找準(zhǔn)最近發(fā)展區(qū) 打造探究性課堂

梁書(shū)

摘要：基于“最近發(fā)展區(qū)”理論，以溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的概念和一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配制為起點(diǎn)，幫助學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中對(duì)于溶液濃度表示方法的認(rèn)識(shí)上升到一個(gè)新的高度。

關(guān)鍵詞：最近發(fā)展區(qū)；配制及分析；質(zhì)量分?jǐn)?shù)

文章編號(hào)：1008-0546（2016）08-0061-04 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.08.021

20世紀(jì)30年代，前蘇聯(lián)著名心理學(xué)家N.C.維果茨基提出了“最近發(fā)展區(qū)”理論?！白罱l(fā)展區(qū)”常被譯為“潛在發(fā)展區(qū)”，是指“兒童獨(dú)立解決問(wèn)題的實(shí)際發(fā)展水平與在成人指導(dǎo)下或在有能力的同伴合作中解決問(wèn)題的潛在發(fā)展水平之間的差距”。即兒童有兩種發(fā)展水平：一是兒童的現(xiàn)有水平，二是可能達(dá)到的發(fā)展水平。這兩種水平之間的差異就是“最近發(fā)展區(qū)”。該理論要求我們要重視學(xué)生的原有水平，讓教學(xué)處于“最近發(fā)展區(qū)”之中，這樣才能促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

基于以上理解，筆者就以找準(zhǔn)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)為突破口，對(duì)“溶液的配制及分析”進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

一、教學(xué)目標(biāo)

1. 知識(shí)與技能

（1）從廣義角度理解濃度的含義，初步理解物質(zhì)的量濃度的含義和使用價(jià)值。

（2）掌握實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)確配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的一般步驟、方法和技能。

2. 過(guò)程與方法

（1）通過(guò)分析表示溶液組成的各類(lèi)標(biāo)簽、醫(yī)院生化報(bào)告，歸納濃度的含義，復(fù)習(xí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，理解物質(zhì)的量濃度。

（2）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)探索掌握實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)確配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的方法和技能。

（3）通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬儀器間的變換，展示“創(chuàng)新”與“需求”的關(guān)系，加深學(xué)生對(duì)容量瓶的特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。

3. 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

（2）使學(xué)生感受到創(chuàng)新的源動(dòng)力來(lái)自于解決實(shí)際問(wèn)題。

（3）體會(huì)定量研究方法對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的重要作用。

二、設(shè)計(jì)思路

“溶液的配制及分析”這部分內(nèi)容位于《化學(xué)1》的第一章，主要包括三個(gè)內(nèi)容：一是物質(zhì)的量濃度概念的理解；二是如何配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液；三是學(xué)會(huì)配制溶液過(guò)程中一些不規(guī)范操作引起的實(shí)驗(yàn)誤差。高一學(xué)生對(duì)于溶液的濃度并不是一無(wú)所知，他們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)了溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配制。同時(shí)本章又剛學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量和氣體摩爾體積。通過(guò)本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)是要讓學(xué)生對(duì)于溶液濃度表示方法的認(rèn)識(shí)上升到一個(gè)新的高度，體會(huì)定量研究方法對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的重要作用。由此可以確定學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)：一、為什么要引入物質(zhì)的量濃度來(lái)表示溶液的濃度，它與溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有什么聯(lián)系，能相互轉(zhuǎn)化嗎？表示溶液組成的方法還有哪些？二、配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法能從配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的方法遷移而來(lái)嗎？它們之間有哪些異同點(diǎn)。針對(duì)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)開(kāi)展充分的討論和實(shí)驗(yàn)，最后讓學(xué)生的能力發(fā)展到新的水平。

三、教學(xué)過(guò)程

環(huán)節(jié)一：設(shè)置懸念，將學(xué)生思維引入“最近發(fā)展區(qū)”

【展示】氯化鈉注射液、五糧液、礦泉水的標(biāo)簽、醫(yī)院生化體檢報(bào)告單。

【問(wèn)題1】請(qǐng)根據(jù)標(biāo)簽、報(bào)告單歸納表示溶液組成的多種方法，并說(shuō)一說(shuō)對(duì)標(biāo)簽中表示溶液組成的數(shù)據(jù)意義的理解。

