滕旻彥

摘要：“溶液的配制與分析”在傳統(tǒng)理解上是實驗課，其實也是“物質(zhì)的量濃度”的概念課，更是“實驗”與“概念”相輔相成、交相輝映的“綜合”課?！叭芤旱呐渲婆c分析”的教學(xué)設(shè)計，具有教學(xué)內(nèi)容的“大風(fēng)范”、教學(xué)過程的“強邏輯”和學(xué)生活動的“多層次”等特點，能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體會到濃度表達方式因要求不同的演變，并獲得自身關(guān)于溶液濃度知識的自然“生長”。

關(guān)鍵詞：溶液的配制與分析；教學(xué)設(shè)計；教學(xué)反思

文章編號：1008-0546（2016）10-0069-04 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.024

一、對教學(xué)內(nèi)容的認識

1. 課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和教材的編排

對于《化學(xué)1》中“溶液的配制與分析”，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》的要求是“體會定量研究的方法對研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用”，初步認識實驗、比較等科學(xué)方法以及“實驗方案設(shè)計、實驗條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究中的應(yīng)用”[1]。

蘇教版教材將“溶液的配制與分析”安排在《化學(xué)1》專題1“化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界”的第二單元“研究物質(zhì)的實驗方法”之中，并編排在“物質(zhì)的分離與提純”和“常見物質(zhì)的檢驗”等主題之后?？梢?，教材是要讓學(xué)生了解溶液的配制與分析是研究物質(zhì)的一種實驗方法，并引導(dǎo)學(xué)生對研究物質(zhì)實驗方法的認識能從定性研究提高到定量研究的層面，以培養(yǎng)學(xué)生的定量意識和定量思維。

另外，從“化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界”專題所涉及的內(nèi)容來看，“溶液的配制與分析”還能從“化學(xué)”和“科學(xué)”的視角，引導(dǎo)學(xué)生觀察生活、生產(chǎn)中的溶液與溶液配制，讓他們在認識“溶液的配制與分析”在生活生產(chǎn)應(yīng)用的同時，“認識并欣賞化學(xué)科學(xué)對提高人類生活質(zhì)量和促進社會發(fā)展的重要作用”[2]。

2. 學(xué)情基礎(chǔ)分析

學(xué)生在九年級化學(xué)學(xué)習(xí)中，已經(jīng)學(xué)習(xí)了質(zhì)量分數(shù)的概念以及一定質(zhì)量分數(shù)溶液配制的方法，而且在與學(xué)生的交流中了解到他們對這部分知識掌握得比較牢固，幾乎所有的學(xué)生都能熟記質(zhì)量分數(shù)的概念以及一定質(zhì)量分數(shù)溶液配制方案中的實驗步驟、實驗儀器和操作要點。物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分數(shù)雖在表達溶液濃度時涉及的物理量不同，但在配制溶液實驗方案中實驗步驟、實驗儀器、實驗操作等方面有較大的相似度。引導(dǎo)學(xué)生從已有的質(zhì)量分數(shù)概念和一定質(zhì)量分數(shù)溶液的配制方案入手，通過比較、遷移，可以有效降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

另外，初中化學(xué)實驗主要側(cè)重于定性實驗、驗證性實驗，雖然學(xué)生已掌握一定質(zhì)量分數(shù)溶液的配制方法，但更多的是對實驗方案的識記、操作規(guī)范的訓(xùn)練，學(xué)生未能真正理解概念與實驗方案間的密切關(guān)系，也就不能很好地將實驗方案的設(shè)計思路舉一反三。所以，本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，教學(xué)目標(biāo)不能僅定位于對新實驗方案的識記，而應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生緊扣物質(zhì)的量濃度的概念，設(shè)計實驗方案、細化實驗操作、分析實驗誤差，最終形成實驗設(shè)計的基本思路。

基于以上兩點，筆者將“溶液的配制與分析” 教學(xué)目標(biāo)定位為：（1）從生活的視角感知溶液——多角度聯(lián)系實際，引導(dǎo)學(xué)生從生活的視角去觀察和關(guān)注生活中溶液濃度大小、溶液濃度的表達方式、溶液的配制等，體會溶液濃度與科學(xué)知識的關(guān)系，溶液的配制對生活生產(chǎn)的重要性以及科學(xué)研究方法對改變生活的重要作用，增強學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的興趣與熱情，學(xué)會感受和欣賞化學(xué)的社會價值。（2）從科學(xué)的視角研究溶液——引導(dǎo)學(xué)生運用“實驗”“比較”的科學(xué)方法，通過小組討論、自主遷移、自主建構(gòu)和自我反思進行新知識的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在理解物質(zhì)的量濃度概念、初步掌握配制一定物質(zhì)的量濃度溶液方法的同時，增強定量意識，并初步建構(gòu)實驗設(shè)計的基本思路。

