換種思路學(xué)溶液

林杉　王二愛(ài)　李娟

溶液是初中化學(xué)非常重要的內(nèi)容之一，傳統(tǒng)的教學(xué)是以具體的溶液為研究對(duì)象，討論溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算、溶解度概念等，總體呈現(xiàn)出教學(xué)實(shí)驗(yàn)相對(duì)較少、抽象，并且計(jì)算內(nèi)容較多，學(xué)習(xí)過(guò)程比較枯燥的現(xiàn)狀。能否讓學(xué)生在一個(gè)貼近生活、生動(dòng)有趣的情境下完成這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)呢？筆者嘗試在“從自然界中的鹽到餐桌上的鹽”這一項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，探討溶液的教學(xué)是如何開展和落實(shí)的。

在本項(xiàng)目中，溶液知識(shí)的學(xué)習(xí)主要體現(xiàn)在任務(wù)一“如何從自然界中得到粗鹽”和任務(wù)二“如何從粗鹽中提純氯化鈉”這兩個(gè)部分。

一、項(xiàng)目教學(xué)

任務(wù)1 ：如何從自然界中得到粗鹽？

任務(wù)1以“怎樣分離海水中的鹽和水”的活動(dòng)作為開端，活動(dòng)前的三段導(dǎo)語(yǔ)主要具有三個(gè)功能，即：明確基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)混合物到純凈物的分離；呈現(xiàn)古代分離技術(shù)，了解食鹽文化，感受技術(shù)發(fā)展；通過(guò)對(duì)古代靠自然條件獲得食鹽和煮熬海水技術(shù)的分析獲得海水中鹽、水分離的基本思路。有了上述的知識(shí)背景后，學(xué)生便設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將食鹽從食鹽水中分離出來(lái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生通過(guò)蒸發(fā)的實(shí)驗(yàn)操作，掌握操作程序和要點(diǎn)。通過(guò)活動(dòng)前導(dǎo)語(yǔ)以及設(shè)計(jì)提示，學(xué)生能夠順利地理解蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)和“天日映成”“煮熬海水”之間的共同特征，能夠基于成分性質(zhì)差異分析蒸發(fā)為什么能從溶液中分離食鹽和水。

在實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思。合理追問(wèn)，加熱煮沸食鹽水的過(guò)程中食鹽水發(fā)生了怎樣的變化，食鹽中的水和氯化鈉又發(fā)生了怎樣的變化。從物質(zhì)變化的角度對(duì)實(shí)驗(yàn)反思，促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解。對(duì)溶液沸騰前后，食鹽析出的變化及原因進(jìn)行追問(wèn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的回顧與反思。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了使用蒸發(fā)皿進(jìn)行蒸發(fā)外，再補(bǔ)充使用小燒杯盛裝食鹽水，隔石棉網(wǎng)加熱。透過(guò)透明的小燒杯，學(xué)生能夠觀察到溶液從不飽和到飽和的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)這樣生動(dòng)的直接經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生初步對(duì)“飽和溶液”這一理解難點(diǎn)有了感性認(rèn)識(shí)。最后從溶液成分、通過(guò)蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的基本原理、溶液的飽和狀態(tài)三個(gè)角度對(duì)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)進(jìn)行梳理總結(jié)。

接下來(lái)進(jìn)行第二個(gè)活動(dòng)“分離海水能得到多少鹽”。本活動(dòng)主要培養(yǎng)學(xué)生形成定量分析溶液組成的視角，學(xué)習(xí)用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示溶液濃度的方法。在交流研討環(huán)節(jié)中，首先結(jié)合活動(dòng)1思考食鹽水和海水有什么不同，如果煮熬的是海水，分離過(guò)程會(huì)有什么不同，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想。在此處結(jié)合后文中給出的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的含義、表達(dá)、計(jì)算示范，利用這部分內(nèi)容解決后面的問(wèn)題。之后拋出用漢代牢盆煮熬海水這一實(shí)際問(wèn)題讓學(xué)生解決，學(xué)生在此利用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)完成“問(wèn)題解決”的過(guò)程，這一過(guò)程既是對(duì)知識(shí)的落實(shí)，也是對(duì)古代制鹽工藝的進(jìn)一步了解。最后，提出更為宏觀的問(wèn)題進(jìn)行研討。為了對(duì)海水制鹽過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，學(xué)生就要結(jié)合蒸發(fā)海水操作和海水濃度的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)將原理與技術(shù)相結(jié)合的目標(biāo)。

在交流研討環(huán)節(jié)后，通過(guò)對(duì)交流研討活動(dòng)“為什么知道了濃度就可以計(jì)算含鹽量”的反思，體會(huì)濃度概念的價(jià)值。在此，明確飽和溶液和未飽和溶液的濃度關(guān)系，體會(huì)通過(guò)改變?nèi)苜|(zhì)、溶劑的量改變?nèi)芤簼舛?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溶液的溶解結(jié)晶調(diào)控，初步感受溶液濃度可以改變，但是在一定條件下有改變的極限。