【問(wèn)題2】請(qǐng)聯(lián)系溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義給物質(zhì)的量濃度下一個(gè)定義，并寫(xiě)出其表達(dá)式，指出單位是什么？

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)生活中的實(shí)例，讓學(xué)生體會(huì)到表示溶液濃度的方法是多樣的，可以是m/m、V/V、m/V、 n/V，得出各種濃度表示方法的共性。

同時(shí)意識(shí)到各種方法在不同的領(lǐng)域的使用都有其優(yōu)勢(shì)。在領(lǐng)會(huì)了物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是構(gòu)成物質(zhì)微粒之間的相互轉(zhuǎn)化，化學(xué)反應(yīng)方程式前面的系數(shù)可以代表反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量之比，我們?cè)诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用中需要清楚溶液中含有溶質(zhì)的微粒數(shù)，所以引入了衡量溶液組成的新方法——物質(zhì)的量濃度。

為了實(shí)現(xiàn)從“質(zhì)量分?jǐn)?shù)”定量表示溶液的組成向用“物質(zhì)的量濃度”定量表示溶液的組成的轉(zhuǎn)化，利用學(xué)生現(xiàn)有水平——知道利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以表示溶液的組成，通過(guò)展示表示溶液組成的多種方法，引起學(xué)生認(rèn)知沖突，師生之間圍繞濃度的本質(zhì)意義開(kāi)展討論，從而使學(xué)生將知識(shí)內(nèi)化，形成自己的理解，體驗(yàn)到物質(zhì)的量濃度的核心價(jià)值，最后使認(rèn)知達(dá)到了新的水平。

環(huán)節(jié)二：多層設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生突破思維的“最近發(fā)展區(qū)”

【展示】裝有0.100mol·L-1 Na2CO3溶液的試劑瓶

【問(wèn)題3】請(qǐng)大家參考配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的方法，思考如何利用Na2CO3固體配制100mL 0.100mol·L-1 Na2CO3溶液？

學(xué)生可能提供的方案：

方案一：（1）通過(guò)計(jì)算，需要Na2CO3固體1.06g。（2）用托盤(pán)天平稱(chēng)量1.1g Na2CO3固體，倒入燒杯中。（3）用量筒量取100mL水，倒入燒杯中，用玻璃棒攪拌，促進(jìn)溶解。

方案二：前兩步驟同上，第三步改成在燒杯中加水至100mL，用玻璃棒攪拌，促進(jìn)溶解。

方案三：第一步同方案一，第二步改成用電子天平稱(chēng)量1.06g Na2CO3固體，倒入量筒中，最后在量筒中加入水至100 mL，用玻璃棒攪拌，促進(jìn)溶解。

