摘要： 以中華優(yōu)秀古籍《天工開物》中記錄的古代井鹽制取為情境，在鉆井鹵現(xiàn)、楠竹汲鹵、驗鹵凈鹵、火井煎鹽等工藝流程中對溶解度、飽和溶液與不飽和溶液、溶質的質量分數(shù)、結晶等知識進行綜合復習，培養(yǎng)學生利用學科知識在真實情境中解決問題的能力，體會古代人民認識、探索、提純、應用物質的思路與過程，領略古人的聰明才智以及當代匠人對傳統(tǒng)工藝的傳承與堅守，建立對中華民族文化的自信與認同感。

關鍵詞： 初中化學； 傳統(tǒng)文化； 溶解度； 制取井鹽； 真實情境

文章編號： 1005-6629（2024）06-0057-06 中圖分類號： G633．8 文獻標識碼： B

《關于實施中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化傳承發(fā)展工程的意見》要求把中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化“貫穿國民教育始終”［1］，中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化進入課堂是化學教育的必然選擇?！读x務教育化學課程標準（2022年版）》明確指出，化學課程應立足學生的生活經(jīng)驗，反映人類探索物質世界的化學基本觀念和規(guī)律，傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，厚植愛國主義情懷［2］。在教學提示中新增了大量的以《天工開物》為代表的展現(xiàn)我國古代先進科技的情境素材［3］。

《天工開物》由明代的科技學家宋應星所著，號稱中國17世紀的生產工藝百科全書，全書用5萬多字、122副插圖詳實地記錄了我國古代的科學技術水平以及傳統(tǒng)工藝。“作咸”一卷詳細記述了古人制鹽的方法技藝。本文對《天工開物》中制取井鹽的工藝進行梳理，通過復習課教學，帶領學生探索古代勞動人民的制鹽工藝，在基于傳統(tǒng)工藝文化的復雜問題的解決過程中，讓學生運用化學知識并感悟化學學科的價值［4］。

1 教學內容分析

本課選自人教版九年級下冊第九單元“溶液”的課題2“溶解度”與課題3“溶液的濃度”，是一節(jié)綜合性復習課。主要內容有：飽和溶液與不飽和溶液的概念及二者之間的轉化、結晶方法的選擇、溶解度及其應用、溶質的質量分數(shù)?！读x務教育化學課程標準（2022年版）》對該部分的學業(yè)要求是：能從定性和定量的視角，說明飽和溶液、溶解度和質量分數(shù)的含義；能利用物質的溶解性，設計物質分離的方案［5］。

溶解度作為初中化學教學的核心內容，承載著培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”的學科核心素養(yǎng)價值［6］。研究利用2020～2023年中考“溶液”相關的試題對學生進行檢測，結果發(fā)現(xiàn)，他們已經(jīng)初步領會了溶解度、質量分數(shù)等概念的涵義，掌握了飽和溶液、不飽和溶液及其相互轉化的方法。但還沒有建立相關知識之間的聯(lián)系，對溶解度知識的必要性和重要性缺乏認識，無法綜合利用這些知識來解決實際問題，尚未真正領會化學對滿足人們生活需要和推動社會進步的重要意義。因此，需要引導學生在基于傳統(tǒng)文化的問題解決中，自主探究，動手實踐，培養(yǎng)解決真實問題的能力，提升對化學學科價值的認識。

溶解度是定量研究物質溶解限度的重要概念，是利用溶解性差異進行物質分離與提純的必備知識基礎，在真實的生活生產中也應用廣泛。傳統(tǒng)的溶解度知識的復習教學多以講練結合的形式進行，側重某些具體的事實性知識，學生往往難以理解溶解度的真實內涵；缺乏真實的知識應用，學生難以感悟化學的學科價值。

中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與學科教學的融合是落實國家立德樹人教育目標的重要一步，本節(jié)課以弘揚傳統(tǒng)文化、培養(yǎng)學生家國情懷為理念，梳理了制取井鹽工藝中溶解度的相關知識（如表1），引導學生在探索制取井鹽的工藝中應用化學知識解決實際問題，對學科知識進行復習與應用，感悟化學學科的實際價值，領略匠人們對中華傳統(tǒng)文化工藝的堅守與傳承，從而實現(xiàn)文化、情境、問題、學科實踐的深度融合［7］。

2 教學目標

（1） 知道氯化鈉在生活中的主要用途，體會其對人類生產生活的重要性；了解食鹽的分布，感悟我國古代造井技術的精湛，堅定文化自信；認識楠竹汲鹵的原理，經(jīng)歷實驗探究，加深對飽和溶液和不飽和溶液的理解，形成二者之間的相互轉化模型。

