張立培
【摘要】將溶液概念串聯(lián)嵌入到“卓筒井制鹽”主題中,建立溶液概念之間的相互聯(lián)系,激發(fā)學生探究欲望,提高溶液復習效率,實現(xiàn)知識的結構化、系統(tǒng)化、功能化。
【關鍵詞】溶液? ?復習課? 知識體系? ?問題引導
【中圖分類號】G633.8
【文獻標識碼】A
【文章編號】1992-7711(2020)31-211-02
一、現(xiàn)狀與思考
教學內容選擇是教學設計中非常重要的一個環(huán)節(jié),復習課更是如此。它不是原有教學內容的簡單的機械重復,而是根據(jù)復習需要,對相關內容進行整合,最好還能形成一定的主題,使學生從整體上把握內容的基本結構,對學過的知識進行二次學習,從而促進知識的結構化、系統(tǒng)化、功能化,使學生的認知水平和價值觀念達到更高的層次 。美國心理學家布魯納認為,人類記憶的首要問題不是存儲而是檢索,而檢索的關鍵則在于結構組織。知識的結構化可以減輕學生的記憶負擔,提高問題的解決效率。因此復習課需要重視加強不同知識間的交叉聯(lián)系,完善知識結構體系,以有效實現(xiàn)復習目標。
溶液是初中化學的重要內容,但其概念較為抽象,種類繁雜,計算乏味,所以復習《溶液》時,學生在面對著這些熟悉而又乏味的知識時,常帶著消極且被動的情緒,思維參與度不高,使得學生很難在整體上把握知識點之間的聯(lián)系,因此溶液是初中階段化學教學的重點和難點。
基于上述分析,為了構建溶液知識結構體系,嘗試以古代工藝“卓筒井制鹽工藝”為教學情境,設計出具有趣味的、有思考價值的、有意義的情境問題,教師通過誘導和點撥促使他們思考、交流討論、探究、嘗試解決,激發(fā)學生的探求欲望,使學生思維始終處于激活狀態(tài)。最終達到幫助學生構建溶液概念之間的聯(lián)系,使之逐步形成系統(tǒng)化的知識結構,并能夠綜合運用溶液的知識解決問題。
二、設計思路
我國古代的卓筒井制鹽工藝,包含了溶液組成、溶解度、結晶等相關知識,可以作為《溶液》復習課的知識載體,通過設置一系列問題,教師通過誘導和點撥促使他們解決問題,在情境——認知——解決問題的三維框架下讓學生自主構建知識體系,既鞏固了溶液的相關知識,又充分擴展了學生的思維張力,使學生在縱深發(fā)展的思維過程中形成科學探究的學習品質。
根據(jù)這一想法,根據(jù)以“卓筒井制鹽工藝”這一教學情境,設計成下表幾個誘導性問題:
三、問題引導與建立聯(lián)系
1.引入情境,激發(fā)學生的探索興趣
【引入】展示“卓筒井”制鹽的圖片,介紹這是我國古代勞動人民制取食鹽的方法,這項技術叫做“卓筒井制鹽”,被稱為“中國古代第五大發(fā)明”和“手工制鹽的活化石”。
【播放視頻】帶著問題觀看卓筒井制鹽視頻:卓筒井制鹽包括哪幾道工序?哪些工序和溶液知識密切相關?
【交流討論】鉆井→汲鹵→濾鹵→曬鹵→煎鹽,后三道工序和溶液知識密切相關。
(設計意圖:將卓筒井制鹽的后三道工序作為溶液復習的情境“載體”,激發(fā)學生的探索興趣)
2.展開教學,以卓筒井制鹽工序為具體情境,引入四個具有誘導性問題,層層深入,將溶液相關知識嵌入到誘導性問題中。
【誘導性問題1】教師:如何理解濾鹵?為什么要濾鹵?
回答這個問題之前,我們需要知道鹵水成分是什么?
表1:100g鹵水中各成分的含量
學生:過濾;除去鹵水中的泥沙。
教師:為什么NaCl、MgCl2、Na2SO4中的泥沙可用過濾方法除去?
學生:因為泥沙與其他物質的溶劑性不同。
教師:過濾后的鹵水從狀態(tài)上看,有何特征?其組成是什么?
學生:特征:均一性、穩(wěn)定性。組成為氯化鈉、氯化鎂、硫酸鈉和水
教師:NaCl、MgCl2、Na2SO4和H2O分別作為溶液的什么組分?
學生:NaCl、MgCl2、Na2SO4作為溶質,H2O作為溶劑。
教師:溶液具有均一性和穩(wěn)定性。過濾前的鹵水是溶液嗎?它屬于什么?
學生:過濾前的鹵水沒有均一性和穩(wěn)定性,不屬于溶液;屬于懸濁液
教師:溶液由溶質和溶劑組成,如何定量表示溶液的組成?
學生:質量分數(shù)。
教師:質量分數(shù)概念是什么?計算方法是什么?
學生:溶質質量在溶液中所占的比例,計算方法是ω=? ? ? ×100%
教師:根據(jù)質量分數(shù)的計算方法,請計算出過濾后鹵水中NaCl的質量分數(shù)。
學生:ω=? ? ? ? ? ? ?×100%=9.1%
教師:結果發(fā)現(xiàn),NaCl的質量分數(shù)很低,即一定量的溶液中所含溶質很少,那我們稱這種溶液為稀溶液,所以從這個角度考慮,溶液如何分類?
