基于真实情境和化学实验促进知识素养化

林赛玉 张贤金

摘要：以“走进天宫课堂——再识Vc泡腾片”为主题，基于真实情境开展溶液的教学。通过“识Vc之液”“观Vc之色”“品Vc之味”“探Vc之气”的任务驱动，帮助学生深层理解溶液单元知识，通过单元教学统整溶液中零散的碎片化知识，形成结构化知识，促进深度学习，提升解决真实情境问题的方法和能力，落实核心素养的培养。

关键词：Vc泡腾片；溶液；单元复习；核心素养；深度学习

文章编号：1008-0546（2023）12-0012-05 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.12.003

一、教学内容与教学现状分析

“溶液”选自粤教版九年级《化学（下册）》第七单元，主要涉及内容有“溶解与乳化”“物质溶解的量”“溶液浓稀的表示”“结晶现象”。本单元是在学生熟悉的常见溶剂——水的性质认识的基础上展开的，帮助学生认识一类混合物——溶液。通过认识溶液的学习认识研究物质的一般思路：从定性认识到定量认识，学会用微粒观看待化学变化。溶液这单元概念多，知识点比较抽象，学生在知识迁移上有较大困难。

目前，很多教师从不同的角度进行了多种教学设计。有的教师应用常见的药物止咳糖浆、小儿酚黄那敏颗粒等药剂为真实的生活情境，激发学生的内驱动力，从学生的已有认知出发，理解溶解现象、饱和溶液等相关内容，很好地复习了单元核心知识；［1］有的教师从实验激趣，通过学生熟悉的“沉浮的千禧”，自然而然地引出溶质质量分数等相关概念，复习了具体概念，体会了溶液的价值；［2］有的教师以导游的身份介绍物理方法生产氯化钠为主线，感受古人智慧，了解从混合物中得到纯净物的考虑因素。［3］这些设计都给笔者很大启发，但是大部分教师都没有对知识进行系统化、结构化设计，使知识内化为学生自己能够理解的思维结构。

二、教学思想

以天宫课堂中的Vc泡腾片为情境串联本节课的内容，从“识Vc之液”“观Vc之色”“品Vc之味”“探Vc之气”的任务驱动等方面，对溶液进行定性和定量探究。通过设置生活化的问题，不仅聚焦溶液单元核心知识，而且能发展学生的问题解决能力，促进核心素养发展。

三、教學目标

（1）通过观看神舟十三号航天员在太空的生活之旅视频，感受航天员对中国航天事业发展所作出的巨

大贡献，激发民族自豪感。

（2）以“Vc泡腾片”为载体的实验，巩固溶液的组成、特性、溶质质量分数模型认知，培养根据溶解度曲线读取信息的能力，并建构根据溶解度曲线进行分离提纯考虑因素的思路；巩固过滤、结晶、溶解等实验基本操作。

（3）通过由甘蔗制备蔗糖晶体，培养实践动手能力，充分地体现“做中学”，激发学习兴趣，感受化学学科价值。

（4）通过建构溶液思维导图，使知识系统化、结构化，形成知识结构内在关联，进一步深化对核心知识的理解与迁移应用。

四、教学流程

详见表1。

四、教学过程

1.课堂引入

【引入】播放神舟十三号短视频

【教师】从视频中我们看到航天员在天宫实验站中进行了两次实验授课，里面有油水分离实验与泡腾片实验，今天老师将这两个实验进行整合下，看下会擦出怎样的火花，来看下实验具体是如何操作的？

【演示实验】往瓶子中倒入30 mL的水，再加入50 mL 的油，滴入数滴色素，再加入一片泡腾片，观察现象。

【问题1】完成该实验需要准备什么仪器与药品？

【学生】胶头滴管，量筒，瓶子，泡腾片，油，水，色素。

【问题2】油倒入水中观察到什么现象？这种混合液叫作什么？

【学生】油水不相溶的分层现象；混合液叫作乳浊液。

【教师演示】接下来滴入色素再加入今天的主角“泡腾片”，观察现象。

【学生】（既好奇又兴奋地观察）大量气泡产生。

【教师】对，这种现象叫作“火山喷发”，当有大量气体聚集的时候带动水冲出油层，而水由于受到重力的作用往下沉，产生类似“火山喷发”的效果（如图1所示）。那接下来同学们来做一个简单的实验。

