基于实验探究建构饱和溶液概念

（福州时代中学，福建福州350007）

基于实验探究建构饱和溶液概念

陈灵芝

（福州时代中学，福建福州350007）

本文提出以实验为依托，从“创设探究性问题情境引出前概念”“实施差异性实验建构科学概念”“解析情境问题升华科学概念”“反馈与评价优化课堂教学”四个维度引导学生对饱和溶液概念进行建构，优化课堂教学，提高学习效率。

饱和溶液；概念教学；实验探究

在九年级化学教学中，笔者常常有这么一个困惑，关于“饱和溶液”相关的题目反复讲，但只要题型稍微变动，学生就完成不好。美国化学家HerronJ.D.曾经说过：“如果学生解题有困难，教师应当反思问题背后的相关概念是否引导学生理解透彻。”［1］学生只有深刻理解概念，才能以不变应万变。因此，引导学生建构概念显得至关重要。笔者对化学概念教学进行研究发现，由于化学概念本身比较抽象和复杂使学生难以理解；学生正式接触科学概念之前已有的生活经验和个人认知系统，即前科学概念中的错误成分会对学生概念学习产生严重干扰。［2］因此，化学概念教学需要解决以下问题：将抽象概念具体化；有效地扭转前科学概念中的错误部分。由于实验具有直观、形象、生动的特点，笔者认为以实验为依托，对科学教育出版社九年级化学第七单元《物质溶解的量》第一课时“饱和溶液”进行科学概念建构，可以取得较好的成效。

一、创设探究性问题情境引出前概念

欲建构饱和溶液的科学概念，首要任务是诊断出学生对饱和溶液具有的前科学概念。笔者在教学设计中通过创设特定的探究性问题情境，让学生在自主探究过程中找到饱和溶液这一概念的生长点。具体展开如下：

[创设情境]播放动画片《乖乖兔喝糖水》的视频。兔妈妈向一杯水中加了一勺白砂糖，搅拌后全部溶解。乖乖兔喝了一口说：“不甜！”兔妈妈往水杯中又加了一勺白砂糖，搅拌许久后，杯底仍然有糖粒。乖乖兔说：“再加点吧，还是不够甜！”兔妈妈说：“这已经是最甜的，再加下去，水也不会变得更甜。”

[提出问题]为什么再加白砂糖，这杯糖水也不会变得更甜？

[生]根据已有的生活经验，学生讨论后得出糖水不会变甜的原因是白砂糖不能再溶解。

[师]白砂糖在水中溶解情况如此，其它物质在水中溶解情况是否类似？

[实验探究一]在一定量水中，葡萄糖能否无限溶解？①往装有20mL蒸馏水的烧杯中加入3g葡萄糖，搅拌，观察葡萄糖是否完全溶解。②往上述溶液中逐渐加入10g的葡萄糖，充分搅拌，观察葡萄糖是否完全溶解。

[生]交流实验现象：①烧杯中葡萄糖完全溶解；②烧杯中葡萄糖部分溶解。

[师]第二次加入的葡萄糖为什么不能全部溶解？

[生]根据生活经验，有学生说水“吃饱了”。

[师]②烧杯中的水如同人吃饭，吃饱了再也吃不下了。可见固体溶质在一定量的水中不能无限制地溶解。这种状态下的溶液我们称之为饱和溶液，你能否用自己的语言给饱和溶液与不饱和溶液下定义？

[生]饱和溶液是不能再继续溶解溶质的溶液，不饱和溶液是能继续溶解溶质的溶液。

本实验探究环节旨在引导学生对“如何认识实验现象”这一问题进行定向思考，此时可以启发学生用在日常生活中积累起来的生活经验和已储备的知识对“实验现象”尝试进行解释，从而引导学生得出饱和溶液的前概念。

二、实施差异性实验建构科学概念

上一环节学生依据已有的认知系统，在教师的引导下，通过自主探究形成了对饱和溶液的初步认识，为正确理解饱和溶液这一科学概念奠定了基础。接下来的任务是引导学生对饱和溶液这一前科学概念的错误部分进行纠正、不足部分进行完善，为接纳和重新构建精准化、科学化的饱和溶液科学概念做准备。［3］

[讨论与交流]你有什么办法让实验一中未溶解的葡萄糖继续溶解？

[探究实验二]设计并验证烧杯中未溶解的葡萄糖能否继续溶解。

[师]未溶解的葡萄糖能否继续溶解？实验中你改变了什么条件？

[生]加水或加热，发现葡萄糖溶解了。

通过引导学生设计这一与前科学概念相冲突的“差异性实验探究”环节，学生观察到饱和溶液中葡萄糖溶解了这一意外现象，使学生对原先的饱和溶液概念——“不能继续溶解溶质”这一认知产生了怀疑，从而产生了探究和剖析这一异常现象的想法和纠正前科学概念的动力，在问题解决过程中逐步完善饱和溶液这一科学概念。