（2） 理解并應用質量分數(shù)的概念解釋“石蓮試鹵”的原理，認識溶解度在生產中的具體應用，理解溶解度與結晶等概念，體會化學對提高人們生活質量與社會可持續(xù)發(fā)展的重要作用。

（3） 能根據(jù)溶解度曲線選擇結晶的方法，建立基于溶解度曲線特征差異的物質分離提純的認識思路；通過對“火井煎鹽”的探究，應用氣體溶解度解決現(xiàn)實中的問題，感悟古代勞動人民的精湛技術與聰明才智，堅定文化自信。

3 教學流程

教學流程如圖1所示。

4 教學實錄

4.1 鉆井鹵現(xiàn)

［導入］氯化鈉的用途有哪些？

［學生］配制生理鹽水、工業(yè)原料、作物選種、融雪劑、烹飪調味。

［提問］氯化鈉在自然界中廣泛分布在什么地方？

［學生］海水、湖泊。

［教師］除了海洋與湖泊，地底也蘊含著豐富的鹽資源，早在戰(zhàn)國時期人們就已經(jīng)掌握了開鑿鹽井的方法。人類鉆井史上第一口超千米深井是四川自貢的燊海井，它開鑿于1835年，象征著我國鉆井技術遙遙領先于世界水平。待鹽井鑿取到鹵水層時，鹵水就會從地底涌現(xiàn)。

設計意圖：通過了解氯化鈉在生活中的主要用途，感受其對于人類生產與生活的重要性。通過認識四川自貢的燊海井，了解食鹽的分布，感悟我國古代造井技術的精湛，培養(yǎng)家國情懷，堅定文化自信。

4.2 楠竹汲鹵

［展示］楠竹汲鹵的過程、原理的視頻與圖片（如圖2）。古人借助數(shù)丈長的被鑿空內部的楠竹伸入井底，在竹筒底部安裝牛皮單向閥，鹵水就會進入竹子內部。用繩子拴住竹子，待竹子沉降至裝滿鹵水，借助牛拉動轉盤，將裝有百斤重鹵水的竹筒打撈上來。

［提問］什么是鹵水？

［學生］鹵水就是氯化鈉溶液。

［教師］氯化鈉只是鹵水的一種溶質，請大家做個實驗，認識鹵水。

［學生實驗］如圖3所示，20℃下取a、 b、 c 3個燒杯，分別注入50g水，再分別加入10g、 18g、 28g NaCl固體，觀察現(xiàn)象。再向燒杯b中添加5g KCl固體、5g MgCl2固體，觀察現(xiàn)象。（現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)a、 b燒杯中固體完全溶解，c中有剩余。即使向燒杯b中添加5g KCl固體、5g MgCl2固體后，二者也完全溶解）

［提問］三個燒杯中的溶液分別處于什么狀態(tài)？

［學生］燒杯a中的溶液處于不飽和狀態(tài)，b中溶液處于恰飽和狀態(tài)，c中為過飽和狀態(tài)。

［提問］向50mL飽和NaCl溶液中添加5g KCl固體、5g MgCl2固體，固體完全溶解，說明什么？

［學生］某物質的飽和溶液不能再繼續(xù)溶解該物質，但還可以溶解其他物質。

［教師］燒杯b中的溶液就類似我們所打撈上來的鹵水，主要含有NaCl，還含有少量的KCl、 MgCl2等物質。

［教師］如何將燒杯c中未溶解的固體溶解？

［學生］升溫或者增加溶劑。

［教師］升高溫度可以將所有飽和溶液轉變?yōu)椴伙柡腿芤簡幔?/p>

［演示實驗］在試管中加入約占試管容積三分之一的飽和石灰水，再用植物油液封［9］，用酒精燈對著溶液部分加熱，實驗裝置如圖4所示，觀察現(xiàn)象并分析解釋，思考植物油的作用是什么。

［學生］溶液出現(xiàn)渾濁，說明氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而降低。植物油的作用是隔絕空氣，防止空氣中的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，影響實驗結果。

［小結］一般情況下，升溫或者增加溶劑可以使大多數(shù)飽和溶液轉變?yōu)椴伙柡腿芤?，但是也有例外，氫氧化鈣的溶解度會隨溫度的升高而降低，如圖5所示。

設計意圖：通過實驗探究認識鹵水的成分，深化對飽和溶液、溶解度概念的理解，歸納飽和溶液與不飽和溶液的轉化條件；通過觀察加熱飽和氫氧化鈣溶液的現(xiàn)象，認識某些物質溶解度隨溫度升高而減小的特例，修正對飽和溶液與不飽和溶液互相轉化的認知模型，避免將一般規(guī)律作絕對化處理的思維誤區(qū)。

