基于生活情境的大概念教学实践与思考*——以“溶解现象”专题复习为例

钱柳云

（常州市教育科学研究院 江苏 常州 213023）

2022 年版义务教育化学课程标准中提出了化学学科大概念，大概念可以帮助学生把碎片化的知识进行结构化梳理，倡导学生学习“少而精”的知识内容，通过这样的方式来减轻学习负担，提高学业质量。除此之外，大概念引导学生建立化学观念，发展更为科学的认知视角和认知方法，促进知识功能化和素养化。大概念概括了认识学习主题的基本方式，包括分析和解决问题的认识角度、研究思路与方法及基本态度和认识取向立场，既是学生化学学习中非常重要的学习内容，也是发展学生学科核心素养的坚实基础。［1］

化学学科大概念有“化学科学本质”“物质的多样性”“物质的组成”“物质的变化与转化”“化学与可持续发展”，这些大概念反映学科本质，具有高度概括性、统摄性和迁移应用价值。也可以围绕课程学习主题内容维度概括出“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”“科学探究与化学实验”“化学与社会·跨学科实践”化学主题大概念。［2］这些大概念既是学生化学学习的重要内容，也是发展学生核心素养的重要基础，化学主题大概念是从属于化学学科大概念的次级大概念［3］，它们的关系如图1所示。

图3 溶液的电导率曲线

一、教材分析

“溶解现象”教学内容属于义务教育《化学课程标准》（2022 年版）“物质的多样性”化学学科大概念和“物质的性质与应用”化学主题大概念中的“水与常见的溶液”相关内容，课标对本节课所要达到的要求：了解溶解和结晶现象；知道溶液由溶质、溶剂两部分组成，具有稳定、均一的性质；知道绝大多数物质在溶剂中的溶解是有限度的；对饱和溶液和溶解度形成较充分的理解。知道浓度可以用溶质质量分数来表示，理解其含义并学会计算溶质质量分数，也能掌握一定溶质质量分数的溶液的基本配制方法；对定量研究的意义形成一定的初步认识；体会溶液在生产生活中的应用价值。［4］

本节课是沪教版九年级《义务教育教科书 化学》教材下册第六章中的内容。溶液是继学生认识气体（空气、氧气、二氧化碳）、固体（碳单质、常见的金属）、液体（自然界中水）后接触到的比较复杂的化学物质。溶液也是学生相对来说比较熟悉的生活物质，但是学生也往往仅对溶液和溶解现象形成感性的了解，对其还缺乏进一步的认识，也完全没有从化学学科的角度来加以研究。基于此，需要对学生加以引导，帮助他们对溶液和溶解现象加以系统性地学习，提升认识，有利于学生更好地通过溶解知识来解释、解决现实之中遇到的各种问题。学生将在第七章学习酸、碱、盐的有关知识，上述物质之间很多的化学反应都是在溶液中发生的，要学好后续内容，就有必要要求学生比较系统地学习与掌握溶液的相关知识。美国《新一代科学标准》对大概念的界定为“大概念是具有解释力的概念，可以帮助学习者认识自然界的各个重要方面，且大概念可以为新知识的获取提供组织结构”［5］，因此本节课的教学也正好为下一章的学习提供了知识基础，起着承上启下的作用。

二、教学设计

作为专题复习课，学生需要对现有知识进行必要的自主建构，也需要教师助其学习方法改进以达到知识系统化。大概念更强调“idea（想法、点子）”，更强调基于“idea”解决真实问题。［6］基于此，本节课在设计过程中除了对原有知识进行复习归纳，也依托盐水选种这一真实情境，让学生从溶液配制到测定溶液浓度，再到浓稀溶液的相互转化，从定性认识过渡到定量探究，从原理和方法上进行了知识重构，着力培养学生核心素养。

1.教学目标

（1）通过配制盐水进行选种，回忆溶液的配制实验操作过程和步骤，复习溶液、悬浊液等分散系的特点，形成一定的化学观念。通过评价同伴实验操作过程，培养学生科学探究与实践素养，通过亲身体验盐水选种的过程，感受古代劳动人民的智慧。