2.环节一：识Vc之液

【实验内容】向100 mL、150 mL 的水杯中分别加入一片泡腾片，微微晃动杯子，观察并记录实验现象。完成实验后，小组讨论并回答关于配制的液体相关问题。

【学生交流讨论、汇报展示】观察到有大量的气泡产生，同时液体由无色变成粉色（如图2所示）。

问题1：配制液体的过程涉及的操作名称是什么？

【学生】从实验中观察到泡腾片慢慢溶于水，因此叫溶解。

问题2：各部分的浓度是否一致？说说你判断的依据。

【学生】一致，将一杯液体倒至其他杯中时，颜色深浅一样，说明该液体具有均一性。

问题3：外界条件不变，放置一段时间，会不会出现分层现象？为什么？

【学生】不会，该液体具有稳定性。

问题4：配制的液体是纯净物还是混合物？【学生】混合物，既有泡腾片又有水。

【教师】那同学们认为这个混合液是不是溶液，尝试用自己的语言说说什么是溶液？

【学生】是溶液，溶液是溶质溶于溶剂形成的均一、稳定的混合物。

问题5：从微粒角度分析溶解过程？

【学生】物质中的微粒不断运动扩散到水分子中。【教师】看来同学们对溶液的定性认识都很到位。3.环节二：观Vc之色

【教师】刚才说的都是两杯溶液的相同点，那这两杯溶液有没有不同点？

【学生】一杯多一杯少。

【学生】一杯颜色深一杯颜色浅。

【提出问题】为什么配制的溶液会呈现出深浅不一的颜色。

【学生】浓度不同。

【学生】溶质质量分数不同。

【小结】浓度的表示方法很多，我们初中阶段常用溶质的质量分数表示溶液的浓度。

【追问】溶质质量分数是如何表示溶液的浓度的？

溶质质量分数=溶液的质量（溶质的质量）×100%

【学生讨论交流】现有25 g 溶质质量分数为40%的蔗糖溶液、20 g 溶质质量分数为15%的蔗糖溶液、蔗糖晶体和蒸馏水，请选用上述药品，设计不同的方案配制50 g溶质质量分数为20%的蔗糖溶液。

【学生】方案一：称取蔗糖晶体10 g，蒸馏水量取40 mL。

【教师】你是怎么想到的？

【提问】溶液从溶质质量分数为40%变成20%，这个过程叫什么？有什么特点？

【学生】稀释，稀释前后溶质的质量不变。【教师】如何实现？

【教师】如表2所示，需要水的量是40 mL 还是25 mL 呢？说明理由。

【学生】25 mL；40 mL是稀释后溶剂的总量，原来已经有15 mL 的水，所以只需加25 mL 的蒸馏水。

【教师】那如何操作呢？

【学生】方案二：量取25 mL 的蒸馏水加入溶质质量分数为40%的溶液中，即可配成50 g溶质质量分数为20%的溶液。

【教师】如何将20 g 溶质质量分数为15%的蔗糖溶液变成50 g 溶质的质量分数为20%的蔗糖溶液呢？

【学生】肯定要加溶质。

【教师】同学们尝试算算需要加多少溶质？

【学生】先算出变化前溶质的质量为20 g×15%=3 g，溶剂的质量为20 g-3 g=17 g；变化后溶质的质量为50 g×20%=10 g，溶剂的质量为50 g-10 g=40 g，因此需要称量蔗糖7 g，量取蒸馏水23 mL。将称好的蔗糖、量好的蒸馏水加入20 g溶质质量分数为15%的蔗糖溶液中便可。

