《溶液组成的定量表示》教学难点分析和突破思路
武进区东青实验学校 姚军华
溶液是化学教学中的基本概念,在人类的生活、生产活动中处处离不开溶液,而且溶液更是各种生命活动必不可少的物质。因其具有十分广泛的应用价值,因此研究“溶液组成的定量表示”具有深远的意义。但这部分内容,教师难教、学生难学。本文就这部分内容教学难点形成的原因进行分析,并结合自己的教学实践谈谈突破难点的设计思路及方法。
一、难点形成的原因分析
本部分内容的难点主要有三个方面:一是溶液概念的建立;二是溶液中溶质质量分数的得出;三是混合溶液的计算应用。那么难点是如何形成的呢?
首先,从教学内容本身来看,溶液的概念是建立在物质溶解的基础上的,而溶解的概念:“物质以分子或离子的形式均匀分散到另一种物质中的过程”,本身就很抽象,它牵扯到《物质构成的奥秘》,因而具有很强的微观性;水溶液具有某些复杂的性质:“少量固体物质溶于水,使稀溶液的凝固点降低,沸点升高,导电性增强”,这些内容都与物理教学内容有关,因而有较强的学科综合性;溶液的组成:“溶质和溶剂”这一对概念,教材是直截了当给出的,虽然较易理解,但在实际应用中却较易混淆,尤其是非水溶液中的溶质和溶剂问题;溶液组成的定量表示,虽然教材设计了蔗糖溶液的配制两个实验,但却要通过学生的分析、比较、推理得到,同时对学生的实验操作能力(如液体的量取、固体的称量、物质的溶解等基本操作)、实验分析能力要求也较高;而溶液稀释的计算,是用理论来解决生产、生活中的实际问题,它集化学、物理、数学等知识于一体,更是对溶液知识的综合应用,因此对学生的认知水平要求较高。
其次,从学生看,一方面,在学习溶液前学生对溶液的一些现象较熟悉,虽形成了初步的概念,但部分学生还不会用微粒的观点来看物质,再者由于客观事物非本质因素的感官刺激和学生思维水平而引起部分概念与化学本质间有差异,先入为主的错误经验就会影响正确化学概念的建立,如学生在日常生活中形成的“液体就是溶液”;第二方面,学生在生活中形成的错误的直观判断,降低了知识应用的正确率,如“10%的食盐溶液和10%的食盐溶液混合后,溶质质量分数为20%”,学生对概念规律的外延及内涵的理解不够深刻,如“溶质越多质量分数越大”;第三方面,学生在运用溶液知识解题时灵活性不够,综合运用知识能力不强,思路不畅,造成了解题时的无从着手。
再次,从教学看,有些教师在教学中所做的实验无论是量还是质均是不够的,对概念规律的教学往往只重结果而忽视了用实验及科学方法去探索规律形成概念的过程。把大量的时间用于解题方面,但由于学生对规律理解不够深刻、正确,再加上学生的语文理解能力、数学运算能力、物理应用能力等的知识匮乏,都导致效果适得其反。
二、突破难点的思想基础
在系统学习溶液知识以前,学生头脑中先入为主的肤浅知识直接影响正确概念规律的形成,把学生头脑中错误经验清除出去是溶液教学的首要任务,为此我们可以设计与学生已有认识相悖的实验,使学生新旧知识发生冲突、碰撞,激发学生的求知欲,从而使学生能主动参与学习,在实验的基础上通过科学思维纠正感官在表象刺激下形成的错误结论。另外学生在对新知识学习和理解过程的初期,对概念的认识是不深刻、不全面的,他们往往根据自己知道的一知半解去认识新知识,这时通过化学习题教学反复让他们头脑中已有的知识与新知识接触,可以使学生真正理解新知识的含义,并把它同化到自己的知识结构中。
三、解决教学难点的思路及教学设计
第一、充分挖掘物质在水中分散的实验内涵,建立溶液概念
先从概念的字面意思入手:“溶液”一词中的“溶”字,即“溶解的意思”、“液”即“液体”,因此必须或至少要有两种物质,溶解以后形成的均一、稳定的混合物,而水、酒精等虽然都是液体,但它们是纯净物,因此学生已有的“液体就是溶液”的错误观点便不攻自破了。然后,放手让学生做各种实验,如蔗糖、泥沙、植物油等在水中的溶解,先从表象进行对比(蔗糖水均一、稳定、澄清、透明,而泥沙水、油水浑浊、不稳定);再从微观进行分析(蔗糖的微粒肉眼看不见了,而泥沙的小颗粒、油的小液滴仍清晰可见),从而使学生在两类实验中产生思维碰撞,激发学生探究的欲望,进而建立溶液概念。在此基础上,使学生明了溶液的组成为两部分,一部分为溶解者、另一部分为被溶解者,再引出溶质和溶剂的定义便顺理成章了。概念的形成必须要有练习的支撑和巩固,因此判断溶液及其组成的大量具体事例对学生掌握知识起到了事半功倍的作用。通过纯净的水、蔗糖水、悬浊液、乳浊液等实验使学生在实验过程中对产生的新知识和原有的旧知识发生冲突、碰撞,从而激发了学生的求知欲,纠正了错误结论,形成了正确的概念。