（2）通过对选种液浓度的讨论，掌握用定量实验测定溶液浓度的方法，并能进行浓度计算，形成探究物质浓度的科学思维，同时能根据实验进行误差讨论。

（3）通过对选种液深入分析，掌握调节溶液浓度的方法，从宏观和微观角度进一步认识溶液。通过阅读资料再次感受劳动人民在对溶液浓度判断时体现的智慧，同时通过对瘪谷、废液再利用的讨论，体会化学在生活生产中的价值，明白节约资源保护环境的重要性，渗透科学态度与责任素养。

2.重点难点

重点：构建溶液知识体系、溶液的配制、溶液浓度的测定及计算。

难点：溶液浓度测定的方法探究及溶液浓度的计算。

3.实践路径

三、教学过程

1.环节一：配制盐水

【视频1】农民用一定浓度的盐水进行种子优劣的选择。

【资料卡1】我国古代劳动人民充分发挥智慧，发明一种挑选种子的方法——盐水选种。农业生产中经常用15%～20%的氯化钠溶液来进行选种。

【教师】农民用的盐水中氯化钠如何分散在水中？

【学生】氯化钠中的钠离子和氯离子分散在水分子中形成溶液。

【教师】实验室如何配制盐水？需要用到哪些实验仪器？

【学生】先计算称量氯化钠，再量取一定量的水，将水加入氯化钠中后搅拌溶解。需要用到托盘天平和砝码、药匙、纸片、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。

【学生活动1】以小组为单位计算所需氯化钠的质量以及加入水的体积，接着配制100 g 浓度为16%的选种液。

【学生活动2】小组同学之间互相评价配制溶液过程中出现的一些错误操作，如用天平称量时未先调至平衡、量筒读数时未平视等等。

设计意图：依托情境创设联系新旧知识的实际问题，根据活动内容回忆溶液的分散形式，溶液配制的步骤、仪器，通过知识回忆建构与溶液有关的知识体系，体现大概念统领下的内容结构化，培养学生对信息的整合能力，领悟劳动人民的智慧。

2.环节二：盐水选种

【教师】让我们感受一下农民用盐水进行种子优劣选择的过程，看看你是否也能做好这项工作。

【学生活动3】学生将谷子倒入配制好的盐水中进行盐水选种。

【教师】加入谷物后的分散系还是溶液吗？

【学生】已经不是溶液，而变成悬浊液了。

【教师】上层的谷子是瘪谷，往往不容易发芽，如何取出上层谷物？

【学生】可以用网兜捞出来。

【教师】下层的谷子往往颗粒饱满容易发芽，如何分离出下层谷子？这与化学上的何种操作相似？

【学生】过滤。

【学生活动4】分离选种液。一次性倒入过滤器中过滤，获得优质种子。

设计意图：组织学生进行了分组实验，并通过实验评价，回忆悬浊液概念并与溶液对比，思考将悬浊液转变为溶液的方法，通过亲身体会盐水选种的过程，感受化学学科的趣味和价值，发展学生动手实践能力，同时在化学课堂中渗透劳动教育。

3.环节三：余液再探

【教师】经过多次选种，过滤后的选种液浓度还是16%吗？

【学生】可能不是。

【教师】如何测定溶液浓度？

【学生】称出溶液总重量，再蒸发水后称量剩余的固体氯化钠，然后进行计算。

【学生活动5】浓度测定。

方案一：将过滤液（3.10 g）倒入蒸发皿中进行蒸发结晶。将固体转移至称量纸上，得到固体质量为0.38 g。

【教师】溶液是否蒸发就有晶体析出？如何判断溶液是否达饱和？

温度/℃溶解度/g 10 35.8 20 36.0 30 36.1 40 36.4 60 37.1 80 38.0 100 39.2

【教师】是否可以用化学的方法来测定氯化钠溶液浓度？

【学生】称出溶液总质量，加入过量硝酸银溶液，过滤，洗涤，干燥，称量沉淀质量后计算。

方案二：取出45 g 氯化钠溶液，加入过量硝酸银溶液，过滤，洗涤，干燥，得到沉淀14.35 g。通过数据计算溶液溶度。

【教师】为什么方案一得到的溶液浓度比方案二偏小？

【学生活动6】讨论出现误差的可能原因。

【小结】测定溶液浓度的方法：

1.取一定量的溶液进行蒸发结晶后测量析出固体的质量，再求算溶质质量分数。

2.将可溶性的溶质加入某种试剂转变为不溶性溶质，过滤，洗涤，干燥，称得质量，计算溶质质量，再求算溶质质量分数。

设计意图：小组讨论后进行实验设计，探究溶液浓度，提出物理方案，根据实验结果进行计算。回忆饱和溶液、不饱和溶液的判断，再次体会物质的溶解有“限度”。接着提出化学方案，根据结果进行计算，对数据进行对比、分析，对方法进行总结，归纳测量溶液浓度的方法，建立研究溶液浓度的一般思路与方法，进行模型构建。能够从定量角度分析溶液浓度并进行实验设计，培养学科探究与实践素养。

