浅析在PADA模式下溶解度概念的教学实践
2014-12-12顾弘
顾弘
摘要：溶解度概念是初中化学教学中的一个重点更是难点。文章通过具体的教学案例，阐述了如何依据概念获得理论，运用PADA教学模式提高溶解度概念的教学效率。
关键词：溶解度;概念教学 PADA
文章编号：1008-0546（2014）12-0016-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.12.006
溶解度概念是初中化学教学中的一个重点。沪教版教材在2012年修订中，删去相当多的难点，而偏偏在溶解度概念相关内容中增加了“常温下固体物质溶解度与溶解性关系”的内容和“粗盐提纯”实验，溶解度概念在溶液教学中的地位可见非同一般。溶解度概念教学也是教学中的一个难点，其逻辑严密，表述复杂对学生学习要求高。甚至教材修订和编撰过程中作者稍有不慎，也出现不甚严密之处，可见溶解度概念教学难度了。
鉴于溶解度概念教学的以上特点，笔者借鉴江苏省化学特级教师金惠文老师提出的化学概念教学的PADA模式（Perceive—感知;Analysis—分析;Distinguish—辨别;Application—应用）进行较为有效的尝试。
一、 PADA模式
化学概念是化学学科最基础、最关键、最核心的内容，是学生学习化学知识的首要前提，它是人们对化学研究最本质的概括和认识，深刻反映了物质变化过程中最本质的化学特征。在布鲁纳看来“概念就是思维过程的核心”。依据布鲁纳概念获得理论，化学概念学习的过程也就是搜索一般属性，在大量的一般属性中抽象出关键，然后通过实验和例子等不断强化化学概念的关键属性，最后再根据关键属性进行多方面的迁移。[1]
金惠文老师提出化学概念学习的PADA模式，即化学概念学习一般经历下列4个阶段：感知材料（Perceive）、分析概括（Analysis）、辨别剖析（Distinguish）和应用深化（Application）。其正好与布鲁纳知觉过程的四个阶段（初步归类、搜寻线索、证实检索、结束证实）[2]相匹配。
（1）感知材料。其实就是提供一些一般属性。这些材料可以是：①化学实验及其现象;②课本提供的实例或说明性材料;③已学过的化学知识等。
（2）分析概括。其实就是抽象出关键属性的过程。通过对背景材料的比较、分析，抽象出化学事实或现象的本质特征，这是初步形成概念的关键。
（3）辨别剖析。其实就是对概念进行辨别剖析，抓住概念的关键属性，多角度多层次的领会概念，并不断强化，以准确把握概念的内涵和外延。
（4）应用深化。这步是对关键属性应用和迁移。应用所学概念对化学事实或现象进行解释、判断，或解决一些生活或生产中的实际问题，在应用中加深对概念的理解。
二、PADA模式下溶解度概念教学的实践
1. 感知溶解度。
由于溶解度概念抽象性极强，有必要让学生在已有的化学认识基础上，通过实验及现象的观察、分析中引出概念。在教学中考虑设计如下探究实验：
同学们通过探究活动中讨论与实验分析可以明确：比较固体物质溶解性必须在相同温度下、相同的质量得溶剂（或者：相同质量的溶质），溶质溶解达到饱和状态下，比较方法至少可以有两种，方法一：在两相同体积，相同温度的水中，逐步加入少量的等质量的糖和食盐，并且充分搅拌。多次加入后判断哪个先有剩余。方法二：将等质量的糖和食盐放入烧杯中，然后逐步加入少量的等体积的同温度的水，并充分搅拌。多次加入后判断哪个先溶解至没有剩余溶质存在。
