基于生活情境的大概念教學實踐與思考*
——以“溶解現象”專題復習為例

錢柳云

（常州市教育科學研究院 江蘇 常州 213023）

2022 年版義務教育化學課程標準中提出了化學學科大概念，大概念可以幫助學生把碎片化的知識進行結構化梳理，倡導學生學習“少而精”的知識內容，通過這樣的方式來減輕學習負擔，提高學業(yè)質量。除此之外，大概念引導學生建立化學觀念，發(fā)展更為科學的認知視角和認知方法，促進知識功能化和素養(yǎng)化。大概念概括了認識學習主題的基本方式，包括分析和解決問題的認識角度、研究思路與方法及基本態(tài)度和認識取向立場，既是學生化學學習中非常重要的學習內容，也是發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的堅實基礎。［1］

化學學科大概念有“化學科學本質”“物質的多樣性”“物質的組成”“物質的變化與轉化”“化學與可持續(xù)發(fā)展”，這些大概念反映學科本質，具有高度概括性、統(tǒng)攝性和遷移應用價值。也可以圍繞課程學習主題內容維度概括出“物質的性質與應用”“物質的組成與結構”“物質的化學變化”“科學探究與化學實驗”“化學與社會·跨學科實踐”化學主題大概念。［2］這些大概念既是學生化學學習的重要內容，也是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的重要基礎，化學主題大概念是從屬于化學學科大概念的次級大概念［3］，它們的關系如圖1所示。

圖3 溶液的電導率曲線

一、教材分析

“溶解現象”教學內容屬于義務教育《化學課程標準》（2022 年版）“物質的多樣性”化學學科大概念和“物質的性質與應用”化學主題大概念中的“水與常見的溶液”相關內容，課標對本節(jié)課所要達到的要求：了解溶解和結晶現象；知道溶液由溶質、溶劑兩部分組成，具有穩(wěn)定、均一的性質；知道絕大多數物質在溶劑中的溶解是有限度的；對飽和溶液和溶解度形成較充分的理解。知道濃度可以用溶質質量分數來表示，理解其含義并學會計算溶質質量分數，也能掌握一定溶質質量分數的溶液的基本配制方法；對定量研究的意義形成一定的初步認識；體會溶液在生產生活中的應用價值。［4］

本節(jié)課是滬教版九年級《義務教育教科書 化學》教材下冊第六章中的內容。溶液是繼學生認識氣體（空氣、氧氣、二氧化碳）、固體（碳單質、常見的金屬）、液體（自然界中水）后接觸到的比較復雜的化學物質。溶液也是學生相對來說比較熟悉的生活物質，但是學生也往往僅對溶液和溶解現象形成感性的了解，對其還缺乏進一步的認識，也完全沒有從化學學科的角度來加以研究?；诖?，需要對學生加以引導，幫助他們對溶液和溶解現象加以系統(tǒng)性地學習，提升認識，有利于學生更好地通過溶解知識來解釋、解決現實之中遇到的各種問題。學生將在第七章學習酸、堿、鹽的有關知識，上述物質之間很多的化學反應都是在溶液中發(fā)生的，要學好后續(xù)內容，就有必要要求學生比較系統(tǒng)地學習與掌握溶液的相關知識。美國《新一代科學標準》對大概念的界定為“大概念是具有解釋力的概念，可以幫助學習者認識自然界的各個重要方面，且大概念可以為新知識的獲取提供組織結構”［5］，因此本節(jié)課的教學也正好為下一章的學習提供了知識基礎，起著承上啟下的作用。

二、教學設計

作為專題復習課，學生需要對現有知識進行必要的自主建構，也需要教師助其學習方法改進以達到知識系統(tǒng)化。大概念更強調“idea（想法、點子）”，更強調基于“idea”解決真實問題。［6］基于此，本節(jié)課在設計過程中除了對原有知識進行復習歸納，也依托鹽水選種這一真實情境，讓學生從溶液配制到測定溶液濃度，再到濃稀溶液的相互轉化，從定性認識過渡到定量探究，從原理和方法上進行了知識重構，著力培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)。

1.教學目標

（1）通過配制鹽水進行選種，回憶溶液的配制實驗操作過程和步驟，復習溶液、懸濁液等分散系的特點，形成一定的化學觀念。通過評價同伴實驗操作過程，培養(yǎng)學生科學探究與實踐素養(yǎng)，通過親身體驗鹽水選種的過程，感受古代勞動人民的智慧。