第二、创设实验情境,诱思探究,引导学生分析溶液的定量组成
化学来源于生活,又服务于生活。生活中的实例,贴近生活,因此创设一些生活中的实验情境,易于激发学生兴趣和激起学生探究的欲望。
1、设置障碍,产生冲突
生活中,大多数同学都知道,蔗糖越多,蔗糖水越甜,但学生往往忽略了溶剂相等的条件。为了解决这一冲突,可以对教材中的两个实验加以改进:“3g蔗糖放入20mL水中和5g蔗糖放入50mL水中完全溶解后,所得溶液哪个更甜?”学生会不假思索地得出加入5克蔗糖的更甜,事实是否真的如此?此时让学生亲口品尝一下,通过验证得出加入3g蔗糖的更甜,为何会与自己的生活经验相悖?为什么会与自己的思维产生碰撞?这是学生急于要解决的问题,教师适时抓住学生心理,引导学生从溶质与溶液量化的角度去分析,从而得出正确结论,水到渠成地得出溶液组成的定量表示方法。
2、增加实验,验证结论
另取两个烧杯,各加50mL水,一杯加入3g蔗糖,一杯加入5g蔗糖,学生会自然而然地得出哪个更甜的结论。为什么加入5g蔗糖的更甜?此时教师诱导学生继续从量化角度去进行理论验证,进一步巩固了溶液的溶质质量分数的概念,从而也引出了溶液越浓,溶质质量分数越大,溶液中溶质的相对含量越高的结论。
3、继续探究,纠正偏差
学生受数学上固有知识的影响,往往对混合后溶液的溶质质量分数产生错误理解,如“同一质量分数的溶液混合后质量分数增大一倍”。如何纠正这一偏差至关重要,它直接影响着学生对混合溶液的计算能力。继续通过实验进行探究,是一种较好的办法,可通过一杯蔗糖溶液一分为二、再将两杯一样的蔗糖溶液,倒在一起,分别让学生品尝的方法,以此来判断蔗糖溶液甜度的变化,便会自然而然地纠正学生已有的错误观念,形成正确结论,有此基础,那么不同质量分数的溶液混合问题也就迎刃而解了。
第三、整理知识结构,为运用知识打好基础
学生对知识的理解和接受具有一定的片面性、局限性和非连续性,这就需要教师对知识进行梳理和总结,以使学生形成全面和系统的知识,进而提高解决问题的能力。知识的整理主要为两个方面:
1、溶液配制的三个步骤
固体配制:(1)计算,(2)称量,(3)溶解;
溶液配制:(1)计算,(2)量取,(3)混合。
2、有关计算公式:
(1)溶液的溶质质量分数=溶质质量/溶液质量×100%;
(2)溶液的质量(g)=溶液的体积(cm3)×溶液的密度(g ·cm—3);
(3)加水前后,溶质质量不变。
第四、抓好习题教学,提高学生综合、灵活运用知识的能力
对于溶液的有关计算问题,虽然是一个难点,但只要教师认真研究课程标准,吃透中考精神,不任意拔高和无限制地增加难度,而进行有针对性地教学,难点便会不攻自破。教师要重点把握好两类计算:一是求有关溶液中溶质质量分数的计算,教师要教会学生分析题意,理清溶液中哪个是溶质、哪个是溶剂,然后列出溶质、溶剂、溶液三者之间的质量关系;二是加水稀释的计算,教师要教会学生把握一个关键:加水前后,溶质质量不变,就可以以不变应万变了。
在习题教学中注意以下几个方面能使难点真正被突破:(1)所选习题应紧扣课程标准;(2)运用变式教学做到举一反三;(3)遵守循序渐进的原则,变换时应先易后难,由浅入深;(4)充分调动学生的积极性,发挥学生的主体作用。
四、教学体会
按照这样的教学思路和程序授课,多年以来的实践证明,课堂气氛活跃,学生学习积极性高,讨论热烈,教学效果好。因此在教学过程中我们只要遵循教学规律,抓住化学学科的特点,重视实验,激发学生的学习兴趣,使学生变被动学习为主动学习,引导学生观察,激发学生思考,帮助学生归纳,鼓励学生敢于创新,不断尝试,就可以找到行之有效的突破教学难点的方法。
2005、8