[师]饱和的葡萄糖溶液不能再溶解葡萄糖是绝对的吗？当哪些条件改变，它就可以继续溶解？你能否对饱和溶液与不饱和溶液概念进行补充和修正？

这一环节中的两个“差异性探究实验”为学生澄清概念和沟通学习提供了载体。学生不难得出在界定饱和溶液与不饱和溶液概念时，应当在前面加上“一定温度下，一定量的溶剂里”的前置条件，即在一定温度下和一定量的溶剂里，不能再继续溶解溶质的溶液叫做饱和溶液。

[学以致用]1.短片中为什么再加糖，糖水也不会变得更甜？2.你有什么办法让让它变得更甜？

回归到具体问题情境中，旨在建立概念与事实之间的有效联系，在运用概念解决问题过程中进一步清晰地理解饱和溶液这一概念。

[质疑激趣]除了加热，你还有什么办法让乖乖兔的糖水变得更甜？（学生可能会提出加蜂蜜等方法，那么这个方法是否可行呢？引入以下科学实验探究。）

[师]饱和葡萄糖溶液是否还能再溶解其它物质？

[演示实验]往葡萄糖饱和溶液中加入少量高锰酸钾，震荡，观察实验现象。

学生观察到溶液由无色变成了红色，这一“差异性探究实验”现象进一步引发学生产生认知冲突，使学生在与自身经验的“冲突”和“矛盾”中对饱和溶液的概念进行再认识和重新构建。知道饱和溶液不能再溶解的是该饱和溶液的溶质，而其它未饱和的溶质还可以继续溶解。上述过程使饱和溶液的概念得到精准化和科学化，实现了概念的同化和顺应。

[学以致用]往乖乖兔的糖水中加蜂蜜，能否让糖水变得更甜？请解释原因。通过解决问题这个环节，进一步巩固加深对“饱和”概念的理解。

通过这三个“差异性实验”引发学生的认知冲突，在交流过程中重新构建了饱和溶液的科学概念，其概念构建经历了以下几个过程：饱和溶液是不能再溶解溶质的溶液→饱和溶液是在一定温度下和一定量溶剂里，不能再溶解溶质的溶液→在一定温度下和一定量溶剂里，不能再溶解某溶质的溶液是该溶质的饱和溶液。上述过程清晰地呈现出学生对饱和溶液的前科学概念的不断修正和完善过程，也是对饱和溶液概念的内涵与外延的正确理解不断深化的过程。

三、解析情境问题升华科学概念

概念是思维活动的高级形式，学生对抽象概念的掌握难点不在于字面上的认识，而是将抽象概念应用在具体情境中。本环节中，创设了如下问题：

（1）判断下列说法是否正确，并说明原因。①硝酸钾的饱和溶液一定不能再溶解硝酸钾。②两种不同溶质的饱和溶液混合，依然是饱和溶液。③其它条件不变，将20℃的硝酸钾饱和溶液升温至60℃，依然可以得到饱和溶液。

（2）在一定温度下，向NaCl饱和溶液中加入少量的KNO3固体后，溶液中溶质的质量____，溶剂的质量______，溶液的质量____（填“不变”“增加”或“减少”）。

（3）能证明某KCl溶液在20℃时已达到饱和状态的方法是？

在具体情境中应用化学概念对问题进行分析、讨论、交流，有利于巩固和完善新的认知结构，顺利实现知识的迁移，加深对化学概念内涵和外延的理解。

四、反馈与评价优化课堂教学

将评价渗透在课堂的每个环节，及时反馈调节课堂教学。在每一个教学环节均设置学生跳一跳能够得着的问题，以便学生进行自我检测和教师实时监测学生的学习效果，并及调整教学策略。如在学生已建构“饱和溶液能再溶解其它溶质”这一内涵后，提出“往乖乖兔的糖水中加蜂蜜，能否让糖水变得更甜”这一问题，并让学生解释原因。学生在解决问题过程中能对概念的理解情况进行自我诊断和反思，并及时调整学习策略以达到最佳学习效果。教师通过倾听学生对问题的解释，可以及时了解学生对概念的掌握情况，给出指导性的评价，并及时调整教学。在反馈与评价过程促进师生共同朝教学目标靠拢，提升课堂教学效果。

采用上述四个环节，以实验为依托帮助学生进行概念建构，有助于降低思维的跨度，使概念的学习由浅入深、由抽象变得具体。在实验探究和问题解决过程中逐步实现了由饱和溶液前科学概念到饱和溶液科学概念的构建、修正、完善、升华。

［1］罗秀玲,钱扬义.布卢姆与奥苏贝尔的学习理论在化学概念教学中的综合应用［J］.化学教育，2007（1）.

［2］邓琳,王后雄.POE教学策略在化学概念教学中的应用［J］.中学化学，2016（3）.

［3］魏林明.以建构性教学模式开展科学概念教学［J］.教学月刊（中学版），2013（11）.

（责任编辑：张贤金）