基于核心素养的“溶解度”教学策略研究
2021-08-17姚燕娟
姚燕娟
[摘 要]文章以初中化学“溶解度”(第二课时)的教学为例,从教学目标、教学环节等方面,探索基于化学核心素养的课堂教学策略,构建高效的化学课堂。
[关键词]初中化学;溶解度;核心素养;教学策略
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2021)20-0067-03
2014 年3 月30 日,教育部颁布了《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》,其中提出了“核心素养”这一重要概念,明确了各学科教学要培养学生适应社会发展和终身发展的关键能力和必备品格。在这样的背景下,高中化学课程标准根据化学学科特点提出了“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个维度的高中化学学科核心素养。初中化学作为化学教育的启蒙阶段,要为学生提供未来发展所需要的最基本的化学知识和技能,理应关注学生化学学科核心素养的培养。化学教学设计以核心素养为导向是课程教学改革的新要求,因此课堂教学要着力于培养学生的化学素养与能力。
为融入核心素养教育理念,构建一个培养学生化学学科核心素养的高效化学课堂,笔者在“溶解度”(第二课时)的教学中,力争突破难点,把抽象的理论性知识尽可能地具体化、直观化,采用多种教学方式,让学生主动参与到知识的多维化建构过程中,培养学生的高阶思维,促进学生对化学知识的理解。
一、“溶解度”教学分析
1.教学内容分析
人教版九年级化学下册第九单元“溶解度”课题的内容主要包括两大部分:第一部分是建立饱和溶液的概念,对溶液进行进一步的研究,为引出溶解度的概念做铺垫;第二部分是以物质溶解度的概念为核心内容,辅以溶解度曲线的绘制。这部分知识的学习可以培养学生理论与实践相结合的意识,在增长知识的同时,逐步学会分析和解决问题的方法。
2.教学目标分析
知识与技能:了解固体物质溶解度的含义,初步学会绘制和查阅溶解度曲线,利用溶解度曲线解释并解决一些实际问题。
过程与方法:通过实验探究,学会利用控制变量法设计对比实验;通过溶解度曲线的绘制,培养观察、分析及归纳的能力。
情感、态度与价值观:培养“问题—实验—分析—结论”的思路,以及科学解决问题的能力。
3.教学重难点分析
“溶解度”的含义及溶解度曲线的应用是教学的重点。由于溶解度定义中涉及的要素较多,学生理解困难,因此,溶解度概念的建立是教学的难点。
二、“溶解度”教学策略
1.创设情境,揭开“溶解度”面纱
要基于核心素養理念建构易于理解的“溶解度”概念,就要注意选择合适的情境并配合相应的教学策略,最大限度地让学生理解抽象的“溶解度”概念,使学生高效重构化学概念。
问题引入:如何设计实验来比较 NaCl 和KNO3的溶解能力的大小?
交流讨论:教师引导学生从仪器、操作、试剂量等方面来考虑。
方案1:在大小相同的两烧杯内,放入等量的水,再分别放入质量相同的NaCl和KNO3,搅拌,使其充分溶解,再比较烧杯内剩余固体的多少。
方案2:先称取质量相同的 NaCl和KNO3(多称点),在温度相同、水质量相同的烧杯中,分别加入这两种物质,边加边搅拌,直到不再溶解,再称剩下的固体质量。
归纳总结:比较在相同温度、相同质量的水中溶解NaCl和KNO3 质量的多少。
多媒体呈现相关的实验数据:
①10 ℃时,100克水最多溶解21克KNO3,达到饱和状态;
②10 ℃时,100克水最多溶解36克NaCl,达到饱和状态;
③80 ℃时,100克水最多溶解170克KNO3,达到饱和状态;
④80 ℃时,100克水最多溶解38克NaCl,达到饱和状态。
得出结论:10 ℃时,NaCl的溶解能力大于KNO3;80 ℃时,NaCl的溶解能力小于KNO3。学生容易理解比较溶解能力时要在相同的温度条件下进行。由此可推出:一定温度下,某固态物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的最大质量,可表示该物质溶解能力的大小,即固体物质的溶解度。
实验的探究性和操作性,是培养学生化学核心素养的重要内容。让学生在设计方案、探究实验、收集证据、总结结论等活动中锻炼思维,培养创新意识和探究能力,以此突破“溶解度”概念教学的难点。
2.辨别剖析,理解“溶解度”定义
通过讨论、辨析溶解度概念的表述,能够更加有效地帮助学生掌握溶解度概念。
【例1】判断下列说法是否正确,如不正确,请改正。
①36 g NaCl溶解在100 g水中,刚好达到饱和状态,所以NaCl的溶解度是36 g;
②20 ℃时,36 g NaCl溶解在100 g水中,所以NaCl的溶解度是36 g;