學生:稀溶液和濃溶液。
(通過對濾鹵過程的綜合分析,辨析溶液與濁液,更進一步的理解了溶液組成與特征、溶解性、質量分數(shù)及計算等知識)
【誘導性問題2】教師:如何理解曬鹵?它在化學實驗中對應什么操作?
學生:蒸發(fā)操作。
教師:為什么要曬鹵?為什么不通過加熱的方式去除水分,直接進行下一步煎鹽?
學生:煎鹽需要消耗能源,通過曬鹵可先蒸發(fā)一部分溶劑,節(jié)約能源。
教師:古人通過曬鹵這道工序,可以得到質量分數(shù)約為20%的高濃度溶液,但是它是NaCl的飽和溶液還是不飽和溶液?有哪些方法可以判斷溶液是否飽和?
學生:加入溶質,觀察溶質固體是否溶解。
教師:如果溶液接近飽和,只溶解少許溶質,不易觀察,如何判斷?
學生:加入質量為m1的溶質后,過濾、干燥、稱量后的固體質量為m2,若m1=m2,溶液為飽和溶液。
教師:還有什么方法可以判斷溶液是否飽和?需要使用那些數(shù)據(jù)?
學生:計算方法;曬鹵后溶液中NaCl的質量分數(shù)和該溫度下NaCl的溶解度。
教師:老師給出這兩個數(shù)據(jù):在20℃時,NaCl溶解度為36g/100g水,判斷鹵水中NaCl的質量分數(shù)為20%時,該溶液是否飽和?(為簡化起見,假設溶質只有NaCl)
學生:ω(NaCl) =? ? ? ? ?×100%= 26.5% >20% 所以為不飽和溶液。
(通過對曬鹵過程的綜合分析,復習了稀濃溶液的轉化、溶解度、飽和溶液概念及判斷方法)
【誘導性問題3】教師:如何理解煎鹽?它在化學實驗中對應什么操作?(在教 學過程中用PPT展示出煎鹽操作的圖片)
學生:蒸發(fā)結晶。
教師:為什么要用煎鹽的形式得到食鹽? (在教學過程中用PPT展示出NaCl、Na2SO4、MgCl2的溶解度曲線圖)
學生:因為NaCl的溶解度受溫度影響不大,MgCl2、 Na2SO4的溶解度受溫度影響較大。
教師:和蒸發(fā)結晶相對應的另一種結晶方法是什么?其適用范圍是什么?
學生:降溫結晶,適用范圍是提純物質的溶解度受溫度影響較大。
教師:鹵水蒸發(fā)到什么時候才會有晶體析出呢?比如在20℃,100gNaCl質量分數(shù)為20%的鹵水,現(xiàn)需至少蒸發(fā)多少克水才會有晶體析出?解決這個問題的依據(jù)是什么?
學生:蒸發(fā)到NaCl為飽和溶液時晶體才會析出。依據(jù)為溶解度計算的比例式
=? ? ? ? ? ?=
所以 X= 24.4,故需至少需要蒸發(fā)24.4g水才會有晶體洗出。
教師:如果晶體從溶液中析出,首先溶液需要達到飽和狀態(tài)。從結晶的方法上,我們已經(jīng)知道了兩種可以使溶液飽和的方法:降溫和蒸發(fā)溶劑,除此之外還有其他方法嗎?
學生:加入溶質。
教師:如何使溶液由飽和溶液變?yōu)椴伙柡腿芤海?/p>
學生:加溶劑或升溫。
教師:但是對于另外一種溶液,這種方法需要修正,哪種溶液?如何修正?
學生:溶解性隨溫度增加而減少的物質,如氫氧化鈣溶液。對溫度進行修正。
(通過對煎鹽過程的綜合分析,復習了蒸發(fā)結晶和降溫結晶及適用范圍、溶解度相關計算方法、飽和溶液與不飽和溶液的轉化方法等)
【誘導性問題4】教師:古人在煎鹽時,并不會將鹵水中的水分完全蒸干,你能猜到可能是什么原因嗎?(在教學過程中用PPT展示出NaCl、Na2SO4、MgCl2的溶解度曲線圖)
學生:因為鹵水中還有其他的可溶性雜質,為了確保達到較純的NaCl,需要保留一些水分溶解可溶性雜質。
教師:古人在煎鹽時,鹵水在高溫下需要趁熱過濾,最終才得到食用的食鹽。你能夠分析出為什么要趁熱過濾嗎?
學生:高溫時,雜質的溶解度大,不易飽和,故不易析出;低溫時雜質的溶解度變小,容易飽和,易析出。
(通過對具體情境應用的分析,深刻理解蒸發(fā)結晶、降溫結晶的原理,根據(jù)溶解度曲線解釋生產(chǎn)生活中的化學操作原理)
四、教學體會
本節(jié)課以“卓筒井制鹽”為情境,在不斷的解決問題中,完成了對溶液概念知識體系的建立。將枯燥繁雜的溶液知識串聯(lián)在教學情境中,激發(fā)了學生好奇心和求知欲,提高溶液復習效率,最終實現(xiàn)知識的結構化、系統(tǒng)化、功能化。這種“情境——方法——問題”的教學思路,應該是提高復習課效率的一種很好的嘗試。
【參考文獻】
[1]萬延嵐,盧巍. 對化學復習課的重新審視和思考 [J].化學教學,2013,(5): 10—13.
[2]王祖浩. 義務教育教科書化學九年級上冊 [M]. 上海:上海教育出版社,2014.