找教材就可找到答案的，都必须结合活动进行思考，才能进行问题解决的。活动和问题是紧密联系的，根据核心问题设计相应的活动或者通过相关的活动引发学生自主提出问题，问题的类型和解决问题的目的不同，选择的活动形式也会不同。

注释：

1.本案例由上海外国语大学松江外国语学校梁秀华提供。

2.本案例由华东师范大学松江实验中学刘懿雯提供。

3.本案例由华东师范大学松江实验中学盛文强提供。