二、教學(xué)流程

學(xué)習(xí)任務(wù)一：從不同的視角，認識溶液的“濃”和“稀”與生產(chǎn)、生活及科技的關(guān)系。

學(xué)習(xí)活動1：結(jié)合蘇軾《飲湖上初晴后雨》中的“欲把西湖比西子，淡妝濃抹總相宜”，體會詩人眼中“濃”和“稀”的寓意。

學(xué)生活動2：體會美食家、藝術(shù)家等對溶液“濃”和“稀”的看法。

學(xué)習(xí)活動3：以NaCl溶液為例，體會溶液“濃”和“稀”的含義，并思考鑒別濃食鹽水和稀食鹽水的方法。

學(xué)生活動4：結(jié)合下列材料，了解在科學(xué)家眼中溶液“濃”和“稀”蘊含的科學(xué)知識。

材料1：1916年，英國高性能軍用飛機發(fā)動機上首次使用乙二醇作為防凍液，而乙二醇的濃度與防凍液的凝固點密切相關(guān)。

材料2：世界上最大的運用反滲透原理進行水質(zhì)純化的工廠位于沙特阿拉伯的朱拜勒，其中的有關(guān)技術(shù)參數(shù)與鹽水的濃度密不可分。

設(shè)計意圖：

（1）學(xué)習(xí)活動1、2將“溶液”放入詩的意境和生活情境中，引導(dǎo)學(xué)生從不同人的視角來理解溶液濃度大小與生活方方面面的密切關(guān)系。

（2）學(xué)習(xí)活動3一方面是引導(dǎo)學(xué)生運用初中所學(xué)的物理、化學(xué)、生物知識解決問題，如用物理學(xué)中的溶液濃度與密度的關(guān)系，化學(xué)中溶液濃度與溶解能力的關(guān)系，生物學(xué)中溶液濃度與細胞失水能力的關(guān)系；另一方面是揭示溶液濃度與科學(xué)知識的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)的視角認識溶液。

（3）學(xué)習(xí)活動4引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)家的視角更全面的認識溶液中蘊含的科學(xué)知識，使他們對溶液的認識從定性轉(zhuǎn)向定量，體會溶液濃度準(zhǔn)確表達的重要性，同時自然過渡到認識溶液濃度定量表達方式的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。

學(xué)習(xí)任務(wù)二：結(jié)合生活情境，認識溶液濃度的多種定量表達方式，初步認識溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度概念。

學(xué)習(xí)活動1：結(jié)合生活情境中的有關(guān)圖片，理解各種不同濃度表達方式的含義。

圖片：標(biāo)有5%、52%vol、每100mL 3.0g、5.2×10-4 mol/L等濃度的葡萄糖注射液、白酒、牛奶的包裝盒及血檢報告單。

學(xué)習(xí)活動2：科學(xué)研究中常需要知道一定體積的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量，思考哪種溶液濃度的表達方式更合適。

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生認識溶液濃度表達方式的多樣性，在不同的領(lǐng)域或因不同的目的可以用不同的表達方式，而且這些濃度的表達方式都能體現(xiàn)溶質(zhì)、溶劑、溶液三者之間的量的關(guān)系。幫助學(xué)生突破原有的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的認知框架，真正理解溶液濃度的含義，同時學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量濃度”的概念，并對“物質(zhì)的量濃度”概念形成初步的認識。

學(xué)習(xí)任務(wù)三：初步學(xué)習(xí)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，并在實驗的設(shè)計中再次認識溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的概念。

學(xué)生活動1：回憶初中學(xué)過的“配制一定質(zhì)量分數(shù)溶液”的操作步驟和實驗用品。

學(xué)生活動2：以“配制一定質(zhì)量分數(shù)溶液”的實驗操作為依據(jù)，設(shè)計“準(zhǔn)確配制100 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液”的實驗方案。

