“活动元素”教学设计理念下的化学探究--以“物质溶解度定量表征”课程为例_溶解性论文

“活动元”教学设计理念下的化学探究——以“物质溶解性的定量表示”一课为例,本文主要内容关键词为:为例论文,定量论文,设计理念论文,一课论文,物质论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

“物质的溶解性”是上教版化学九年级下册第六章第3节的教学内容,包含了三个部分:影响物质溶解性的因素、物质溶解性的定量表示、结晶。“物质溶解性的定量表示”属于该节内容的第二课时。

通过多年的教学观察以及学生试卷分析,笔者发现,该节课学生的学习难点有四:一是对固体物质溶解度的含义理解不深,对概念的学习仅仅停留在识记水平;二是关于固体溶解度的计算还停留在模仿阶段,不能根据具体的问题情境进行简单的计算;三是对影响固体物质溶解度的因素认识模糊,容易“跟着感觉走”;四是不能深刻理解固体物质的溶解度曲线,“知其然而不知其所以然”。

为了有效化解学生的学习难点,笔者采用了活动课的组织形式,将学习内容分成四个相关板块,再辅之“学案”,组织学生思考、讨论、交流、练习,引导学生理解固体物质溶解的含义和影响固体物质溶解度的因素,根据溶解度进行简单计算,在溶解度曲线的教学中运用数形结合的思想,将“数”的精确性与“形”的直观性有机结合起来。

【板块1】情景引路,形成方法

(教师提供“学案”,学生思考、判断、交流。)

问题1 为了定量比较NaCl和的溶解性(即溶解能力)强弱,钱蓓同学设计了以下三种方案,你认为是否可行?说明原因。

方案1:取100g的两杯水,一杯20℃,一杯80℃,分别溶解NaCl和固体达到饱和状态时,测得溶解的NaCl质量为36g,溶解的质量为169g,所以的溶解性比NaCl溶解性强。

方案2:取20℃时的两杯水,一杯100g,一杯10g,分别溶解NaCl和达到饱和状态时,测得溶解NaCl的质量为36g,溶解的质量为3.2g,所以NaCl的溶解性比强。

方案3:20℃时,100g水能溶解1g NaCl,100g水中也能溶解1g ,所以在20℃时,NaCl和的溶解性相同。

生 方案1不可行。因为温度会影响物质的溶解性,两杯水的温度不同,所以不能比较NaCl和溶解能力的强弱。

生 方案2不可行。因为虽然两杯水的温度相同,但是水的质量不同,不能比较NaCl和的溶解能力强弱。

生 方案3不可行。因为虽然两杯水的温度相同、质量相同,但溶解的溶质没有达到最大量(没有达到饱和状态),也就不能比较NaCl和的溶解性。

师 要定量比较NaCl和的溶解性,对实验条件要做哪些控制呢?

生 温度相同、水的质量相同、溶液要达到饱和状态,测定溶解的NaCl和的质量。

师 就按照同学们的方法。下面请同学们阅读“学案”上的问题2。

问题2 20℃时,在100g水中溶解NaCl和达到饱和状态时,测得溶解的溶质的质量如表1所示,请你比较两种物质的溶解能力。

生 (齐)氯化钠的溶解性大于硝酸钾的溶解性。

师 任意温度都是这样吗?

(学生意识到答案不够严密。)

生 在20℃时,氯化钠的溶解性大于硝酸钾的溶解性。

这里,笔者设计了三个情境组织学生思考判断,学生在分析判断的基础上归纳三种方法,从而得出描述固体溶解性的四要素:温度、一定量溶剂、饱和状态、溶质的质量。这样的设计起到了承前启后的作用,既复习了影响固体物质溶解性的因素,又为建构固体物质溶解度的概念奠定了基础。

【板块2】变换视角,建构概念

师 通过刚才的讨论,我们知道在20℃时,氯化钠的溶解性大于硝酸钾的溶解性。那么,请同学们利用表1中的数据,定量描述20℃时硝酸钾的溶解性。

生 在20℃时,100g水中最多溶解31.6g硝酸钾达到饱和状态。

师 定量描述固体物质的溶解性时,我们通常将溶剂的质量定为100g。这种定量描述固体物质溶解性的方法就叫固体物质的溶解度。请同学们用自己的话说说固体物质溶解度的含义。

生 固体物质的溶解度就是指:在一定温度下,该物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量。

师 请同学们分析,固体物质溶解度的概念中有哪几个要素?

