基于實(shí)驗(yàn)探究建構(gòu)飽和溶液概念

（福州時(shí)代中學(xué)，福建福州350007）

基于實(shí)驗(yàn)探究建構(gòu)飽和溶液概念

陳靈芝

（福州時(shí)代中學(xué)，福建福州350007）

本文提出以實(shí)驗(yàn)為依托，從“創(chuàng)設(shè)探究性問(wèn)題情境引出前概念”“實(shí)施差異性實(shí)驗(yàn)建構(gòu)科學(xué)概念”“解析情境問(wèn)題升華科學(xué)概念”“反饋與評(píng)價(jià)優(yōu)化課堂教學(xué)”四個(gè)維度引導(dǎo)學(xué)生對(duì)飽和溶液概念進(jìn)行建構(gòu)，優(yōu)化課堂教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率。

飽和溶液；概念教學(xué)；實(shí)驗(yàn)探究

在九年級(jí)化學(xué)教學(xué)中，筆者常常有這么一個(gè)困惑，關(guān)于“飽和溶液”相關(guān)的題目反復(fù)講，但只要題型稍微變動(dòng)，學(xué)生就完成不好。美國(guó)化學(xué)家HerronJ.D.曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“如果學(xué)生解題有困難，教師應(yīng)當(dāng)反思問(wèn)題背后的相關(guān)概念是否引導(dǎo)學(xué)生理解透徹。”［1］學(xué)生只有深刻理解概念，才能以不變應(yīng)萬(wàn)變。因此，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)概念顯得至關(guān)重要。筆者對(duì)化學(xué)概念教學(xué)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，由于化學(xué)概念本身比較抽象和復(fù)雜使學(xué)生難以理解；學(xué)生正式接觸科學(xué)概念之前已有的生活經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人認(rèn)知系統(tǒng)，即前科學(xué)概念中的錯(cuò)誤成分會(huì)對(duì)學(xué)生概念學(xué)習(xí)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。［2］因此，化學(xué)概念教學(xué)需要解決以下問(wèn)題：將抽象概念具體化；有效地扭轉(zhuǎn)前科學(xué)概念中的錯(cuò)誤部分。由于實(shí)驗(yàn)具有直觀、形象、生動(dòng)的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為以實(shí)驗(yàn)為依托，對(duì)科學(xué)教育出版社九年級(jí)化學(xué)第七單元《物質(zhì)溶解的量》第一課時(shí)“飽和溶液”進(jìn)行科學(xué)概念建構(gòu)，可以取得較好的成效。

一、創(chuàng)設(shè)探究性問(wèn)題情境引出前概念

欲建構(gòu)飽和溶液的科學(xué)概念，首要任務(wù)是診斷出學(xué)生對(duì)飽和溶液具有的前科學(xué)概念。筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)中通過(guò)創(chuàng)設(shè)特定的探究性問(wèn)題情境，讓學(xué)生在自主探究過(guò)程中找到飽和溶液這一概念的生長(zhǎng)點(diǎn)。具體展開(kāi)如下：

[創(chuàng)設(shè)情境]播放動(dòng)畫(huà)片《乖乖兔喝糖水》的視頻。兔媽媽向一杯水中加了一勺白砂糖，攪拌后全部溶解。乖乖兔喝了一口說(shuō)：“不甜！”兔媽媽往水杯中又加了一勺白砂糖，攪拌許久后，杯底仍然有糖粒。乖乖兔說(shuō)：“再加點(diǎn)吧，還是不夠甜！”兔媽媽說(shuō)：“這已經(jīng)是最甜的，再加下去，水也不會(huì)變得更甜。”

[提出問(wèn)題]為什么再加白砂糖，這杯糖水也不會(huì)變得更甜？

[生]根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生討論后得出糖水不會(huì)變甜的原因是白砂糖不能再溶解。

[師]白砂糖在水中溶解情況如此，其它物質(zhì)在水中溶解情況是否類似？

[實(shí)驗(yàn)探究一]在一定量水中，葡萄糖能否無(wú)限溶解？①往裝有20mL蒸餾水的燒杯中加入3g葡萄糖，攪拌，觀察葡萄糖是否完全溶解。②往上述溶液中逐漸加入10g的葡萄糖，充分?jǐn)嚢瑁^察葡萄糖是否完全溶解。

[生]交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①燒杯中葡萄糖完全溶解；②燒杯中葡萄糖部分溶解。

[師]第二次加入的葡萄糖為什么不能全部溶解？

[生]根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，有學(xué)生說(shuō)水“吃飽了”。

[師]②燒杯中的水如同人吃飯，吃飽了再也吃不下了。可見(jiàn)固體溶質(zhì)在一定量的水中不能無(wú)限制地溶解。這種狀態(tài)下的溶液我們稱之為飽和溶液，你能否用自己的語(yǔ)言給飽和溶液與不飽和溶液下定義？