在上述探究过程中，学生通过实验的观察和分析比较深刻地认识到一种物质在水中可能溶解的最大数量与温度、水的质量有关，因而要定量比较物质在水中的溶解性，就自然而然要规定温度、使用的水量，并在溶解达到饱和状态的情况下来衡量。从而让学生把已有知识经验和新概念内容相联系作用，以获得真正的领悟，对溶解度概念产生较好的感性认识，但为不完整的认识。
2. 分析概括溶解度
分析概括正是布鲁纳理论中抽象关键属性，摒弃无关属性的过程。学生认识概念，不能仅仅停留在字面上，死记硬背，应帮助他们进一步的剖析理解，使他们更深刻、更全面地把握概念的本质。教会学生抓概念关键词，是领会概念本质的好方法。如何帮助学生抓关键词呢？在溶解度概念教学中可以设计以下系列问题：
（1）溶解度概念的建立源自西方，请同学运用英语学习的方法，找出溶解度定义中主语、谓语和宾语。
（2）请同学们找出溶解度定义中其他修饰语。
（3）概括溶解度的本质是什么？单位是什么？
（4）建立溶解度概念的条件是什么？
（5）请同学们说出“20℃时，氯化钠溶解度为36g”的含义为什么？
（6）请同学们根据课本中20℃时，氯化钠和蔗糖溶解度大小比较出两者溶解性强弱。
（7）请同学们依据课本“20℃时几种固体物质在水中溶解度”并结合“常温下溶解度和溶解性的关系”表判断在常温下，哪些物质为易溶？哪些物质为微溶？
问题（1）、（2）的分析其实就是帮助学生抓关键词，提取关键属性的过程。问题（3）、（4）的分析实质是将溶解度概念与其物理意义、与感性认知的探究实验建立紧密的联系，从而加深对概念的理解。问题（5）、（6）、（7）的分析实质上是理解溶解度概念各关键属性是相互联系的，进而明确溶解度概念四要素是有机的整体缺一不可。
通过以上分析过程，学生不仅仅能深刻地认识溶解度概念的各个属性以及各个属性间的有机联系，同时也能学会如何提取概念关键属性的方法，这不仅仅对学生溶解度概念学习产生有效的帮助，同时对学生终身学习提供了方法。从而实现了“授人以鱼”到“授人以渔”的升华。endprint
3. 辨别剖析溶解度
辨别剖析概念就是要对概念进行变式训练，多角度多层次理解概念，进而能达到灵活应用概念解决实际问题的要求。对溶解度概念的变式训练很多，但必须重视变式训练的层次性，一味在同一思维层次上的训练，并不能帮助学生构建准确的概念要素，也不利于后续的概念的应用，因此可在教学中可使用以下变式训练：
练习一：判断下列说法是否正确，如不正确，请用红笔改正。
（1）在20 ℃时，30g蔗糖溶解在了100g水中，此时蔗糖的溶解度就为30g;
（2）在20 ℃时，30g蔗糖溶解在一定量的水中达到饱和，此时蔗糖的溶解度就为30g;
（3）将204g蔗糖溶解在100g水中达到饱和，蔗糖的溶解度就为204g;
（4）在20 ℃时，204g蔗糖溶解在100g水中达到饱和，因此蔗糖的溶解度就为204;
练习二：已知：20℃时，SNaNO的溶解度是88g，40℃时，SNaNO的溶解度是100g。
（1）根据以上信息完成下表：
（2）研究表格数据后，你对溶解度及饱和溶液有什么新认识？ 。
练习一的训练实质就是对溶解度概念的四要素的辨别，因此该题是一个基础训练，在训练中充分认识四要素之间的关系。练习二的训练本质是溶解度概念的全面分析，认识溶解度与温度的关系，认识溶解度与饱和溶液、不饱和溶液的各个组成的关系，认识溶解度与溶液溶质质量分数的关系，同时尽量避免概念迷思现象的发生。尤其是练习二中第（2）问题的开放性设计，能在充分尊重学生认知的基础上，让学生自由的思辨，同时又切合溶解度概念特点，强化学生对“温度与固体物质溶解度”和“溶解度与饱和溶液的溶质质量分数”两大重要关系，为学生的后续学习做好充分的准备。