③20 ℃时,100 g饱和NaCl溶液中,有26.5 g NaCl,所以NaCl的溶解度是26.5 g;
④20 ℃时,100 g水中最多溶解36 g NaCl,所以20 ℃时NaCl的溶解度是36 g。
解析:对固体物质溶解度的概念,着重掌握四要素:其一,强调要在一定温度的条件下;其二,指明溶剂的量为100 g;其三,要达到饱和状态;其四,溶质所溶解的克数。20 ℃时,NaCl的溶解度是36 g,是指36 g NaCl溶解在100 g水中刚好达到饱和状态。
3.数形结合,领悟“溶解度”内涵
以活动和探究为载体,促进学生对溶解度曲线形成一种感性认识。关于溶解度随温度变化的表征方法有列表法和溶解度曲线法,虽然用列表法分析数据方便直观,但是不足也很明显,而溶解度曲线能展示各温度下的溶解度情况,故溶解度曲线成为初中阶段学生了解溶解度随温度变化规律的主要方法。为了让学生体验知识的形成过程,可设计如下探究活动。
①多媒体呈现NaCl和KNO3在不同温度时的溶解度。(如表1)
②以温度为横坐标,溶解度为纵坐标,绘制溶解度曲线。(如图1)
③了解溶解度曲线上点和线的含义。
点:曲线上的每一个点表示某温度下某物质的溶解度;
线:溶解度曲线表示同一物质在不同温度时的溶解度;
交點:表示在交点所示的温度下两种(或多种)物质的溶解度相同。
本探究活动分小组进行,小组成员既要有具体分工,又要协作完成组内的任务。这样既能保证学生充分发挥自主性,又能尽量减少学生间的学习差距,使每一位学生都能获得学习体验。列表法和作图法是常用的数据处理方法,通过对比及对教材内容的整合,提出相关的问题,培养学生获取数据及分析处理数据的能力。
4. 典例设计,深化“溶解度”理解
设计迁移性学习活动,深化学生对“溶解度”的理解。
【例2】根据甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线(如图2),回答下列问题:
①丙物质的溶解度随温度的升高而 ;
② t2 ℃时,甲、乙、丙三种物质的溶解度由大到小为 ;
③已知t1 ℃时乙物质的溶解度为36 g,则t1℃时20 g乙物质投入50 g水中,形成 克溶液;
④将t2 ℃等质量的甲、乙、丙的饱和溶液降温至t1 ℃,析出晶体最多的是 ,没有晶体析出的是 ;
⑤更适合的结晶方法: 甲 、乙 、丙 。
上例中,根据甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线,设计由易到难的系列问题,有溶解度大小的比较、溶解度曲线交点的含义、结晶方法及提纯方法等。学生不仅要掌握概念及相关知识,还要灵活运用相关知识。
5.联系生活,升华“溶解度”应用
本课题的学习让学生深刻体会到化学与生活的紧密联系,使学生乐于去探索课堂之外的化学世界,体会化学的应用价值。通过联系生活,解决问题,培养学生的科学精神和社会责任感。
演示实验:摇晃汽水瓶,打开瓶盖,观察现象;播放视频材料,如烧开水、夏天的鱼塘等。
组织学生交流讨论:
①打开汽水瓶瓶盖,汽水为什么会自动喷出?
②喝了汽水后,为什么会打嗝?
③加热冷水,当温度尚未达到沸点时,为什么水中会有气泡冒出?
④天气闷热时,鱼塘里的鱼为什么总是接近水面游动?
运用化学知识解决生产生活实际问题,让化学学科理论联系实际,更好地服务人类社会,这也是培养和发展学生化学核心素养的基本要求。
三、教学反思
在化学教学中,教师应着重渗透核心素养理念,由“知识核心”转向“核心素养”,培养学生应有的素质和能力,促进学生健康成长。但核心素养不是具体的知识,不能通过直接的传授而获得,课堂教学作为最主要的教学形式,是落实学科核心素养培养的主要途径。这就要求我们教师要将科学研究过程“课堂化”,将化学学科核心素养的培养与课堂教学紧密联系在一起。
在本教学设计中,以实验探究层层深入,引导学生一步步建构起“溶解度”概念,提高了学生思维的深度和广度,培养了学生“科学探究与创新意识”化学学科核心素养,着力于学生科学素养的提升。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
[2] 张学红,温曙光.对核心素养下中学化学学科核心素养内涵的基本认识[J].教育现代化,2018(45):383-386.
[3] 杨剑春.初中化学教学建议[M].南京:南京师范大学出版社,2010.
[4] 祝飞红,刘翠,梁静,等. 基于化学学科素养的课外实验设计:以“粉笔中各组分含量测定实验在教学中的应用”为例[J].山东化工,2019( 2) :174 -176.
[5] 宋永辉.基于学科素养的初中化学实验教学:以“水的组成”一课为例[J].基础教育参考,2019(5):54-55.
[6] 林秀明.核心素养视域下初中化学作业设计策略[J].名师在线,2018(26):13-14.
(责任编辑 罗 艳)