基于问题解决的“溶解度曲线”教学实践

2020-05-28吴碧燕

福建基础教育研究 2020年4期

吴碧燕

摘要基于问题解决的初中化学教学实践，有利于提高学生问题解决能力，特别是陌生情境下问题解决的能力。文章以一道初中化学中考试题“溶解度曲线”为例，探讨如何将问题细化为系列化的问题情境，帮助学生提升问题解决的能力。最后，对基于问题解决的初中化学教学实践进行反思，提出了几点建议。

关键词问题解决;初中化学;思维活动

学习心理学认为，初中化学问题解决从根本上来讲就是把前面已学的化学知识运用到新的情境中，它是对一种已掌握的化学概念、原理、方法和技能重新组合的创造性的运用，是加深化学知识的理解并灵活应用所学知识的过程。化学问题的解决不仅仅是让学生能够解决具体的化学问题，还能够使学生在解决具体问题中获得能力的提升，让学生有独立思考、勇于创新的精神，使学生在解决问题过程中认识到化学的价值和化学在现实生活中的作用，学以致用。在从明确问题要求、设置问题情境、如何解决问题、问题解决到最后进行反思拓展等一系列的过程中，培养了学生各种问题的解决能力，这是使用问题解决的最终目标。^[¹^]问题解决教学体现了以学生为中心的教育理念，强调培养和发挥学生主动性和能动性，是新课程指导下现代教育思想的具体表现。^[²^]问题解决就是在培养问题意识的前提下，激发学生的学习兴趣和求知欲，通过问题多样性和多元性的展现，在教师引导下，学生在参与和探究的实践过程中，加强对知识的理解应用与领会提升，学生更好地掌握到学习的方法。因此，在这个过程中既突出了学生的实践活动，也充分发挥学生学习的主体性，还培养了学生的创新能力，这就是问题解决教学的价值所在。

开展基于问题解决的初中化学教学实践，有利于提升学生问题解决能力，特别是陌生情境下问题解决的能力。本文以初中化学“溶解度曲线”教学为例，对构建基于问题解决的教学模式进行“再反思”。

一、基于问题解决的初中化学教学实践案例初中化学中“溶解度”的学习涉及到概念的理解、图像的解读、计算和实验，可以比较全面地考查学生化学学习的基本情况和学习的能力。笔者选择2016 年武汉市中考试卷一道试题为例，通过创设问题情境、提出问题、解决问题，谈谈如何进行问题解决的初中化学教学。

题例：t/T时，将等质量的硝酸钾和氯化钾分别加入到各盛有100g水的两个烧杯中，充分搅拌后现象如图/所示，硝酸钾和氯化钾的溶解度曲线如2图所示。

（1）烧杯②中的上层清液是否达到饱和状态？（填是”“、否”或“无法判断”）;

（2）烧杯①中溶解的溶质是（写名称或化学式）;

（3）将t/C时50g硝酸钾的饱和溶液稀释成10%的溶液，需加水 g;

（4）关于图1 中烧杯内的物质，下列说法正确的是。

A.烧杯①内溶液中溶质的质量分数〉烧杯

②内上层清液中溶质的质量分数

蒸发一定量的水，两烧杯中都一定有固体析出
将两个烧杯中的溶液混合，充分搅拌后，烧杯中一定还有剩余的固体
将温度升高到t2°C，两烧杯内溶液中溶质的质量分数相等（不考虑水的蒸发）

分析：该题得分率为0.32，属于难题的范畴;区分度为0.19。笔者认为学生可能存在较大的知识缺陷和试题理解障碍，为此我们将问题具体细化到五个具体的学习活动，引导学生积极思考，让学生参与到所创设的简单情境中来，更为主动地参与学习过程。

【问题1】什么是溶解度？怎样通过溶解度的学习学会理解概念并加以运用？

强调固体的溶解度应该注意四个地方：①一定温度下;②100g溶剂（通常情况下是水）;③溶液达到饱和状态;④溶解的溶质的质量。在本道题中我们通过溶解度曲线知道氯化钾和硝酸钾这两种物质在tC时 100g水中所能溶解的最大质量，而且氯化钾和硝酸钾两种固体的质量为等质量，同时观察到图1 两烧杯中一个烧杯中的固体全部溶解，另一个烧杯中固体未完全溶解，帮助学生理解溶解情况。