4.3 驗鹵凈鹵

［提問］如果產量太低，就沒有提取的必要。古代因技術匱乏無法得知鹵水中氯化鈉的含量，鹽民如何檢驗打撈上來鹵水的濃度（含鹽量）是否滿足要求？

［教師］《西溪叢語》中提到石蓮試鹵的方法：選擇較重的蓮子十枚投入鹵水中，如全浮起，用之煎鹽，產量亦高；如五枚浮，則鹵水煎鹽，產量亦減半；如果僅有兩三枚浮，則不能煎鹽。

［演示實驗］石蓮試鹵（見圖6）：將10枚石蓮子（重量經(jīng)過篩選）投入裝有100g A、 B、 C三種鹵水的杯子中，比較杯A、 B、 C中的鹵水濃度大小并解釋原因。

［學生］根據(jù)石蓮的漂浮情況，可知鹵水濃度：A>B>C。溶質（氯化鈉）的質量分數(shù)為氯化鈉的質量溶液的質量×100%，質量分數(shù)越大，鹵水密度越大，漂浮的石蓮子數(shù)量就越多。

［提問］A其實是氯化鈉的飽和溶液，在工業(yè)生產中，你會選擇A、 B、 C哪種濃度的鹵水提取食鹽？

［學生］A中的鹵水為飽和溶液，產鹽量最高，我會選擇飽和的A溶液。

［教師］假設地底存在的均為飽和鹵水，可否順利將其開采上地表呢？［提示：地下溫度高于地表溫度；展示鹵水成分物質（NaCl、 CaCl2、 MgCl2、 KCl、 Na2SO4）的溶解度曲線］

［學生］從地底抽取鹵水到地表時，溫度略微下降，幾種物質的溶解度均變小，日積月累會有晶體結晶析出堵塞楠竹管道。

［小結］在工業(yè)生產的過程中要考慮到溫度、濕度、風向等多種因素的變化，從鹽井中開采鹵水不需要飽和，尤其是在寒冷的冬天，地表與地底的溫差更大，如果鹵水飽和，極易堵塞管道。

［提問］經(jīng)檢驗濃度合格的鹵水可以直接用于提純嗎？

［學生］不可以，鹵水中還有其他雜質。

［教師］鹵水打撈上來后，鹽民會添加豆?jié){，除去鹵水中雜質后再進行結晶操作。

［活動探究］根據(jù)NaCl的溶解度表（表2）繪制其溶解度曲線圖，如果你是鹽民，選用采用蒸發(fā)水還是降溫的方法得到氯化鈉晶體？

［學生］繪制溶解度曲線，由溶解度曲線可知，氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，即使降溫，也不會有太多氯化鈉晶體析出，因此選擇蒸發(fā)結晶的方式。

［小結］溶解度受溫度影響變化不大的物質，常采用蒸發(fā)結晶的方法。溶解度受溫度降低而降低且變化較大的物質，常采用降溫結晶的方法。

設計意圖：提出古籍中利用石蓮子檢驗鹵水的方法激發(fā)學生的學習興趣，引導學生用溶質的質量分數(shù)的概念去解釋“石蓮試鹵”的原理，培養(yǎng)將學科知識遷移至新情境的思維能力。通過選擇工業(yè)生產中的鹵水濃度，掌握溶解度的知識，應用學科知識解決生產中的實際問題，感受化學學科的應用價值；通過繪制氯化鈉溶解度曲線，學會根據(jù)物質溶液度的變化趨勢選擇結晶方法。

4.4 火井煎鹽

［提問］古人很早就掌握了蒸發(fā)結晶的原理和技術。實驗室中蒸發(fā)利用的燃料是酒精，古人用什么燃料呢？

［學生猜想］柴火。

［教師］使用柴火，耗時耗力?！短旃ら_物》記載（見圖7）：“西川有火井，井底存在一種可燃性物質，可以用空竹子運輸。將竹子一頭插入井底，另一頭緊對釜底，點燃就可以使用了。［10］”這種燃料是什么？