4. 应用深化溶解度
应用深化，这是对概念的关键属性的一个应用和迁移的过程。学生学习概念，不是为学而学，而是为用而学。应用概念一般包括两个方面：一是做适当的练习。学生学完一个概念要及时引导学生完成相应的有层次多角度的练习。二是在实际中应用，应用于解决日常生产生活以及具体实验中实际问题。
（1）“溶解度及结合溶解度曲线”适当的练习大致可以有三个层次问题：
Ⅰ. 基本概念的理解。
a.结合溶解度曲线理解某一溶质的溶液“不饱和状态”与“饱和状态”转化的问题;
如：将20℃接近饱和的氢氧化钙溶液变为饱和，你有什么方法？
b.理解各种溶质结晶方法的问题;
如：①已知：20℃时，S硝酸钾=31.6g;80℃时，S硝酸钾=169g。现在在80℃时，将160g硝酸钾放入到100g水中，所得A溶液 （“饱和”、“不饱和”）。而后将A溶液降温到20℃，溶液中出现的现象为
，剩余溶液 （“饱和”、“不饱和”）;
②已知：已知：20℃时，S氯化钠=36g;80℃时，S氯化钠=37.5g。现在在80℃时，将37.5g氯化钠放入到100g水中，所得A溶液 （“饱和”、“不饱和”）。而后将A溶液降温到20℃，溶液中出现的现象为
，剩余溶液质量 g;
③根据以上分析并结合溶解度曲线归纳氯化钠和硝酸钾各有怎样的结晶方法？为什么？
Ⅱ. 结合溶解度，分析溶液在饱和状态与不饱和状态相互转化时各物理量变化的问题。
如：已知：20℃时硝酸钾溶解度是31.6g;80℃时硝酸钾溶解度是169g。现在在80℃时，将160g硝酸钾放入到100g水中，所得A溶液。若分别对A溶液进行如下实验处理，则A溶液中各物理量如何变化？请在下表各物理量的表格中填“变大”、“变小”或“不变”。
Ⅲ.结合溶解度曲线考虑点的意义及点的移动的问题。
如：左图为A物质的溶解度曲线。M、N两点分别表示A物质的两种溶液。下列做法不能实现M、N间的相互转化的是（A从溶液中析出时不带结晶水）
A.从N→M：先向N中加入适量固体A再降温
B.从N→M：先将N降温再加入适量固体A
C.从M→N：先将M降温再将其升温
D.从M→N：先将M升温再将其蒸发掉部分水
（2）“溶解度及溶解度曲线”在实际中的应用。
溶解度在实际生活和实验中应用很多，但具体实验中的问题是最能考验学生概念结构牢度的。
如：在完成教材“基础实验6—粗盐的初步提纯”中，可以引导学生分析教材“用托盘天平称取5g左右粗盐，并用量筒量取10mL蒸馏水，将粗盐和蒸馏水转移到烧杯中，用玻璃棒搅拌，使粗盐充分溶解。”[3]这段表述有何不严谨？并且请同学们设计最合理的实验改进方案。
通过以上变换情境而进行的学习过程，就能使学生主动、及时地将概念各部分内容有效的归纳并应用，从而避免教师采取某种信息组织方式进行化学教学时，学生以习惯性的同样的组织方式构建自己的认知结构。这也就导致，如果教师教学内容的组织过于单一，容易使学生形成思维定势，也就造成学生解决具体问题时因思维方式单一而提取记忆信息困难。所以教师在教学中有意识地采取多种情境，将化学信息呈现给学生，使概念各关键属性成为认知结构中有效组织起来的、稳定而清晰地固定点，从而不断丰富和完善学生的认知结构。
参考文献
[1] 胡桂芳，喻欣.布鲁纳的教师主导思想及其对多媒体教学的启示[J].教育理论研究，2008，（3）
[2] 周青.化学学习论[M].北京：科学出版社，2010：107