【教师】掌声送给这位同学，看来他对溶质质量分数的模型认知非常到位。

【追问】请同学们思考下，如果同种溶液，浓度不同性质会相同吗？能举一个例子吗？

【学生】不一样，浓硫酸与稀硫酸的性质不同。浓硫酸有很强的腐蚀性等，但稀硫酸没有。

【小结】为了更好地利用溶液，不仅需要对溶液有定性认识，也需要对溶液有定量的认识，这也是认识物质的一般思路——从定量认识到定性认识。

4.环节三：品Vc之味

【过渡】品尝自制的饮品，感觉怎么样？

【学生】酸酸甜甜。

【追问】为什么会酸酸甜甜的？

【教师】从现象看本质，需要认识泡腾片的成分，成分中的柠檬酸和蔗糖使其酸甜可口。

【追问】蔗糖晶体是如何制备的？

【过渡】书本上我们学习过哪种晶体的制备？是否可以迁移下？

【学生】食盐的制备：先取一定量的粗盐溶于烧杯中，并用玻璃棒搅拌，接着用漏斗过滤出沙子，然后将滤液倒入蒸发皿中蒸发，直至有大量晶体析出，停止加热。

【教师】同学们根据该同学的思路思考一下蔗糖晶体的制备流程。

【同学们交流讨论反馈】先将甘蔗榨成汁，然后过滤掉蔗渣，将蔗汁倒入锅中边加热边搅拌，待其变黏稠时停止加热，冷却、结晶。

【追问】你们怎么知道是降温、结晶，应考虑什么因素？

【学生】根据蔗糖的溶解度与温度的变化关系。

【PPT展示】图3为蔗糖的溶解度曲线。

根据图3回答下列问题：

【问题1】a 点表示此时溶液是（“饱和溶液”或“不饱和溶液”）；

【问题2】计算此时 a 点的溶质质量分数的表达式。

【问题3】将溶液从b点变成a点有哪些方法？

【学生】a 点表示90℃时，在100 g 水中最多溶解400 g 的蔗糖。

【学生】a点溶液是饱和溶液，曲线上任何一点都是饱和溶液。

【学生】a点的溶液为饱和溶液，所以可用溶质质量分数=S/（100+S）×100%。溶质的质量分数为400 g/（400 g+100 g）×100%。

【学生】b点溶液是不饱和溶液，a点溶液是饱和溶液，根据图3分析不饱和溶液到饱和溶液可以用降温结晶法。

【教师】播放视频生活中如何自制蔗糖，是否按同学们所讲的方案进行，感受学科价值。

【小结】物质提纯方法

5.环节四：探Vc之气

【提出问题】为什么叫它泡腾片，与烧开水时冒泡会一样吗？

【学生】不一样，烧水时冒泡是因为温度升高，气体（氧气）的溶解度变小，所以有大量的气泡。

【追问】这过程是物理变化还是化学变化？

【学生】物理变化，水中的氧气因温度升高溶解度减少，而此过程发生了化学变化。

【追问】这个气体是如何产生的？需要老师提供什么资料？

【PPT 展示】图4显示了泡腾片的主要成分及辅料。平台，为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。［4］溶液单元概念抽象，学生理解与迁移应用上会有较大的障碍，本节课以“走进天宫课堂——再識Vc泡腾片”为主题，将溶液中零散知识点通过Vc泡腾片有趣的载体使知识点系统化、结构化，巧妙地从学科知识走向学科素养。通过对Vc泡腾片的探究真实问题解决，使学生体会到化学知识就在身边，用化学的眼光观察身边的事物，激发学生求知欲，拓宽学生视野，同时从不同方面提升学生解决真实问题能力，建构知识，促进知识素养化。

2.利用实验提高教学效率。化学是一门以实验为基础的科学。本节课有两个实验，通过教师演示“火山喷发”的实验，使学生感受到化学实验的乐趣；通过动手冲泡Vc泡腾片，引导学生真动手、真实验，发展学生的科学探究和科学思维；通过观察分析颜色深浅不一，感受认识物质从定性到定量的一般思路；通过品尝自制的饮品，类比食盐晶体的制得启发思考蔗糖的制得方法，发展学生基于实验事实进行推理的科学思维；通过制备蔗糖晶体，感受化学对满足人民日益增长的美好生活需求作出的贡献。

3.如何善用多手段落实核心素养，促进深度学习，使知识传授向发展素养转化，促进高阶思维的发展，任重道远。我们应加强对新课标的研读，认真学习新课标的内容，多多开展核心素养导学的教学，切实转变自己的教学思维，促进学生核心素养的全面发展。

参考文献

［1］崔杰.基于真实问题情境单元整体设计［J］.教育实践与研究，2022（8）：50-52.

［2］赵方.情境引线，打造“素养为本”的化学课堂——以《溶液专题复习》为例［J］.化学教与学，2020（3）：31-32+47.

［3］李斌，刘建华.促进知识素养化的情境教学［J］.化学教育（中英文），2019，40（23）：18-22.

［4］中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［S］.北京：人民教育出版社，2020.