余 亮

（江蘇省南京市第一中學(xué)，江蘇南京 210001）

引 言

化學(xué)概念是化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系的基礎(chǔ)。化學(xué)概念教學(xué)組織得好，對于學(xué)生建構(gòu)化學(xué)學(xué)科觀念，甚至對于其一生的概括、提煉和總結(jié)能力的提高，對學(xué)生的終生發(fā)展都有重要影響[1]。筆者以“飽和溶液”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，以熱冰實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的興趣，以“飽和溶液”與“不飽和溶液”的定義、兩者的相互轉(zhuǎn)化、在生產(chǎn)生活中的典型應(yīng)用等為主線，精心設(shè)計(jì)教學(xué)。學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)參與了溶解氯化鈉和硝酸鉀至飽和、高錳酸鉀溶于氯化鈉飽和溶液、飽和溶液升溫繼續(xù)溶解及冷卻結(jié)晶析出、蒸干氯化鈉溶液得到食鹽等一連串實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了化學(xué)的獨(dú)特魅力。

一、“飽和溶液”實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中存在的問題

“飽和溶液”是人教版義務(wù)教育教科書化學(xué)九年級下冊第九單元課題2的內(nèi)容。課本上先進(jìn)行氯化鈉在水中溶解的實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行硝酸鉀在水中溶解的實(shí)驗(yàn)。

在教學(xué)實(shí)踐中，筆者認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有以下缺點(diǎn)。

（1）本課時(shí)連續(xù)安排了兩組實(shí)驗(yàn)，而兩組實(shí)驗(yàn)前面兩個(gè)步驟又相同[2]。單調(diào)的實(shí)驗(yàn)操作加上單一的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象容易使學(xué)生興趣驟減，課堂容易冷場，不利于對抽象概念的深入理解。

（2）課本上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考的是室溫為25℃時(shí)物質(zhì)的溶解度，第一次加入5g氯化鈉或5g硝酸鉀到20mL水中，理論上應(yīng)該能完全溶解，而本實(shí)驗(yàn)在冬天進(jìn)行教學(xué)，室溫一般在15℃～18℃，如果照本宣科不實(shí)事求是，往往出現(xiàn)5分鐘后固體還未溶解的情況，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異常，后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作難以為繼。

（3）硝酸鉀加熱的實(shí)驗(yàn)用到了鐵架臺(tái)和酒精燈，只能固定在講臺(tái)上演示，不利于學(xué)生觀察。再加上新課教授中學(xué)生需要邊做實(shí)驗(yàn)邊記錄，分組實(shí)驗(yàn)空間小，安全隱患較大。

（4）硝酸鉀飽和溶液與不飽和溶液轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)加熱源采用酒精燈，冷卻采用空氣自然冷卻。加熱裝置較為復(fù)雜，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作要求較高，冷卻過程耗時(shí)較長，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)較難及時(shí)觀察到晶體的形成。

（5）教材上通過演示冷卻硝酸鉀的熱飽和溶液的實(shí)驗(yàn)可以得到硝酸鉀固體，對于蒸發(fā)溶劑的結(jié)晶方法沒有設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)給學(xué)生以直觀的感受，對蒸發(fā)結(jié)晶的概念認(rèn)知相對弱化。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

筆者用三組學(xué)生實(shí)驗(yàn)和一個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)替代傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)。

（1）優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)循序漸進(jìn)，具有梯度性的設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。首先用探究活動(dòng)一：“室溫下20mL水能否無限制地溶解氯化鈉或硝酸鉀”得到感官結(jié)論，初步建構(gòu)飽和溶液和不飽和溶液的概念；然后用探究活動(dòng)二：“在一定溫度下得到的某飽和溶液，能否溶解其他溶質(zhì)”讓學(xué)生發(fā)散思維設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，加深對飽和溶液的概念理解；接下來用探究活動(dòng)三：“飽和溶液與不飽和溶液能否相互轉(zhuǎn)化”體會(huì)二者轉(zhuǎn)化的途徑以及了解結(jié)晶的常用方法；最后用趣味實(shí)驗(yàn)“熱冰實(shí)驗(yàn)”將課堂推向高潮，讓學(xué)生感悟化學(xué)之美，激發(fā)學(xué)生的興趣與求知欲。

（2）將學(xué)生進(jìn)行分組（以48人班級為例），4人為一組。其中6組標(biāo)號為A組，做氯化鈉溶解及后續(xù)實(shí)驗(yàn)，另外6組標(biāo)號為B組，做硝酸鉀溶解及后續(xù)實(shí)驗(yàn)。A、B組同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成后分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣可以使學(xué)生廣泛參與探究活動(dòng)，從而在合作學(xué)習(xí)中引導(dǎo)他們重視知識(shí)的形成過程，加深對飽和溶液概念的理解。學(xué)生一旦動(dòng)手操作了，很容易從看似簡單的實(shí)驗(yàn)中獲得成就感，比觀看教師的演示實(shí)驗(yàn)興趣更濃。