［學生討論］猜想1：可能是CO；猜想2：可能是CH4；猜想3：可能是H2。

［教師］在煮鹽過程，鹽民并未做額外的安全措施，可以排除哪個猜想？

［學生］猜想1不成立，因為CO有毒。

［教師］氫氣的爆炸極限：4.1%～75.0%，甲烷的爆炸極限：5.0%～15.0%。鹽民在點燃火井的燃料前并不需要額外驗純，燃料的主要成分是什么？

［學生］古人利用的是甲烷作為燃料。

［教師］甲烷是天然氣的主要成分，它是如何形成的？

［學生］生物的遺骸埋在地底，經(jīng)過復雜的變化會形成石油與天然氣。

［提問］開采的火井深達數(shù)千米，為什么會不斷有氣體噴出？這說明氣體的溶解度與什么因素有關？

［學生］壓強，壓強越大，氣體的溶解度就越大。

［提問］加熱鹵水時，溫度尚未達到沸點，水中也常有氣泡冒出，為什么？

［學生］溫度升高，氣體溶解度減小。

［歸納］氣體的溶解度受壓強和溫度等因素的影響。

［教師］待NaCl析出后，還需要洗去晶體表面的雜質，鹽民用什么物質洗滌？

［學生］飽和NaCl溶液。

設計意圖：通過展示《天工開物》中燃料的記錄，引導學生根據(jù)所得信息與可燃性氣體等學科知識進行合理猜想與證據(jù)推理，培養(yǎng)學生的批判性思維與注重實證的科學態(tài)度，感受化學與生活息息相關。通過應用氣體溶解度的知識，解釋火井煎鹽中的一些實際現(xiàn)象。通過選擇洗去食鹽表面雜質的物質，應用飽和溶液的知識解決實際問題，深化對飽和溶液的概念理解。

4.5 以古鑒今

［教師］用飽和NaCl溶液淋洗食鹽晶體表面的雜質，經(jīng)過晾曬，雪白晶瑩的食鹽就制成了。古人提取鹽的方法十分巧妙，如今各種新興技術也層出不窮，播放視頻：真空制鹽法。

［演示實驗］如圖8所示，用50mL注射器抽取10mL 80℃的飽和NaCl溶液，拉動注射器，制造負壓環(huán)境，鹵水沸騰。（負壓環(huán)境下，鹵水的沸點降低）

［總結提升］今天在課堂上我們回憶過去，探究物質匱乏的古代人們制取井鹽的奧秘；也立足于當下，認識真空制鹽的新興工藝。雖然今天的我們已經(jīng)擁有了大量先進的設備和技術，但四川自貢的燊海井還在完好地運作著。這離不開祖祖輩輩的老手藝人的堅守與傳承！現(xiàn)代與傳統(tǒng)從來都不是對立面，我們要傳承優(yōu)秀文化，做到以古鑒今，古為今用，但也要永葆創(chuàng)新意識，不斷探索與創(chuàng)新！

［作業(yè)設計］學科實踐：模擬冬天撈堿的過程。（提供：碳酸鈉與氯化鈉的溶解度表；主要實驗用品：碳酸鈉和氯化鈉的混合溶液、干冰、抽濾裝置）

設計意圖：帶領學生認識現(xiàn)代新興的制鹽技術，引導他們辯證地看待傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術工藝，認識傳統(tǒng)文化與新興技術之間并不是對立關系，而是相輔相成的；通過模擬冬天撈堿的科學實踐活動，將知識遷移至新的問題情境中，培養(yǎng)學生創(chuàng)新、創(chuàng)造的高階思維。

5 教學反思

本節(jié)課是一節(jié)弘揚傳統(tǒng)文化的關于溶解度知識的復習教學課，以中華著名古籍《天工開物》中記錄的制鹽工藝為教學情境，將傳統(tǒng)工藝與化學學科進行有效融合，在鹽井制鹽情境中認識古人鉆井、汲鹵、驗鹵、煎鹵的過程，使學生身臨其境，感悟化學學科的應用價值，增強中學生的文化認同感，堅定文化自信。

教育的根本任務是立德樹人，“樹人”樹的是知識，“立德”立的是傳統(tǒng)文化的4FLq6CzaST5PLxOPgclVSg==根和魂。一線教師應廣泛挖掘傳統(tǒng)文化中具有學科屬性與育人價值的情境，如本素材情境的凈化鹵水的工藝流程中，涉及去除溶液中的可溶性雜質，可以將該部分素材再次開發(fā)，設計物質的除雜與提純的專題復習課。教師在選擇與組織情境素材時，要注意內容的取舍，同時平衡文化與知識的權重，合理地組織與運用素材內容，認真組織、規(guī)劃教學設計，實現(xiàn)學科核心知識與文化素材的深度融合。

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深圳市教育科研專家工作專項課題“素養(yǎng)導向的項目式學習案例開發(fā)與評價研究”（課題編號：kyzj4p020）；深圳市福田區(qū)教育科學規(guī)劃課題“素養(yǎng)導向的初中化學項目式教學案例與評價研究”（課題編號：FTJYZXZH202208）的研究成果。