之后，是“析出晶體時(shí)氯化鈉溶液的濃度有多大”的實(shí)驗(yàn)探究。這是一個(gè)綜合性活動(dòng)，具有多重功能：一是訓(xùn)練溶液配制的基本操作；二是初步建立飽和溶液濃度和相同條件下溶質(zhì)、溶劑比值的關(guān)系，形成對(duì)溶解度的感性認(rèn)識(shí)；三是再次利用改變?nèi)苜|(zhì)、溶劑的量實(shí)現(xiàn)對(duì)溶液調(diào)控的思路，明確溶質(zhì)、溶劑的量的改變方法。實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)后的合作學(xué)習(xí)活動(dòng)“了解分離食鹽和水的生產(chǎn)工藝”。這是促進(jìn)“分離”技術(shù)發(fā)展的學(xué)習(xí)活動(dòng)：通過(guò)閱讀資料拓展視野，了解鹽、水分離的技術(shù)進(jìn)步；從原理和操作角度分析不同技術(shù)間的共性和差異；基于上述分析及前面積累的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)概括物質(zhì)分離的基本思路。

最后是知識(shí)歸納和能力發(fā)展環(huán)節(jié)，呈現(xiàn)出本項(xiàng)目在任務(wù)1階段需要落實(shí)的知識(shí)是：溶液是混合物，溶質(zhì)、溶劑、溶液的質(zhì)量關(guān)系，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算等。落實(shí)的方法是混合物分離的思路方法。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)開始前，學(xué)生就應(yīng)明確需自主達(dá)成的項(xiàng)目成果。隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，學(xué)生成果也在不斷推進(jìn)。此階段，學(xué)生應(yīng)完成自己的成果建設(shè)過(guò)程策劃，或者提出相關(guān)問(wèn)題（這些問(wèn)題在檢查進(jìn)度環(huán)節(jié)中提出）。

任務(wù)2 ：如何從粗鹽中提純氯化鈉。

任務(wù)2一開始便全面地展示出海水成分，使鹽水分離從簡(jiǎn)單的食鹽與水的關(guān)系發(fā)展到有難溶物和多種可溶物的復(fù)雜情境。接下來(lái)的交流研討“從粗鹽中分離氯化鈉需要考慮哪些問(wèn)題”是任務(wù)2的主活動(dòng)，也是本項(xiàng)目知識(shí)理解和應(yīng)用的難點(diǎn)所在。在此活動(dòng)中，學(xué)生應(yīng)達(dá)成四個(gè)主要目標(biāo)：一是粗鹽中難溶物的去除；二是利用不同物質(zhì)的溶解差異去除粗鹽中的可溶雜質(zhì)；三是形成溶解度概念，知道概念存在的價(jià)值；四是應(yīng)用上述學(xué)習(xí)成果分析解釋生產(chǎn)流程中的實(shí)際問(wèn)題。那么，如何促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)以上學(xué)習(xí)目標(biāo)呢？主要是通過(guò)學(xué)生在交流后，需要回答的三組問(wèn)題來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一組問(wèn)題：“如何將粗鹽中難溶于水的物質(zhì)與氯化鈉分離？分離的思路是什么？可以怎樣操作？”通過(guò)該組問(wèn)題使學(xué)生明確對(duì)粗鹽中難溶雜質(zhì)的去除，分離思路是利用食鹽和難溶物溶解性的差異，分離方法是過(guò)濾。第二組問(wèn)題：“如何將可溶于水的物質(zhì)與氯化鈉分離？是讓氯化鈉留在溶液中，還是其他可溶于水的物質(zhì)留在溶液中？為什么？如何操作？”如要解決該問(wèn)題，學(xué)生需經(jīng)歷如下推理：首先，要實(shí)現(xiàn)食鹽和其他溶質(zhì)分離，就需要確定將食鹽結(jié)晶出來(lái)，還是讓其他物質(zhì)結(jié)晶；其次，確定的方法是比較哪種物質(zhì)先達(dá)到溶解極限；再有，判斷哪種物質(zhì)先達(dá)到溶解極限既要考慮該物質(zhì)溶解能力的大小，又要考慮溶液中該物質(zhì)的含量，即需要對(duì)資料一和資料二綜合判斷。第三組問(wèn)題：“在鹽田中蒸發(fā)海水獲得鹽時(shí)，工人們不會(huì)等海水全部曬干才收集鹽，而是有鹽析出，畦田內(nèi)還有部分水的時(shí)候就已經(jīng)收鹽了。技術(shù)人員為什么會(huì)選擇這樣的時(shí)機(jī)收鹽呢？”這組問(wèn)題是對(duì)問(wèn)題二結(jié)論的直接應(yīng)用，讓可溶雜質(zhì)留在溶液中，對(duì)于高水平學(xué)生，可以進(jìn)一步估算大約留下多少海水，估算出體積比。