[3] 王祖浩.义务教育教科书化学九年级下册[M].上海：上海教育出版社，2012：26endprint
3. 辨别剖析溶解度
辨别剖析概念就是要对概念进行变式训练，多角度多层次理解概念，进而能达到灵活应用概念解决实际问题的要求。对溶解度概念的变式训练很多，但必须重视变式训练的层次性，一味在同一思维层次上的训练，并不能帮助学生构建准确的概念要素，也不利于后续的概念的应用，因此可在教学中可使用以下变式训练：
练习一：判断下列说法是否正确，如不正确，请用红笔改正。
（1）在20 ℃时，30g蔗糖溶解在了100g水中，此时蔗糖的溶解度就为30g;
（2）在20 ℃时，30g蔗糖溶解在一定量的水中达到饱和，此时蔗糖的溶解度就为30g;
（3）将204g蔗糖溶解在100g水中达到饱和，蔗糖的溶解度就为204g;
（4）在20 ℃时，204g蔗糖溶解在100g水中达到饱和，因此蔗糖的溶解度就为204;
练习二：已知：20℃时，SNaNO的溶解度是88g，40℃时，SNaNO的溶解度是100g。
（1）根据以上信息完成下表：
（2）研究表格数据后，你对溶解度及饱和溶液有什么新认识？ 。
练习一的训练实质就是对溶解度概念的四要素的辨别，因此该题是一个基础训练，在训练中充分认识四要素之间的关系。练习二的训练本质是溶解度概念的全面分析，认识溶解度与温度的关系，认识溶解度与饱和溶液、不饱和溶液的各个组成的关系，认识溶解度与溶液溶质质量分数的关系，同时尽量避免概念迷思现象的发生。尤其是练习二中第（2）问题的开放性设计，能在充分尊重学生认知的基础上，让学生自由的思辨，同时又切合溶解度概念特点，强化学生对“温度与固体物质溶解度”和“溶解度与饱和溶液的溶质质量分数”两大重要关系，为学生的后续学习做好充分的准备。
4. 应用深化溶解度
应用深化，这是对概念的关键属性的一个应用和迁移的过程。学生学习概念，不是为学而学，而是为用而学。应用概念一般包括两个方面：一是做适当的练习。学生学完一个概念要及时引导学生完成相应的有层次多角度的练习。二是在实际中应用，应用于解决日常生产生活以及具体实验中实际问题。
（1）“溶解度及结合溶解度曲线”适当的练习大致可以有三个层次问题：
Ⅰ. 基本概念的理解。
a.结合溶解度曲线理解某一溶质的溶液“不饱和状态”与“饱和状态”转化的问题;
如：将20℃接近饱和的氢氧化钙溶液变为饱和，你有什么方法？
b.理解各种溶质结晶方法的问题;
如：①已知：20℃时，S硝酸钾=31.6g;80℃时，S硝酸钾=169g。现在在80℃时，将160g硝酸钾放入到100g水中，所得A溶液 （“饱和”、“不饱和”）。而后将A溶液降温到20℃，溶液中出现的现象为
，剩余溶液 （“饱和”、“不饱和”）;
②已知：已知：20℃时，S氯化钠=36g;80℃时，S氯化钠=37.5g。现在在80℃时，将37.5g氯化钠放入到100g水中，所得A溶液 （“饱和”、“不饱和”）。而后将A溶液降温到20℃，溶液中出现的现象为
，剩余溶液质量 g;
③根据以上分析并结合溶解度曲线归纳氯化钠和硝酸钾各有怎样的结晶方法？为什么？
Ⅱ. 结合溶解度，分析溶液在饱和状态与不饱和状态相互转化时各物理量变化的问题。
如：已知：20℃时硝酸钾溶解度是31.6g;80℃时硝酸钾溶解度是169g。现在在80℃时，将160g硝酸钾放入到100g水中，所得A溶液。若分别对A溶液进行如下实验处理，则A溶液中各物理量如何变化？请在下表各物理量的表格中填“变大”、“变小”或“不变”。
