中学化学教学设计 - 探索溶液世界

2023-07-30 理论教育版权反馈

【摘要】：本单元的教学策略为：1.注重发挥实验的教学功能。本实验要在初中《科学》的基础上重新设计，避免简单重复。饱和溶液、不饱和溶液概念较为抽象，学生难以理解。最后通过改变溶质质量、溶剂质量，进一步理解溶质质量分数的概念。引导学生比较溶解度、溶质质量分数和溶液的酸碱性，体验各种定量表示方法的使用意义。人们研究得知，氯气溶于水时，部分氯气可与水发生化学反应，生成一种称为次氯酸的物质：。

教材：《化学　九年级第一学期（试用本）》第三章，上海教育出版社

设计者：上海市静安区教育学院　范　标

继第二章从空气和氧气入手，探讨物质的组成、性质、制法与用途，形成最基本的化学概念、观念和方法后，本单元继续就身边的化学物质——水，从宏观和微观两个视角，较为系统地研究一类特殊的混合物——溶液，为学生今后学习酸、碱、盐、金属，理解复分解反应及金属活动性等知识奠定基础。本单元的教学策略为：

1.注重发挥实验的教学功能。本单元中许多核心知识的学习离不开化学实验。

（1）水的电解。电解水是研究水的组成的主要实验，要引导学生围绕电解水实验开展假设、设计、观察、分析、推断并得出水的组成，在此过程中感悟化学研究物质组成的科学过程和方法；合理运用多种媒体，结合实验现象进行动画模拟，使认知从宏观向微观过渡，进一步理解物质的组成、结构、性质之间的相互关系。

（2）溶液的概念和特征。相关实验虽然简单，但要注意引导学生从生活经验出发，分析归纳各种物质在水中形成的分散系的共同特征。

（3）物质的溶解性。实验前要对各种可能的影响因素进行假设，对各种变量进行充分讨论，引导学生学会如何运用控制变量法探究物质在水中的溶解性，也为后续探究物质溶解度的概念作好铺垫。

（4）溶液的酸碱性和pH。本实验要在初中《科学》的基础上重新设计，避免简单重复。建议采用引导探究模式，要求学生能正确使用石蕊试液、酚酞试液、pH试纸，提高对溶液酸碱性的理解水平。

为了更好地理解溶解度和溶质质量分数的概念，建议学习溶解度概念时，增加实验活动帮助学生形成概念；在学习溶质质量分数概念后增加配制一定溶质质量分数溶液的实验。

2.注重化学概念的形成过程，关注概念的区别和联系。本单元的概念多且比较抽象，有溶液的概念和特征、饱和溶液与不饱和溶液的概念及相互转化的方法、固体溶解度的概念及其影响因素、溶质质量分数的概念及其简单计算。要联系生产、生活，采用问题—探究—分析—结论的学习过程逐步引入概念，并强化概念的建立和概念的应用等环节。

溶液的概念可联系生活实际，通过比较几种物质在水中的分散情况，引导学生归纳各种物质在水中形成的分散体系的共同特征，进而分别形成溶液、悬浊液、乳浊液的概念。

饱和溶液、不饱和溶液概念较为抽象，学生难以理解。教师可设置“在一定温度下，溶质能无限制溶解在一定量的溶剂中吗”引出课题，接着提出两个有层次的问题：（1）怎样才能使烧杯底部尚存的固体溶解？（2）在一定条件下，某种溶质的饱和溶液还能溶解其他溶质吗？引导学生抓住“一定温度”“一定量溶剂”“不能继续溶解”“某种溶质”等要素。

溶解度概念可通过对比实验——如何比较两种物质的溶解性大小？得出溶解度概念的“三要素”。通过解读溶解度数据表、画溶解度曲线并分析曲线上的点、交点及曲线形状变化的含义，帮助学生真正理解溶解度概念。

溶质质量分数的概念可以联系生产、生活中表示溶液浓稀的方法，通过阅读标签、图片，分析得出浓度的概念。然后引入浓度大小的一种表示方法——溶质的质量分数。最后通过改变溶质质量、溶剂质量，进一步理解溶质质量分数的概念。

引导学生比较溶解度、溶质质量分数和溶液的酸碱性，体验各种定量表示方法的使用意义。

3.注重与初中科学课程的衔接。科学课程与化学课程中都有水和溶液的知识，但学习要求不同；有的内容是互补关系，有的内容是递进关系，体现了知识的内在联系和发展性，教学时务必做好两种课程的衔接。例如，科学课程从宏观现象体验物质的溶解，化学课程则需要从微观层面解释物质的溶解现象；科学课程探究影响物质溶解快慢的因素，化学课程需要探究影响物质溶解多少的因素；科学课程学习水的存在与分布、物理性质和净化流程，化学课程则在此基础上学习水的组成、化学性质、净化原理；科学课程和化学课程均有溶液的酸碱性，但科学课程只要求知道酸碱指示剂的显色特点，化学课程则要求掌握酸碱指示剂的选择与使用方法。做好两门课程的衔接有利于学生科学素养的全面提升。

【案例3】

“氯气与水的反应”的教学活动设计^[13]