[生]飽和溶液是不能再繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液，不飽和溶液是能繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液。

本實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)旨在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“如何認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”這一問(wèn)題進(jìn)行定向思考，此時(shí)可以啟發(fā)學(xué)生用在日常生活中積累起來(lái)的生活經(jīng)驗(yàn)和已儲(chǔ)備的知識(shí)對(duì)“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”嘗試進(jìn)行解釋，從而引導(dǎo)學(xué)生得出飽和溶液的前概念。

二、實(shí)施差異性實(shí)驗(yàn)建構(gòu)科學(xué)概念

上一環(huán)節(jié)學(xué)生依據(jù)已有的認(rèn)知系統(tǒng)，在教師的引導(dǎo)下，通過(guò)自主探究形成了對(duì)飽和溶液的初步認(rèn)識(shí)，為正確理解飽和溶液這一科學(xué)概念奠定了基礎(chǔ)。接下來(lái)的任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)飽和溶液這一前科學(xué)概念的錯(cuò)誤部分進(jìn)行糾正、不足部分進(jìn)行完善，為接納和重新構(gòu)建精準(zhǔn)化、科學(xué)化的飽和溶液科學(xué)概念做準(zhǔn)備。［3］

[討論與交流]你有什么辦法讓實(shí)驗(yàn)一中未溶解的葡萄糖繼續(xù)溶解？

[探究實(shí)驗(yàn)二]設(shè)計(jì)并驗(yàn)證燒杯中未溶解的葡萄糖能否繼續(xù)溶解。

[師]未溶解的葡萄糖能否繼續(xù)溶解？實(shí)驗(yàn)中你改變了什么條件？

[生]加水或加熱，發(fā)現(xiàn)葡萄糖溶解了。

通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)這一與前科學(xué)概念相沖突的“差異性實(shí)驗(yàn)探究”環(huán)節(jié)，學(xué)生觀察到飽和溶液中葡萄糖溶解了這一意外現(xiàn)象，使學(xué)生對(duì)原先的飽和溶液概念——“不能繼續(xù)溶解溶質(zhì)”這一認(rèn)知產(chǎn)生了懷疑，從而產(chǎn)生了探究和剖析這一異常現(xiàn)象的想法和糾正前科學(xué)概念的動(dòng)力，在問(wèn)題解決過(guò)程中逐步完善飽和溶液這一科學(xué)概念。

[師]飽和的葡萄糖溶液不能再溶解葡萄糖是絕對(duì)的嗎？當(dāng)哪些條件改變，它就可以繼續(xù)溶解？你能否對(duì)飽和溶液與不飽和溶液概念進(jìn)行補(bǔ)充和修正？

這一環(huán)節(jié)中的兩個(gè)“差異性探究實(shí)驗(yàn)”為學(xué)生澄清概念和溝通學(xué)習(xí)提供了載體。學(xué)生不難得出在界定飽和溶液與不飽和溶液概念時(shí)，應(yīng)當(dāng)在前面加上“一定溫度下，一定量的溶劑里”的前置條件，即在一定溫度下和一定量的溶劑里，不能再繼續(xù)溶解溶質(zhì)的溶液叫做飽和溶液。

[學(xué)以致用]1.短片中為什么再加糖，糖水也不會(huì)變得更甜？2.你有什么辦法讓讓它變得更甜？

回歸到具體問(wèn)題情境中，旨在建立概念與事實(shí)之間的有效聯(lián)系，在運(yùn)用概念解決問(wèn)題過(guò)程中進(jìn)一步清晰地理解飽和溶液這一概念。

[質(zhì)疑激趣]除了加熱，你還有什么辦法讓乖乖兔的糖水變得更甜？（學(xué)生可能會(huì)提出加蜂蜜等方法，那么這個(gè)方法是否可行呢？引入以下科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究。）

[師]飽和葡萄糖溶液是否還能再溶解其它物質(zhì)？

[演示實(shí)驗(yàn)]往葡萄糖飽和溶液中加入少量高錳酸鉀，震蕩，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

學(xué)生觀察到溶液由無(wú)色變成了紅色，這一“差異性探究實(shí)驗(yàn)”現(xiàn)象進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，使學(xué)生在與自身經(jīng)驗(yàn)的“沖突”和“矛盾”中對(duì)飽和溶液的概念進(jìn)行再認(rèn)識(shí)和重新構(gòu)建。知道飽和溶液不能再溶解的是該飽和溶液的溶質(zhì)，而其它未飽和的溶質(zhì)還可以繼續(xù)溶解。上述過(guò)程使飽和溶液的概念得到精準(zhǔn)化和科學(xué)化，實(shí)現(xiàn)了概念的同化和順應(yīng)。