Ⅲ.结合溶解度曲线考虑点的意义及点的移动的问题。
如：左图为A物质的溶解度曲线。M、N两点分别表示A物质的两种溶液。下列做法不能实现M、N间的相互转化的是（A从溶液中析出时不带结晶水）
A.从N→M：先向N中加入适量固体A再降温
B.从N→M：先将N降温再加入适量固体A
C.从M→N：先将M降温再将其升温
D.从M→N：先将M升温再将其蒸发掉部分水
（2）“溶解度及溶解度曲线”在实际中的应用。
溶解度在实际生活和实验中应用很多，但具体实验中的问题是最能考验学生概念结构牢度的。
如：在完成教材“基础实验6—粗盐的初步提纯”中，可以引导学生分析教材“用托盘天平称取5g左右粗盐，并用量筒量取10mL蒸馏水，将粗盐和蒸馏水转移到烧杯中，用玻璃棒搅拌，使粗盐充分溶解。”[3]这段表述有何不严谨？并且请同学们设计最合理的实验改进方案。
通过以上变换情境而进行的学习过程，就能使学生主动、及时地将概念各部分内容有效的归纳并应用，从而避免教师采取某种信息组织方式进行化学教学时，学生以习惯性的同样的组织方式构建自己的认知结构。这也就导致，如果教师教学内容的组织过于单一，容易使学生形成思维定势，也就造成学生解决具体问题时因思维方式单一而提取记忆信息困难。所以教师在教学中有意识地采取多种情境，将化学信息呈现给学生，使概念各关键属性成为认知结构中有效组织起来的、稳定而清晰地固定点，从而不断丰富和完善学生的认知结构。
参考文献
[1] 胡桂芳，喻欣.布鲁纳的教师主导思想及其对多媒体教学的启示[J].教育理论研究，2008，（3）
[2] 周青.化学学习论[M].北京：科学出版社，2010：107
[3] 王祖浩.义务教育教科书化学九年级下册[M].上海：上海教育出版社，2012：26endprint
3. 辨别剖析溶解度
辨别剖析概念就是要对概念进行变式训练，多角度多层次理解概念，进而能达到灵活应用概念解决实际问题的要求。对溶解度概念的变式训练很多，但必须重视变式训练的层次性，一味在同一思维层次上的训练，并不能帮助学生构建准确的概念要素，也不利于后续的概念的应用，因此可在教学中可使用以下变式训练：
练习一：判断下列说法是否正确，如不正确，请用红笔改正。
（1）在20 ℃时，30g蔗糖溶解在了100g水中，此时蔗糖的溶解度就为30g;
（2）在20 ℃时，30g蔗糖溶解在一定量的水中达到饱和，此时蔗糖的溶解度就为30g;
（3）将204g蔗糖溶解在100g水中达到饱和，蔗糖的溶解度就为204g;
（4）在20 ℃时，204g蔗糖溶解在100g水中达到饱和，因此蔗糖的溶解度就为204;
练习二：已知：20℃时，SNaNO的溶解度是88g，40℃时，SNaNO的溶解度是100g。
（1）根据以上信息完成下表：
（2）研究表格数据后，你对溶解度及饱和溶液有什么新认识？ 。
练习一的训练实质就是对溶解度概念的四要素的辨别，因此该题是一个基础训练，在训练中充分认识四要素之间的关系。练习二的训练本质是溶解度概念的全面分析，认识溶解度与温度的关系，认识溶解度与饱和溶液、不饱和溶液的各个组成的关系，认识溶解度与溶液溶质质量分数的关系，同时尽量避免概念迷思现象的发生。尤其是练习二中第（2）问题的开放性设计，能在充分尊重学生认知的基础上，让学生自由的思辨，同时又切合溶解度概念特点，强化学生对“温度与固体物质溶解度”和“溶解度与饱和溶液的溶质质量分数”两大重要关系，为学生的后续学习做好充分的准备。