活动设计A：

（1）提出问题：氯气通入水中，得到氯水。氯水中含有哪些物质？氯气与水发生了什么反应？

（2）指导学生闻氯气、氯水的气味。能闻到相同的气味，说明氯水中含有氯分子。

（3）组织学生进行实验，说明实验现象并得出相应的结论：

①向氯水中滴加浓碳酸氢钠溶液——观察现象（有气体逸出）——写出反应的化学方程式，说明溶液中含氢离子；

②向氯水中滴加硝酸银溶液——观察现象（有白色沉淀生成）——写出反应的化学方程式，说明溶液中含氯离子；

③向氯水中滴加品红溶液——观察现象（品红褪色）——说明溶液中含有能使品红褪色的某种物质。

（4）组织学生讨论，从以上现象可以知道氯水中含有哪些物质？

（5）教师小结：讲解氯水中含有的能使品红褪色的物质是次氯酸（HClO）；氯气溶解于水发生了以下反应

活动设计B：

（1）观察与思考。观察氯气通入水中的实验（有尾气处理装置）。从观察到的现象分析，你认为氯气能溶于水吗？简述你的理由。

（2）问题与实验。你能设计一个简单的实验证明氯气能溶于水吗？交流、讨论所提出的问题设计。若学生提出可行的实验方案，教师提出必要的改进意见后演示实验并评价。若学生未提出可行的实验方案，让学生观察教师设计的实验：用100mL注射器抽取80mL氯气，再抽取20mL水，振荡，观察现象。引导学生分析现象，推理得出结论。

（3）小结，提出新的探究问题。氯水是否就是由溶解在水中的氯气与水两种物质组成的混合物呢？简述你的想法和理由。

（4）根据学生的猜测、讨论，教师进行简要归纳。并请学生观察如下实验，进一步思考、讨论问题（3）的答案。

把一小片干燥的红色布条，分成三段，分别置于氯气、氯水和水中，观察发生的变化。

（5）讨论小结，提出进一步探究的问题。实验证明氯水并不是由溶解在水中的氯气和水两种物质组成的简单混合物。人们研究得知，氯气溶于水时，部分氯气可与水发生化学反应，生成一种称为次氯酸（HClO）的物质：。次氯酸有强氧化性，有漂白作用，可以使有机色素褪色。按照上述研究结论，氯水中还应该存在盐酸。你能设计一个简单的实验检验氯水中存在盐酸吗？和同学们讨论你的实验设想。

（6）归纳讨论方案，并组织学生做下列实验：用石蕊试液或pH试纸检验氯水是否有酸性；试验氯水与碳酸氢钠溶液或锌粒的作用；试验氯水与硝酸银溶液的作用。

（7）实验小结、质疑。正如大家从实验中发现的，氯水与硝酸银溶液作用生成白色氯化银沉淀，说明氯水中含氯离子。氯水遇碳酸氢钠溶液有气体逸出，可见氯水呈酸性。这两个实验说明氯水中存在盐酸。

同时发现，紫色石蕊试液滴入氯水，溶液变红后又褪色；用pH试纸测氯水pH时，试纸颜色变化有异常；锌和氯水反应放出气体的现象不太明显。该怎样解释这些反常现象呢？能依据这些事实而否定氯水中存在盐酸的结论吗？

（8）讨论小结，并提出进一步研究的问题。氯气溶于水，部分氯气和水发生反应生成盐酸和次氯酸，氯水显酸性存在氢离子，支持有盐酸生成的结论。由于反应同时还生成次氯酸，它能使石蕊和pH试纸中的酸碱指示剂褪色，所以用它们检验氯水的酸性，不会有持久的红色显现。此外，实验还说明氯水中生成的酸的浓度较小。

氯水存放久了，其中的氯气和次氯酸逐渐消失，氯水最终变成很稀的盐酸。这又是什么原因呢？

演示光照氯水的实验，引导学生思考原因。

（9）讨论小结。氯水中的HClO不稳定，能分解生成气体，2HClO2HCl+O2↑，光照或受热可以加速其分解。

【评析】

这是两位教师分别为同一主题——探究氯气与水的反应而设计的学生活动。在他们设计的两个活动中虽然学生都在“动”，但A 中学生“被动”，B中学生“主动”；A中学生“在启发下动”，B中学生“在思维中动”，最终无论是学生学习的深度和广度，还是对知识的理解程度，以及对学生问题意识的启迪、探究欲望的激发、思维能力的训练等，这两种活动的效果差异是十分明显的。

【注释】

[1]何彩霞.化学单元教学设计的探索[J].化学教育，2008，（3）：6-7.

[2]毕华林，亓英丽.化学教学设计——任务、策略与实践[M].北京：北京师范大学出版社，2013.

[3]毕华林，亓英丽.化学教学设计——任务、策略与实践[M].北京：北京师范大学出版社，2013.

[4]王磊，黄燕宁.单元教学设计的实践与反思——以“氧化还原反应”教学单元为例[J].中学化学教学参考，2009，（3）：9-10.

[5]何彩霞.化学学科观念建构是单元教学的核心[J].化学教育，2009，（2）：17-18.

[6]王磊，黄燕宁.单元教学设计的实践与反思——以“氧化还原反应”教学单元为例[J].中学化学教学参考，2009，（3）：9-10.

[7]何彩霞.化学单元教学设计的探索[J].化学教育，2008，（3）：7.

[8]吕彩玲.关于“单元整体教学设计”的尝试与思考[J].化学教学，2008，（11）：42.

[9]王磊，黄燕宁.单元教学设计的实践与反思——以“氧化还原反应”教学单元为例[J].中学化学教学参考，2009，（3）：9-10.

[10]王磊，黄燕宁.单元教学设计的实践与反思——以“氧化还原反应”教学单元为例[J].中学化学教学参考，2009，（3）：10-11.

[11]王磊，黄燕宁.单元教学设计的实践与反思——以“氧化还原反应”教学单元为例[J].中学化学教学参考，2009，（3）：10-11.