（2）通過對選種液濃度的討論，掌握用定量實驗測定溶液濃度的方法，并能進行濃度計算，形成探究物質濃度的科學思維，同時能根據實驗進行誤差討論。

（3）通過對選種液深入分析，掌握調節(jié)溶液濃度的方法，從宏觀和微觀角度進一步認識溶液。通過閱讀資料再次感受勞動人民在對溶液濃度判斷時體現的智慧，同時通過對癟谷、廢液再利用的討論，體會化學在生活生產中的價值，明白節(jié)約資源保護環(huán)境的重要性，滲透科學態(tài)度與責任素養(yǎng)。

2.重點難點

重點：構建溶液知識體系、溶液的配制、溶液濃度的測定及計算。

難點：溶液濃度測定的方法探究及溶液濃度的計算。

3.實踐路徑

三、教學過程

1.環(huán)節(jié)一：配制鹽水

【視頻1】農民用一定濃度的鹽水進行種子優(yōu)劣的選擇。

【資料卡1】我國古代勞動人民充分發(fā)揮智慧，發(fā)明一種挑選種子的方法——鹽水選種。農業(yè)生產中經常用15%～20%的氯化鈉溶液來進行選種。

【教師】農民用的鹽水中氯化鈉如何分散在水中？

【學生】氯化鈉中的鈉離子和氯離子分散在水分子中形成溶液。

【教師】實驗室如何配制鹽水？需要用到哪些實驗儀器？

【學生】先計算稱量氯化鈉，再量取一定量的水，將水加入氯化鈉中后攪拌溶解。需要用到托盤天平和砝碼、藥匙、紙片、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等。

【學生活動1】以小組為單位計算所需氯化鈉的質量以及加入水的體積，接著配制100 g 濃度為16%的選種液。

【學生活動2】小組同學之間互相評價配制溶液過程中出現的一些錯誤操作，如用天平稱量時未先調至平衡、量筒讀數時未平視等等。

設計意圖：依托情境創(chuàng)設聯(lián)系新舊知識的實際問題，根據活動內容回憶溶液的分散形式，溶液配制的步驟、儀器，通過知識回憶建構與溶液有關的知識體系，體現大概念統(tǒng)領下的內容結構化，培養(yǎng)學生對信息的整合能力，領悟勞動人民的智慧。

2.環(huán)節(jié)二：鹽水選種

【教師】讓我們感受一下農民用鹽水進行種子優(yōu)劣選擇的過程，看看你是否也能做好這項工作。

【學生活動3】學生將谷子倒入配制好的鹽水中進行鹽水選種。

【教師】加入谷物后的分散系還是溶液嗎？

【學生】已經不是溶液，而變成懸濁液了。

【教師】上層的谷子是癟谷，往往不容易發(fā)芽，如何取出上層谷物？

【學生】可以用網兜撈出來。

【教師】下層的谷子往往顆粒飽滿容易發(fā)芽，如何分離出下層谷子？這與化學上的何種操作相似？

【學生】過濾。

【學生活動4】分離選種液。一次性倒入過濾器中過濾，獲得優(yōu)質種子。

設計意圖：組織學生進行了分組實驗，并通過實驗評價，回憶懸濁液概念并與溶液對比，思考將懸濁液轉變?yōu)槿芤旱姆椒?，通過親身體會鹽水選種的過程，感受化學學科的趣味和價值，發(fā)展學生動手實踐能力，同時在化學課堂中滲透勞動教育。

3.環(huán)節(jié)三：余液再探

【教師】經過多次選種，過濾后的選種液濃度還是16%嗎？

【學生】可能不是。

【教師】如何測定溶液濃度？

【學生】稱出溶液總重量，再蒸發(fā)水后稱量剩余的固體氯化鈉，然后進行計算。

【學生活動5】濃度測定。

方案一：將過濾液（3.10 g）倒入蒸發(fā)皿中進行蒸發(fā)結晶。將固體轉移至稱量紙上，得到固體質量為0.38 g。

【教師】溶液是否蒸發(fā)就有晶體析出？如何判斷溶液是否達飽和？

溫度/℃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

【教師】是否可以用化學的方法來測定氯化鈉溶液濃度？

【學生】稱出溶液總質量，加入過量硝酸銀溶液，過濾，洗滌，干燥，稱量沉淀質量后計算。

方案二：取出45 g 氯化鈉溶液，加入過量硝酸銀溶液，過濾，洗滌，干燥，得到沉淀14.35 g。通過數據計算溶液溶度。

【教師】為什么方案一得到的溶液濃度比方案二偏?。?/p>

【學生活動6】討論出現誤差的可能原因。

【小結】測定溶液濃度的方法：

1.取一定量的溶液進行蒸發(fā)結晶后測量析出固體的質量，再求算溶質質量分數。

2.將可溶性的溶質加入某種試劑轉變?yōu)椴蝗苄匀苜|，過濾，洗滌，干燥，稱得質量，計算溶質質量，再求算溶質質量分數。

設計意圖：小組討論后進行實驗設計，探究溶液濃度，提出物理方案，根據實驗結果進行計算?；貞涳柡腿芤?、不飽和溶液的判斷，再次體會物質的溶解有“限度”。接著提出化學方案，根據結果進行計算，對數據進行對比、分析，對方法進行總結，歸納測量溶液濃度的方法，建立研究溶液濃度的一般思路與方法，進行模型構建。能夠從定量角度分析溶液濃度并進行實驗設計，培養(yǎng)學科探究與實踐素養(yǎng)。