[學(xué)以致用]往乖乖兔的糖水中加蜂蜜，能否讓糖水變得更甜？請(qǐng)解釋原因。通過(guò)解決問(wèn)題這個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步鞏固加深對(duì)“飽和”概念的理解。

通過(guò)這三個(gè)“差異性實(shí)驗(yàn)”引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，在交流過(guò)程中重新構(gòu)建了飽和溶液的科學(xué)概念，其概念構(gòu)建經(jīng)歷了以下幾個(gè)過(guò)程：飽和溶液是不能再溶解溶質(zhì)的溶液→飽和溶液是在一定溫度下和一定量溶劑里，不能再溶解溶質(zhì)的溶液→在一定溫度下和一定量溶劑里，不能再溶解某溶質(zhì)的溶液是該溶質(zhì)的飽和溶液。上述過(guò)程清晰地呈現(xiàn)出學(xué)生對(duì)飽和溶液的前科學(xué)概念的不斷修正和完善過(guò)程，也是對(duì)飽和溶液概念的內(nèi)涵與外延的正確理解不斷深化的過(guò)程。

三、解析情境問(wèn)題升華科學(xué)概念

概念是思維活動(dòng)的高級(jí)形式，學(xué)生對(duì)抽象概念的掌握難點(diǎn)不在于字面上的認(rèn)識(shí)，而是將抽象概念應(yīng)用在具體情境中。本環(huán)節(jié)中，創(chuàng)設(shè)了如下問(wèn)題：

（1）判斷下列說(shuō)法是否正確，并說(shuō)明原因。①硝酸鉀的飽和溶液一定不能再溶解硝酸鉀。②兩種不同溶質(zhì)的飽和溶液混合，依然是飽和溶液。③其它條件不變，將20℃的硝酸鉀飽和溶液升溫至60℃，依然可以得到飽和溶液。

（2）在一定溫度下，向NaCl飽和溶液中加入少量的KNO3固體后，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量____，溶劑的質(zhì)量______，溶液的質(zhì)量____（填“不變”“增加”或“減少”）。

（3）能證明某KCl溶液在20℃時(shí)已達(dá)到飽和狀態(tài)的方法是？

在具體情境中應(yīng)用化學(xué)概念對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、討論、交流，有利于鞏固和完善新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，順利實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移，加深對(duì)化學(xué)概念內(nèi)涵和外延的理解。

四、反饋與評(píng)價(jià)優(yōu)化課堂教學(xué)

將評(píng)價(jià)滲透在課堂的每個(gè)環(huán)節(jié)，及時(shí)反饋調(diào)節(jié)課堂教學(xué)。在每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)均設(shè)置學(xué)生跳一跳能夠得著的問(wèn)題，以便學(xué)生進(jìn)行自我檢測(cè)和教師實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并及調(diào)整教學(xué)策略。如在學(xué)生已建構(gòu)“飽和溶液能再溶解其它溶質(zhì)”這一內(nèi)涵后，提出“往乖乖兔的糖水中加蜂蜜，能否讓糖水變得更甜”這一問(wèn)題，并讓學(xué)生解釋原因。學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中能對(duì)概念的理解情況進(jìn)行自我診斷和反思，并及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略以達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果。教師通過(guò)傾聽(tīng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的解釋，可以及時(shí)了解學(xué)生對(duì)概念的掌握情況，給出指導(dǎo)性的評(píng)價(jià)，并及時(shí)調(diào)整教學(xué)。在反饋與評(píng)價(jià)過(guò)程促進(jìn)師生共同朝教學(xué)目標(biāo)靠攏，提升課堂教學(xué)效果。

采用上述四個(gè)環(huán)節(jié)，以實(shí)驗(yàn)為依托幫助學(xué)生進(jìn)行概念建構(gòu)，有助于降低思維的跨度，使概念的學(xué)習(xí)由淺入深、由抽象變得具體。在實(shí)驗(yàn)探究和問(wèn)題解決過(guò)程中逐步實(shí)現(xiàn)了由飽和溶液前科學(xué)概念到飽和溶液科學(xué)概念的構(gòu)建、修正、完善、升華。

［1］羅秀玲,錢揚(yáng)義.布盧姆與奧蘇貝爾的學(xué)習(xí)理論在化學(xué)概念教學(xué)中的綜合應(yīng)用［J］.化學(xué)教育，2007（1）.

［2］鄧琳,王后雄.POE教學(xué)策略在化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用［J］.中學(xué)化學(xué)，2016（3）.

［3］魏林明.以建構(gòu)性教學(xué)模式開(kāi)展科學(xué)概念教學(xué)［J］.教學(xué)月刊（中學(xué)版），2013（11）.

（責(zé)任編輯：張賢金）