學(xué)生活動3：小組間互相評價、討論，在教師的指導(dǎo)下突破難點形成最終方案。

設(shè)計意圖：

（1）從學(xué)生的已有知識出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生運用遷移、比較的方法，設(shè)計配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方案，以降低學(xué)生實驗設(shè)計的難度，激發(fā)學(xué)生實驗設(shè)計的興趣。

（2）讓學(xué)生在方案的設(shè)計中發(fā)現(xiàn)兩個實驗操作的主要差別，即“粗略配制”與“準(zhǔn)確配制”、“溶液質(zhì)量”與“溶液體積”的差別，從而再次認識和理解“物質(zhì)的量濃度”的概念，并明確該實驗成功的關(guān)鍵點是確保溶質(zhì)質(zhì)量的準(zhǔn)確性和溶液體積的準(zhǔn)確性，從而引出準(zhǔn)確控制溶液體積的量器——容量瓶的結(jié)構(gòu)和使用方法。

（3）在實驗方案的設(shè)計過程中，始終引導(dǎo)學(xué)生將物質(zhì)的量濃度的概念與實驗操作緊密結(jié)合起來，讓學(xué)生體會概念與實驗間的密切關(guān)系，逐步養(yǎng)成理論與實際相結(jié)合的思維方法。

學(xué)習(xí)任務(wù)四：初步學(xué)習(xí)實驗誤差分析的方法，并在反思中完善對實驗方案的設(shè)計。

學(xué)生實驗1：配制100 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液。

學(xué)生實驗2：測定所配溶液的電導(dǎo)率值，并與標(biāo)準(zhǔn)溶液的電導(dǎo)率值進行比較。

學(xué)生活動：分析導(dǎo)致所配溶液誤差的原因，完善細化溶液配制的實驗方案。

設(shè)計意圖：

（1）通過實驗，讓學(xué)生感受到理論上的實驗設(shè)計和實際操作之間的“距離”。只有在真實的實踐過程中，才能發(fā)現(xiàn)實驗設(shè)計中未盡的細節(jié)之處，如溶解固體時所用水的量的控制，玻璃棒引流時操作的要點，溶液體積最終控制時膠頭滴管的使用等等，從而進一步認識到定量實驗的設(shè)計需要不斷地完善和修正。

（2）讓學(xué)生從所配溶液電導(dǎo)率數(shù)值的誤差入手，回顧并反思實驗的各環(huán)節(jié)，分析造成所配溶液濃度誤差的原因。并引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出誤差分析的依據(jù)是物質(zhì)的量濃度的概念，從而讓學(xué)生進一步認識理論與實際相結(jié)合的意義。

學(xué)習(xí)任務(wù)五：梳理提煉，初步形成定量實驗設(shè)計的一般思路。

學(xué)生活動：在教師的引導(dǎo)下，建構(gòu)定量實驗設(shè)計的一般思路（如圖1）。

設(shè)計意圖：結(jié)構(gòu)化的知識，有利于學(xué)生的遷移和應(yīng)用。

學(xué)習(xí)任務(wù)六：從生活的角度，認識溶液配制在生活中的應(yīng)用。

圖片：溶液配制在農(nóng)藥稀釋、消毒液配制、鍍銀工藝、水再生處理中的應(yīng)用。

設(shè)計意圖：從更廣闊的視野認識溶液的配制，再次體會科學(xué)技術(shù)對生活、生產(chǎn)的影響。

學(xué)習(xí)任務(wù)七：歸納總結(jié)，布置作業(yè)。

學(xué)習(xí)活動：談?wù)劕F(xiàn)在眼中溶液“濃”和“稀”的變化。

作業(yè)布置：在生活中尋找與溶液濃度、溶液配制有關(guān)的素材，從科學(xué)的視角分析其中的知識和方法。

設(shè)計意圖：再次回到“眼中的世界”，意在讓學(xué)生從生活、化學(xué)的角度重新審視自己對溶液濃度及溶液配制的認識，體會在學(xué)科知識、學(xué)科方法和學(xué)科觀念等方面的收獲。

三、教學(xué)反思

1. 注重教學(xué)內(nèi)容的“大風(fēng)范”