【问题 2】什么是溶解度曲线？怎样讀溶解度曲线？怎样对图像进行分析？

溶解度曲线是根据不同温度时的某物质的溶解度或100g溶剂里最大溶解的质量来绘制的曲线。图3 中点 A 和点 B 的纵坐标的数值分别是氯化钾和硝酸钾在t°C的溶解度。因此，在tiC，一定量的水中，最多溶解氯化钾的质量为mi，最多溶解硝酸钾的质量为m2。若加等质量的固体，质量小于m（C点），所加固体会完全溶解在这一定量的水中，两个烧杯中都不会有固体剩余，两种溶液都是不饱和溶液;若加等质量的固体，质量等于m（_iB 点），所加固体会完全溶解在这一定量的水中，两个烧杯中都不会有固体剩余，此时硝酸钾是饱和溶液，氯化钾是不饱和溶液;若加等质量的固体，质量大于m₁小于m（E点），所加固体氯化钾能完全溶解在这一定量的水中，硝酸钾钾不能完全溶解在这一定量的水中，则硝酸钾会出现固体剩余而氯化钾会完全溶解于水中;若加等质量的固体，质量等于m（A点），所加固体氯化钾能完全溶解在这一定量的水中，并形成饱和溶液，硝酸钾钾不能完全溶解在这一定量的水中，则硝酸钾会出现固体剩余;若加等质量的固体，质量大于m（₂D 点，所加固体都无法完全溶解在这一定量的水中，两个烧杯都会有固体剩余。因此具体分析A点和B点这两个具体点，我们进一步分析出这五种情况。通过系统的分析，我们可以让学生学会图像分析方法并从而获得解题方法。

【问题3】怎样观察和解读图像？以文本形式呈现的探究性的实验题，包括其实验图在内，肯定是实验题。在本题中为何等质量的氯化钾和硝酸钾在两个烧杯中一个完全溶解，一个仍有固体剩余，说明在tiC时，两种物质有一种物质达到饱和状态而有固体剩余，而另一个完全溶解，具体的状态需要具体讨论，因此通过分析可以让学生清楚地明白烧杯中是饱和溶液。

【问题4】温度怎样影响溶解度？从中怎样深化对概念的理解？

通过溶解度曲线发现氯化钾和硝酸钾的溶解度随着温度的升高而增大，进一步理解了固体溶解度概念中为什么温度是最基本的条件以及温度的变化只会改变当时溶液的溶解度，而其中的溶质和溶剂的量是没有变化的，而对于溶液饱和态是否有变化，则可以具体通过辅助线等数学方式来判断。

【问题 5】饱和溶液与不饱和溶液可以怎样转化？如何运用？

本题通过温度的变化来改变物质的溶解度，并以此判断溶液是否饱和。针对第（4，问的 D 选项，温度升高到t2C时，我们通过作辅助线的方式，知道即使在 t1C所加的固体为可能量最大值的A点时，也会小于

在t2紀两物质溶解度的交叉点P（如图2所示），即此时

对于两溶液而言都是不饱和溶液，此时溶解于 100g 水中的溶质质量相同，其对应的溶质质量分数也相同。

通过五个问题情境的层层解析，学生能够逐步了解到如何将同类型题目所问问题分解成一个个最基本的问题，能够完整地解答，同时拓展了思维。

二、教学反思

问题解决的教学不等同于问题教学法，是教师和学生、学生和学生的合作学习过程，体现教学中两个主体，是学生知识重新构建的过程。笔者有如下教学体会：

理解题目，创设情境，分析掌握。以问题作为基础，问题解决式的教学主要包含三个方面：一是具体题目中的问题，学生能够理解且找到对应的知识点;二是自己创设问题情境，将问题转化成知识点的形式，让学生从基本知识出发，一步步明白如何解答题目，对于问题中较为模糊或薄弱的知识点，则及时反复复习、重新掌握;三是通过自己创设问题情境，分解出题目中较为困难的部分，达到基本掌握，并通过自我的反思性总结，真正掌握同类型题目的解题方法。
多层引导，深入题目，获得提升。基于问题解决的教学过程中，问题层次的预设是由教师完成的，而课堂的生成性问题是由教师和学生共同完成的。在实际教学过程中，往往会有学生针对预设的问题层次进行深化或迁移，教师也应当有意识地去引导学生进行知识点的回顾与补充，促进学生能力的提升和素养的形成。
深入思考，及时掌握，反复巩固。通过错题本的形式让学生及时进行自我总结反思，在课堂上给予学生足够的时间。一方面让学生认真聆听，另一方面让学生及时掌握。当然，仅仅通过这样一轮的讲解是不够的，在当天的作业布置时，要有意识地选择同类型习题让学生加以巩固。
思维建模，构建体系，迁移应用。通过帮助学生建构基于问题解决的反思性思维方式模型，让学生通过明确问题要求，细化问题层次，在细化问题层次过程中，遇到知识的薄弱点，要主动查缺补漏，建立完整的知识体系，将知识结构化，最后进行总结反思提升，形成解决问题的反思性思维模型，并且可以将其应用在其他陌生的问题解决中。^[³^]

参考文献：