河北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 劉德玉 吳育飛

一、提出問(wèn)題

在冀人版小學(xué)科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)中，溶解作為一個(gè)重要知識(shí)概念出現(xiàn)。在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)材料的選取時(shí)，許多老師用泥土作為不溶性材料。那么，泥土可否作為小學(xué)溶解實(shí)驗(yàn)的材料呢？泥土究竟能溶于水還是不能溶于水呢？

二、泥土成分及溶解性分析

經(jīng)初步文獻(xiàn)調(diào)研可知，泥土即土壤，是地球表面一層疏松的巖石物質(zhì)，也是日常生活中最常見的物質(zhì)之一。泥土是一種成分復(fù)雜的混合物，由固相物質(zhì)、液相物質(zhì)、氣相物質(zhì)等組成。土壤中的固相物質(zhì)由礦物質(zhì)和腐殖質(zhì)組成，我們能看到的固體土粒是土壤的主體，約占土壤體積的50%，固體顆粒間的孔隙由氣體和水分占據(jù)。那么事實(shí)究竟如何呢？讓我們通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

三、實(shí)驗(yàn)探究

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2.實(shí)驗(yàn)原理：土壤中的可溶物像食鹽和白糖這類，在水中變成極小的微粒，均勻地分散在水中，并可以通過(guò)過(guò)濾達(dá)到分離的目的。

3.實(shí)驗(yàn)材料：土壤樣品6份、玻璃棒、燒杯、鐵架臺(tái)、濾紙、電子天平、漏斗、研缽。

4.實(shí)驗(yàn)裝置圖：（如圖1）。

圖1

圖2

表1 石家莊土樣水溶前后質(zhì)量變化

表2 張家口土樣水溶前后質(zhì)量變化

5.實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)選取了河北省北部和中部的張家口與石家莊的土樣若干份，經(jīng)自然風(fēng)干后，剔除磚塊、植物根莖、人為侵入物等雜物，進(jìn)行研磨（如圖2），使土樣中大小顆粒盡可能均勻分布。

然后，分別準(zhǔn)確稱量采集處理好的石家莊、張家口土樣樣品共6份，每份3.00 g，放入燒杯中加100 mL 的水進(jìn)行溶解，并用玻璃棒不斷進(jìn)行攪拌（5分鐘），再進(jìn)行過(guò)濾處理，將濾渣進(jìn)行干燥處理后稱量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

6.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（見表1、表2）。

7.結(jié)果與結(jié)論：以上兩個(gè)不同類別，共6份土樣經(jīng)水溶解，土樣質(zhì)量均減少，且減少的質(zhì)量均大于等于0.02 g（即所用天平的稱量誤差），說(shuō)明土樣中均有部分物質(zhì)已溶解于水中。由此可以認(rèn)定，在小學(xué)階段，讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)“可溶”與“不溶”兩個(gè)理想化概念時(shí)，不宜用部分可溶解的泥土作為探究實(shí)驗(yàn)材料。

四、教學(xué)啟示

對(duì)于小學(xué)四年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知程度而言，初次接觸“溶解”這一概念，應(yīng)從完全溶解與完全不溶解的材料中進(jìn)行選取，如白糖、食鹽、木塊、鵝卵石等。而以上辨識(shí)與探析結(jié)果表明，泥土中既有可溶部分又有不溶部分，容易對(duì)四年級(jí)學(xué)生溶解初期的概念學(xué)習(xí)造成不必要的干擾，而學(xué)生認(rèn)知的混亂，勢(shì)必會(huì)影響既定教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成效果。由此可得出啟示，實(shí)驗(yàn)材料的選取應(yīng)基于學(xué)習(xí)者的心理階段和課程的目標(biāo)要求，不宜引入在一定年齡階段屬于跨概念的研究載體，從而提高課堂教學(xué)的準(zhǔn)確性。