交流研討環(huán)節(jié)后，基于前面多項(xiàng)活動(dòng)中關(guān)于物質(zhì)溶解性的認(rèn)識(shí)，概括出溶解度概念和表達(dá)式。

最后，是“調(diào)控物質(zhì)的溶解與結(jié)晶”的實(shí)驗(yàn)探究。通過(guò)此實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到四個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)：一是認(rèn)識(shí)溶解度曲線，通過(guò)溶解度曲線能夠看出硝酸鉀隨著溫度升高溶解能力增強(qiáng)的趨勢(shì)，以及能夠找到某個(gè)溫度下對(duì)應(yīng)的溶解度數(shù)值；二是根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)配制一份飽和溶液；三是通過(guò)改變溫度進(jìn)而改變?nèi)芙舛鹊姆椒ㄕ{(diào)節(jié)溶質(zhì)的溶解情況，體會(huì)溫度改變物質(zhì)的溶解極限，但是在未達(dá)到飽和時(shí)溶液濃度不變；四是通過(guò)調(diào)控溫度、溶質(zhì)、溶劑等多種方法控制溶液的溶解、結(jié)晶，建立對(duì)溶液溶解過(guò)程的系統(tǒng)思考。

和現(xiàn)行教材相比，這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)是一個(gè)全新的內(nèi)容。在以往的教學(xué)中，教師主要關(guān)注溶解度概念的建立。而在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中更關(guān)注溶解度概念及其價(jià)值的應(yīng)用，要求學(xué)生自主運(yùn)用溶解度知識(shí)、依據(jù)溶解度曲線調(diào)控硝酸鉀溶液的溶解和結(jié)晶。學(xué)生通過(guò)小組討論，找到本組解決問(wèn)題的方法并實(shí)施。教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)各組的方案比較，概括出問(wèn)題解決的核心就是控制溫度、溶質(zhì)、溶劑三個(gè)變量中的兩個(gè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)施的過(guò)程是學(xué)生自主應(yīng)用溶解度知識(shí)的過(guò)程，這本身就是學(xué)習(xí)能力發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。教師引導(dǎo)學(xué)生基于各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的概括，又進(jìn)一步提升了學(xué)生的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生在豐富的變式的學(xué)習(xí)資源中對(duì)相關(guān)知識(shí)有了更本質(zhì)更概括的認(rèn)識(shí)。

二、教學(xué)反思及活動(dòng)建議

至此，該項(xiàng)目中對(duì)于溶液知識(shí)的落實(shí)全部完成。通過(guò)對(duì)這一過(guò)程的詳盡分析，不難發(fā)現(xiàn)，在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生是課堂的主角，而教師則是學(xué)生的高級(jí)伙伴，知識(shí)和過(guò)程是學(xué)習(xí)的工具，而非被動(dòng)接受的任務(wù)。最重要的是，學(xué)生通過(guò)這樣的活動(dòng)，能夠逐步養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，在面臨一個(gè)陌生任務(wù)時(shí)想到的是積極尋求多種解決問(wèn)題的方法，而不是等待教師的標(biāo)準(zhǔn)答案。我想，通過(guò)這樣的思路去學(xué)習(xí)溶液知識(shí)，會(huì)使溶液這一初中化學(xué)的難點(diǎn)知識(shí)變得有理有據(jù)，有法可循。

但不得不說(shuō)的是，通過(guò)本項(xiàng)目在一些學(xué)校的試行，以及試行后進(jìn)行的學(xué)生訪談和教師訪談，還是能夠發(fā)現(xiàn)在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中存在一些問(wèn)題。筆者根據(jù)學(xué)生反饋以及課堂效果總結(jié)出幾點(diǎn)活動(dòng)建議：

首先，教師要學(xué)會(huì)放手。此處的放手既是要放手讓學(xué)生獨(dú)立去研討，也是要對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式放手。要盡量擺脫傳統(tǒng)教學(xué)的模式，將重點(diǎn)仍放在習(xí)題解答上，而不是思維的建立和過(guò)程的探討上。

其次，不要怕學(xué)生出錯(cuò)。只要及時(shí)地糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，并在之后的實(shí)驗(yàn)探究中關(guān)注易出錯(cuò)的地方，錯(cuò)誤就能得到改正，操作就會(huì)逐步規(guī)范起來(lái)。

最后，如何劃分小組是十分重要的。建議按性別、性格、能力等多方面因素進(jìn)行搭配，盡量做到小組成員彼此相互欣賞、樂(lè)于交流分享。隨著項(xiàng)目活動(dòng)的推進(jìn)，小組成員間會(huì)越來(lái)越默契，小組合作會(huì)越來(lái)越愉快，項(xiàng)目活動(dòng)會(huì)越來(lái)越有趣，溶液知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)越來(lái)越容易。