【教師】如何處理使剩余溶液（濃度為13%）濃度達到16%進行循環(huán)利用（以40 kg過濾液為例）？

【學生】再加鹽或者蒸發(fā)水。

【學生活動7】再加鹽和蒸發(fā)水兩種情況進行計算。

【拓展視野】農業(yè)上使用密度計快速判斷溶液濃度變化，并根據密度計刻度調節(jié)溶液濃度。

【遷移應用】同理，由于氯化鈉分散到水中具有導電性，化學上可以利用電導率傳感器測量不同濃度溶液的電導率來判斷溶液溶度變化。

【教師】如何用電導率傳感器幫助快速調節(jié)溶液濃度？

【學生】可以加鹽至電導率曲線高度一致。

【學生課后活動】清水浸泡洗滌優(yōu)質種子并進行播種。

【拓展視野】癟谷由于含有多種微量元素，可以作為動物飼料，也可以燒為灰燼，作為植物肥料。廢液由于濃度還比較大直接排放對環(huán)境有影響，可通過結晶法回收氯化鈉固體再利用后再進行排放。

設計意圖：基于實際生活問題提出稀溶液轉變?yōu)闈馊芤旱脑O計方案并計算，通過密度計實驗幫助學生從化學及跨學科實踐認識、解釋和解決實際問題，并能進行遷移應用，利用溶液性質（導電性）進行實驗設計。觀看教師用電導率傳感器測量不同濃度溶液的實驗，了解農業(yè)生產，判斷溶液濃度方法并能根據這一原理利用溶液導電性進行實驗設計。通過濃稀溶液的轉化和設計，結合生產實際進行方案評價，以及對廢品、廢液的再回收利用的討論，感受化學知識對實際生活、生產的指導作用，培養(yǎng)學生科學態(tài)度與責任素養(yǎng)。

四、教學反思

1.加強學生實驗探究

本節(jié)課在對過濾液濃度的探究時讓學生提出方案進行設計，組織學生思考時間還不充裕，可以組織學生進行小組充分交流，進一步完善設計方案。尤其是對結晶后固體的質量的測定，可以讓學生討論提出減小實驗誤差的方案，深入培養(yǎng)學生的科學思維和探究精神。

2.增強設計的完整性

在對溶液濃稀轉換進行討論的時候，重點討論了如何將稀溶液轉變?yōu)闈馊芤?，可以增設濃溶液轉變?yōu)橄∪芤旱膶嶒炘O計，保證知識的完整性。在對分散系討論時，可以通過轉變問題設計，利用選擇的方式引導學生對三種分散系進行知識重現并判斷，做到對概念的完整復習和辨析。

3.凸顯環(huán)節(jié)的邏輯性

本課可以進一步利用鹽水選種這一情境，從實驗探究，到定性認識溶液濃稀并進行濃度轉換，再到定量認識溶液濃度實驗設計，更好地體現教學設計的邏輯性，促進認知螺旋上升。

4.滲透現代勞動觀念

人類通過勞動學會創(chuàng)造、通過勞動感知生命，不論社會怎樣進步，蘊含在勞動中的育人價值永葆青春。堅持教育與生產勞動、社會實踐相結合，以勞樹德、以勞增智、以勞強體、以勞育美、以勞創(chuàng)新?！笆舜蟆币詠?，習近平總書記對大中小學加強勞動教育做出許多重要指示，他強調要通過教育引導學生尊重勞動、崇尚勞動，也要理解勞動最崇高、最光榮、最美麗、最偉大的道理，長大后的美好生活要靠勞動去創(chuàng)造。勞動教育迎來了一個前所未有的發(fā)展新時代，但勞動教育若是僅停留在讓學生掃地、擦窗、倒垃圾上，已經不符合時代的要求。因此，本節(jié)課還可以提升一定的高度，以學校勞動教育需要突破傳統(tǒng)認識，站在立德樹人的高度，以勞動教育為載體，以全面發(fā)展為目標，讓學生了解我國鄉(xiāng)村振興的國之大計，給予學生走向生活、融入社會的能力，邁進教育與生產勞動相結合的新時代。