【教师】如何处理使剩余溶液（浓度为13%）浓度达到16%进行循环利用（以40 kg过滤液为例）？

【学生】再加盐或者蒸发水。

【学生活动7】再加盐和蒸发水两种情况进行计算。

【拓展视野】农业上使用密度计快速判断溶液浓度变化，并根据密度计刻度调节溶液浓度。

【迁移应用】同理，由于氯化钠分散到水中具有导电性，化学上可以利用电导率传感器测量不同浓度溶液的电导率来判断溶液溶度变化。

【教师】如何用电导率传感器帮助快速调节溶液浓度？

【学生】可以加盐至电导率曲线高度一致。

【学生课后活动】清水浸泡洗涤优质种子并进行播种。

【拓展视野】瘪谷由于含有多种微量元素，可以作为动物饲料，也可以烧为灰烬，作为植物肥料。废液由于浓度还比较大直接排放对环境有影响，可通过结晶法回收氯化钠固体再利用后再进行排放。

设计意图：基于实际生活问题提出稀溶液转变为浓溶液的设计方案并计算，通过密度计实验帮助学生从化学及跨学科实践认识、解释和解决实际问题，并能进行迁移应用，利用溶液性质（导电性）进行实验设计。观看教师用电导率传感器测量不同浓度溶液的实验，了解农业生产，判断溶液浓度方法并能根据这一原理利用溶液导电性进行实验设计。通过浓稀溶液的转化和设计，结合生产实际进行方案评价，以及对废品、废液的再回收利用的讨论，感受化学知识对实际生活、生产的指导作用，培养学生科学态度与责任素养。

四、教学反思

1.加强学生实验探究

本节课在对过滤液浓度的探究时让学生提出方案进行设计，组织学生思考时间还不充裕，可以组织学生进行小组充分交流，进一步完善设计方案。尤其是对结晶后固体的质量的测定，可以让学生讨论提出减小实验误差的方案，深入培养学生的科学思维和探究精神。

2.增强设计的完整性

在对溶液浓稀转换进行讨论的时候，重点讨论了如何将稀溶液转变为浓溶液，可以增设浓溶液转变为稀溶液的实验设计，保证知识的完整性。在对分散系讨论时，可以通过转变问题设计，利用选择的方式引导学生对三种分散系进行知识重现并判断，做到对概念的完整复习和辨析。

3.凸显环节的逻辑性

本课可以进一步利用盐水选种这一情境，从实验探究，到定性认识溶液浓稀并进行浓度转换，再到定量认识溶液浓度实验设计，更好地体现教学设计的逻辑性，促进认知螺旋上升。

4.渗透现代劳动观念

人类通过劳动学会创造、通过劳动感知生命，不论社会怎样进步，蕴含在劳动中的育人价值永葆青春。坚持教育与生产劳动、社会实践相结合，以劳树德、以劳增智、以劳强体、以劳育美、以劳创新。“十八大”以来，习近平总书记对大中小学加强劳动教育做出许多重要指示，他强调要通过教育引导学生尊重劳动、崇尚劳动，也要理解劳动最崇高、最光荣、最美丽、最伟大的道理，长大后的美好生活要靠劳动去创造。劳动教育迎来了一个前所未有的发展新时代，但劳动教育若是仅停留在让学生扫地、擦窗、倒垃圾上，已经不符合时代的要求。因此，本节课还可以提升一定的高度，以学校劳动教育需要突破传统认识，站在立德树人的高度，以劳动教育为载体，以全面发展为目标，让学生了解我国乡村振兴的国之大计，给予学生走向生活、融入社会的能力，迈进教育与生产劳动相结合的新时代。