“溶液的配制與分析”的常規(guī)教學(xué)一般是將其定位于實驗教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容上側(cè)重物質(zhì)的量濃度溶液的配制，多采用教師講解演示與學(xué)生模仿演練相結(jié)合的教學(xué)方法。筆者在設(shè)計該課時，將“溶液”作為主角，以“眼中的物質(zhì)世界”為主線，讓學(xué)生嘗試從不同的角度對“溶液”進行新的認識，并在學(xué)習(xí)過程中不斷豐富、拓展，旨在讓學(xué)生從生活、科學(xué)的角度更深入認識和了解溶液濃度大小對性質(zhì)的影響，認識溶液濃度表示方法的多樣性和必要性，以及理解學(xué)習(xí)不同濃度溶液配制方法的實際意義。也就是說，本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計重點并不在概念的計算應(yīng)用、溶液配制方案的識記、實驗操作的規(guī)范、實驗數(shù)據(jù)的分析等方面，而是著眼于化學(xué)概念、化學(xué)實驗方案設(shè)計、實驗操作要點、數(shù)據(jù)分析方法等要素間的相關(guān)性，讓學(xué)生在設(shè)計、測量、分析、反思、歸納的過程中掌握定量實驗設(shè)計與分析的一般方法（如圖2）。唯有將學(xué)習(xí)置于這樣“大”的情境和“大”的目標(biāo)追求之中，學(xué)生才能有更大的胸襟和情懷，在掌握化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)實踐方法的同時，更好地體會化學(xué)的價值與意義，并獲得自身更好的長遠的發(fā)展。

2. 注重教學(xué)過程的“強邏輯”

“溶液的配制與分析”的常規(guī)教學(xué)過程一般是按物質(zhì)的量濃度的概念、物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計算、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制、誤差分析等為主線順勢展開的。筆者在教學(xué)中設(shè)計了三條主線：（1）以溶液濃度為主線，從濃度大小對物質(zhì)性質(zhì)的影響到生活中溶液濃度的不同表示方式及含義，再到溶液的配制方法，最后回到生活中溶液配制的意義。（2）以溶液的配制方法為主線，從熟知的配制一定質(zhì)量分數(shù)的溶液到探究如何準(zhǔn)確配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液。（3）以物質(zhì)的量濃度概念為主線，將溶液配制、誤差分析緊密融合起來。三條主線相互融合滲透，相互補充。其中第三條主線的設(shè)計如圖3。

從圖3可以看出，學(xué)生對“物質(zhì)的量濃度”概念的理解并不是一步到位的，而是讓學(xué)生在實驗設(shè)計中通過“質(zhì)量分數(shù)”和“物質(zhì)的量濃度”的概念的分析比較，“一定質(zhì)量分數(shù)溶液配制方案”的遷移運用，深化了對物質(zhì)的量濃度概念的理解。在溶液的配制過程中，本節(jié)課也并未采用傳統(tǒng)的教師講解示范、學(xué)生模仿演練的學(xué)習(xí)方法，而是大膽放手讓學(xué)生在實踐中體會學(xué)習(xí)，在誤差分析中反思提高，從而不斷完善細化實驗方案，并再一次歸納總結(jié)出物質(zhì)的量濃度的概念是誤差分析的重要依據(jù)，再一次地認識概念并運用概念。整節(jié)課學(xué)生的認知過程體現(xiàn)了從已有的質(zhì)量分數(shù)遷移到物質(zhì)的量濃度，從茫然遷移應(yīng)用配制一定質(zhì)量分數(shù)溶液的方案到理性思考，最終形成“認識—應(yīng)用—再認識—再應(yīng)用”的認知方式，讓學(xué)生深刻體會到概念在實驗設(shè)計和誤差分析中的主導(dǎo)作用，更有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步形成理論與實際相結(jié)合的思維方式。

3. 注重學(xué)生活動的“多層次”

本節(jié)課的設(shè)計始終以學(xué)生活動為主，外顯的活動有讓學(xué)生體會溶液濃度大小對生活、科技的影響，生活中不同濃度表達方式的含義，實驗方案的設(shè)計，配制溶液的方案，測量所配溶液的導(dǎo)電率等。內(nèi)隱的活動主要包括兩條線，一是思維活動，遷移已有知識設(shè)計實驗方案、反思實驗設(shè)計的缺陷、完善實驗方案、進行誤差分析；二是情感體驗活動，感受溶液濃度大小與配制在生活、科技發(fā)展中的意義，感受實驗設(shè)計的嚴謹，感受科學(xué)實驗的不易，感受化學(xué)概念與實驗間的密切關(guān)系。只有充分調(diào)動學(xué)生多層次的活動，才能真正讓學(xué)生認識化學(xué)，理解化學(xué)，掌握化學(xué)學(xué)習(xí)的方法。

參考文獻

[1][2]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003