4. 应用深化溶解度
应用深化，这是对概念的关键属性的一个应用和迁移的过程。学生学习概念，不是为学而学，而是为用而学。应用概念一般包括两个方面：一是做适当的练习。学生学完一个概念要及时引导学生完成相应的有层次多角度的练习。二是在实际中应用，应用于解决日常生产生活以及具体实验中实际问题。
（1）“溶解度及结合溶解度曲线”适当的练习大致可以有三个层次问题：
Ⅰ. 基本概念的理解。
a.结合溶解度曲线理解某一溶质的溶液“不饱和状态”与“饱和状态”转化的问题;
如：将20℃接近饱和的氢氧化钙溶液变为饱和，你有什么方法？
b.理解各种溶质结晶方法的问题;
如：①已知：20℃时，S硝酸钾=31.6g;80℃时，S硝酸钾=169g。现在在80℃时，将160g硝酸钾放入到100g水中，所得A溶液 （“饱和”、“不饱和”）。而后将A溶液降温到20℃，溶液中出现的现象为
，剩余溶液 （“饱和”、“不饱和”）;
②已知：已知：20℃时，S氯化钠=36g;80℃时，S氯化钠=37.5g。现在在80℃时，将37.5g氯化钠放入到100g水中，所得A溶液 （“饱和”、“不饱和”）。而后将A溶液降温到20℃，溶液中出现的现象为
，剩余溶液质量 g;
③根据以上分析并结合溶解度曲线归纳氯化钠和硝酸钾各有怎样的结晶方法？为什么？
Ⅱ. 结合溶解度，分析溶液在饱和状态与不饱和状态相互转化时各物理量变化的问题。
如：已知：20℃时硝酸钾溶解度是31.6g;80℃时硝酸钾溶解度是169g。现在在80℃时，将160g硝酸钾放入到100g水中，所得A溶液。若分别对A溶液进行如下实验处理，则A溶液中各物理量如何变化？请在下表各物理量的表格中填“变大”、“变小”或“不变”。
Ⅲ.结合溶解度曲线考虑点的意义及点的移动的问题。
如：左图为A物质的溶解度曲线。M、N两点分别表示A物质的两种溶液。下列做法不能实现M、N间的相互转化的是（A从溶液中析出时不带结晶水）
A.从N→M：先向N中加入适量固体A再降温
B.从N→M：先将N降温再加入适量固体A
C.从M→N：先将M降温再将其升温
D.从M→N：先将M升温再将其蒸发掉部分水
（2）“溶解度及溶解度曲线”在实际中的应用。
溶解度在实际生活和实验中应用很多，但具体实验中的问题是最能考验学生概念结构牢度的。
如：在完成教材“基础实验6—粗盐的初步提纯”中，可以引导学生分析教材“用托盘天平称取5g左右粗盐，并用量筒量取10mL蒸馏水，将粗盐和蒸馏水转移到烧杯中，用玻璃棒搅拌，使粗盐充分溶解。”[3]这段表述有何不严谨？并且请同学们设计最合理的实验改进方案。
通过以上变换情境而进行的学习过程，就能使学生主动、及时地将概念各部分内容有效的归纳并应用，从而避免教师采取某种信息组织方式进行化学教学时，学生以习惯性的同样的组织方式构建自己的认知结构。这也就导致，如果教师教学内容的组织过于单一，容易使学生形成思维定势，也就造成学生解决具体问题时因思维方式单一而提取记忆信息困难。所以教师在教学中有意识地采取多种情境，将化学信息呈现给学生，使概念各关键属性成为认知结构中有效组织起来的、稳定而清晰地固定点，从而不断丰富和完善学生的认知结构。
参考文献
[1] 胡桂芳，喻欣.布鲁纳的教师主导思想及其对多媒体教学的启示[J].教育理论研究，2008，（3）
[2] 周青.化学学习论[M].北京：科学出版社，2010：107
[3] 王祖浩.义务教育教科书化学九年级下册[M].上海：上海教育出版社，2012：26endprint