（3）考慮到物質(zhì)的溶解度受溫度影響，為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)的效果，筆者將20mL水中每次待溶解的氯化鈉固體其質(zhì)量定為4g，每次待溶解的硝酸鉀固體質(zhì)量定為3g。這樣A組和B組在相同時(shí)間內(nèi)能及時(shí)得到較為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

（4）B組學(xué)生進(jìn)行硝酸鉀的加熱溶解實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用熱水浴的方法。學(xué)生可以多角度觀察，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，操作相對安全。對于熱的硝酸鉀溶液冷卻，筆者采用冷水浴的方法，可以縮短結(jié)晶的時(shí)間，學(xué)生較為直觀地感受到晶體的形成過程，提高了課堂效率。

（5）A組學(xué)生增加了將氯化鈉溶液蒸干得到晶體的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)操作簡便，效果明顯，讓學(xué)生切身體會(huì)海水曬鹽的原理。

三、實(shí)驗(yàn)探究過程

探究活動(dòng)一：室溫下，20mL水能否無限制地溶解氯化鈉或硝酸鉀。

（1）學(xué)生在6分鐘內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)并交流，見表1。

（2）建構(gòu)飽和溶液與不飽和溶液概念實(shí)錄。

師：通過剛才的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分享，大家已經(jīng)知道室溫下20mL水既不能無限制地溶解氯化鈉，也不能無限制地溶解硝酸鉀?，F(xiàn)在A組同學(xué)燒杯中還有固體剩余，說明水已經(jīng)“吃飽”了，得到的是氯化鈉的飽和溶液，同樣B組同學(xué)得到的是硝酸鉀的飽和溶液。

表1 飽和溶液與不飽和溶液

設(shè)計(jì)意圖：一方面兩組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相似，便于教學(xué)順利開展。另一方面在引導(dǎo)學(xué)生建立概念的同時(shí)，可以訓(xùn)練學(xué)生查找信息的能力，概念初步形成之后及時(shí)鞏固練習(xí)，加深印象。

探究活動(dòng)二：在一定溫度下得到的某飽和溶液，能否溶解其他溶質(zhì)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生對于飽和溶液是針對某一溶質(zhì)而言的還比較模糊。通過探討實(shí)驗(yàn)方案，碰撞出智慧的火花，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作來檢驗(yàn)方案的合理性。這有助于學(xué)生形成勇于探索、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠焚|(zhì)，提高其分析問題解決問題的能力，逐步完善對飽和溶液概念內(nèi)涵和外延的科學(xué)理解。

探究活動(dòng)三：飽和溶液與不飽和溶液能否相互轉(zhuǎn)化。

A組：①向盛有氯化鈉的飽和溶液的小燒杯中再加入20mL水，攪拌2分鐘。固體全部溶解。②再用膠頭滴管吸取燒杯中溶液，向試管中滴加2～3滴，用火柴點(diǎn)燃固體酒精，加熱試管。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用石棉網(wǎng)蓋滅火焰。

B組：①將盛有硝酸鉀飽和溶液的小燒杯，放入盛有熱水的大燒杯中攪拌2分鐘，固體全部溶解。②再向小燒杯中加入3g硝酸鉀固體，攪拌2分鐘，固體又全部溶解。③待固體溶解后迅速將小燒杯放入盛有冷水的大燒杯中。

設(shè)計(jì)意圖：通過巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生看到晶體的產(chǎn)生過程，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，思考晶體產(chǎn)生的原因，體會(huì)飽和溶液與不飽和溶液之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)層層推進(jìn)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

結(jié) 語

筆者采用4組實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生建構(gòu)“飽和溶液”相關(guān)概念，使概念的學(xué)習(xí)由抽象變得具體。此外學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有微型化、直觀化的特點(diǎn)，現(xiàn)象明顯，使用藥品節(jié)能環(huán)保又貼近生活，學(xué)生能很快上手并看到以往很難親眼見到的現(xiàn)象，如：溶液變?yōu)樽霞t色、硝酸鉀晶體析出、氯化鈉蒸干后留在試管內(nèi)壁等。筆者的教學(xué)設(shè)計(jì)跳出了以往類似課程中概念灌輸、學(xué)生死記硬背的窠臼。學(xué)生分工合作有條不紊，真正做到了在感悟中體驗(yàn)，在互動(dòng)中達(dá)成。