生 四个要素:一定温度下、溶剂100g(确定)、状态达饱和(确定)、溶质质量。

师 理解概念是运用概念的前提和基础,请同学们完成“学案”上的问题3、问题4。

问题3 判断下列说法是否正确:

(1)在20℃时,100g水中溶解了23g食盐,则食盐在20℃时的溶解度为23g。

(2)在100g水中最多能溶解36.0g NaCl达到饱和状态,则氯化钠的溶解度为36.0g。

(3)在20℃时,在100g水中最多能溶解36.0gNaCl达到饱和状态,则20℃时,氯化钠的溶解度为36.0g。

生 第一种说法错误,因为没有说明溶液是否达到饱和状态。第二种说法也是错误的,应该说在20℃时,氯化钠的溶解度是36.0g。第三种说法正确。

问题4 “在80℃时,的溶解度为169克”这句话的含义是什么?请完成下表。

生 80℃,100g,169g,饱和状态,269g。

对于固体溶解度概念的教学,通常的做法是:学生阅读课本,教师讲解关键词;学生识记概念,巩固习题运用概念。这样,学生的思维还是处于被动接受的状态,缺少建构概念的过程,当然无法深刻地理解概念。若变换视角,从定量描述硝酸钾的溶解性开始建构溶解度的概念,有助于学生加深对概念的理解。

【板块3】改编情境,深化概念

师 理解了固体物质溶解度的概念,我们就可以运用概念解决一些问题。请同学思考“学案”中的5、6两个问题。

问题5 下面是钱蓓同学在60℃时测定的在水中溶解质量的数据,请你认真分析,完成以下两个问题:

(1)填写表格①②两处的空白,写出计算过程。

(2)请你分析、比较上表中温度、溶剂质量、溶质质量、溶解度四个量,你能得出哪些结论。

生 ①处填110g,计算过程是:100×11÷10=110(g)。②处填200,计算过程是:220÷110×100=200(g)。

生 通过分析、比较上表中温度、溶剂质量、溶质质量、溶解度四个量,可以得到两个结论:温度相同时,硝酸钾的溶解度相等;尽管溶质、溶剂的质量不同,但是只要温度相同,硝酸钾的溶解度就相等。

问题6 已知在20℃时,NaCl的溶解度为36g,将20g氯化钠放入50g水中充分搅拌,求所得溶液的质量。

生 36÷100×50=18(g),18+50=68(g)。

教学固体物质溶解度时,学生经常会出现三个认识误区:水的质量越大,溶解度越大;溶剂中溶解的溶质的质量越大,溶解度就越大;影响物质溶解度的因素有溶剂的质量、溶质的质量。一般的,教师会采用反复训练、加深记忆的方法来纠正学生的错误,但往往事倍功半,效果不佳。笔者通过改编题目情境,将固体物质溶解度的简单计算与影响固体物质溶解度的因素合辙共振,通过对计算结果的分析、比较,归纳影响固体物质溶解性的因素,从而矫正学生的相异构想。

【板块4】数形结合,升华概念

师 在固体溶解度的四要素中,溶剂质量100g、溶液状态达饱和,这是两个定量。而温度(用t表示)是自变量,溶解度(用s表示)是因变量,这样的变量关系就对应着直角坐标系中的一个点(t,s)。测定硝酸钾在不同温度下的溶解度,就能在直角坐标系中描点,将许多点用平滑的线连起来,就是硝酸钾的溶解度曲线。

师 请同学们根据硝酸钾的溶解度,在直角坐标系中描点、连线。

师 运用这种方法,我们可以绘制许多物质的溶解度曲线,例如课本第169页的图6-16,6-17就是这种方法得到的。请同学们根据这些曲线,回答“学案”上的问题7。

问题7 1.观察溶解度曲线可以看出三种不同类型的曲线:

(1)大多数固体物质的溶解度随温度的升高而________,例如硝酸铵、硝酸钠、硝酸钾,曲线特点是“陡升型”。

(2)少数固体物质的溶解度受温度的影响不大,代表物质是________,曲线特点是“缓升型”。

(3)极少数固体物质的溶解度随温度的升高而________,代表物质是________,曲线特点是“下降型”。

2.观察P169发现,硝酸钠和硝酸钾的溶解度曲线有一个交点,设交点为M(a,b),则交点M的含义是:________。

3.在0℃时,图6-17中物质的溶解度由小到大的顺序是________。

(学生回答略。)

分清固体溶解度概念的两个定量因素和一个自变量、一个因变量,不仅能引导学生探寻溶解度曲线的由来,更重要的是帮助学生理解为什么能在直角坐标系中用曲线来表示固体物质的溶解度,体会在化学学科中运用数形结合思想的巧妙。尽管各学科知识有所侧重,但是学科的思想方法是融会贯通的。至于溶解度曲线上的点、曲线的交点、曲线的走向等问题,学生运用数学知识通过自学就能解决。

“学案”是师生共用的课堂教学的载体,即教师根据学生的实际情况,把教学重点内容按照化学思维的顺序编写出来,形成书面材料,让学生有依据有内容,有发展有创新。本节课在教师的引导下,学生通过“学案”中教师设计的问题,多感官表征协同学习,不断地思考、演练、交流,自然而然地理解了影响固体物质溶解度的因素是温度,轻松化解了教学难点。特别是四个板块的学生活动,把学习、交流的时间和空间让位给学生,打开了一条学习知识、提高能力的绿色通道。

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