【問(wèn)題4】大家覺(jué)得要準(zhǔn)確配制100mL 0.100mol·L-1 Na2CO3溶液關(guān)鍵需要解決什么問(wèn)題？

【問(wèn)題5】大家覺(jué)得以上提供的方案能達(dá)到這個(gè)要求嗎？怎樣改進(jìn)？

【展示】電子天平、容量瓶、酸式滴定管、堿式滴定管。

【投影】利用三維動(dòng)畫(huà)模擬玻璃片→表面皿→燒杯→錐形瓶→容量瓶的變形。

【總結(jié)與歸納】容量瓶的特點(diǎn)：細(xì)頸、梨形瓶，有一刻度線(xiàn)，有磨口玻璃塞，標(biāo)有容積和溫度。

【設(shè)計(jì)意圖】遵循由具體到抽象、由感性到理性的思維發(fā)展順序，先讓學(xué)生通過(guò)熟悉的一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配制，遷移到如何配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液。再回過(guò)頭通過(guò)對(duì)物質(zhì)的量濃度概念的深入解讀，發(fā)現(xiàn)精確配制需要做到兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一、稱(chēng)量的固體質(zhì)量要準(zhǔn)確；二、溶液的體積要準(zhǔn)確。最后檢查發(fā)現(xiàn)方案一用托盤(pán)天平稱(chēng)量固體、量筒量取液體達(dá)不到要求的準(zhǔn)確度，同時(shí)將100mL水與碳酸鈉固體混合后溶液體積一定會(huì)發(fā)生變化，所以最終不妥。方案二中托盤(pán)天平稱(chēng)量達(dá)不到要求的準(zhǔn)確度，利用燒杯測(cè)量最終溶液的體積誤差會(huì)很大。方案三中量筒量取液體達(dá)不到要求的準(zhǔn)確度，同時(shí)在量筒中配制溶液是不規(guī)范的。量筒上標(biāo)有溫度，溶液在溶解過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)放熱、吸熱現(xiàn)象，所以最終量取的溶液體積也是不準(zhǔn)確的。怎么辦？此時(shí)學(xué)生處于注意、好奇、質(zhì)疑、憤悱等急于解決問(wèn)題的心理狀態(tài)，展示模擬儀器之間的變形關(guān)系的動(dòng)畫(huà)，生動(dòng)形象。有需要就有創(chuàng)新。

【思考】 現(xiàn)在請(qǐng)大家對(duì)比此前的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。并結(jié)合下面老師進(jìn)行的演示實(shí)驗(yàn)，指出你對(duì)哪些操作步驟有疑問(wèn)或操作目的不明確，甚至還需補(bǔ)充一些什么操作。

【演示實(shí)驗(yàn)】教師演示配制實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。

學(xué)生可能提出的以下幾個(gè)問(wèn)題：

1、容量瓶為什么要檢漏？

2、為什么不在容量瓶中溶解固體？

3、為什么要洗滌燒杯和玻璃棒？

4、為什么需要用玻璃棒引流，而且需要將玻璃棒放到容量瓶刻度線(xiàn)以下位置？

5、為什么要初步搖勻？

6、如果不小心使液面超過(guò)了刻度線(xiàn)，怎么辦？

7、定容搖勻后，液面下降，怎么辦？

8、容量瓶需要干燥的嗎？

9、需要在溶解的時(shí)候增加一步操作，利用量筒量取一定體積的水再加入到燒杯中嗎？

10、容量瓶能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存液體嗎？

11、 由1.50 mol·L-1 Na2CO3濃溶液配制100mL 0.100mol·L-1 Na2CO3溶液怎樣操作？

針對(duì)1-6這六個(gè)問(wèn)題可以采用如下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，針對(duì)7-11這5個(gè)問(wèn)題可以采用交流與討論的方法。

【演示對(duì)比實(shí)驗(yàn)】 針對(duì)1-6這六個(gè)問(wèn)題可以采用如下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

1、教師將一容量瓶中加水，塞好瓶塞，倒立。故意讓學(xué)生看到瓶塞周?chē)写罅克我莩觥?/p>

2、將碳酸鈉和碳酸氫鈉固體分別溶解在燒杯中，讓學(xué)生觸摸燒杯外部感受固體溶于水中的能量變化。

3、將高錳酸鉀溶液從燒杯中轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的試劑瓶。讓學(xué)生觀察燒杯和玻璃棒的表面，看看是否有殘留的液體。

4、將燒杯中的高錳酸鉀溶液直接加入到容量瓶中，讓學(xué)生看到液體從瓶口流到桌面并部分殘留在容量瓶刻度線(xiàn)以上。

5、首先將10mL 1.00mol·L-1 Na2CO3溶液與80mL水按順序注入容量瓶振蕩搖勻后靜置，記下液面標(biāo)記線(xiàn)1。洗凈該容量瓶將50mL 0.200mol·L-1 Na2CO3溶液與50mL水按順序注入容量瓶振蕩搖勻后靜置，記下液面標(biāo)記線(xiàn)2，讓學(xué)生觀察兩條標(biāo)記線(xiàn)的差距。

6、故意“不小心”在事先配制好放置高錳酸鉀溶液的試劑瓶中再加入水，使其液面超過(guò)刻度線(xiàn)，觀察加水前后溶液的顏色，讓學(xué)生感覺(jué)到即使將多余液體吸出，溶質(zhì)也會(huì)損失掉一部分。

【歸納與總結(jié)】1、由固體配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的實(shí)驗(yàn)步驟：計(jì)算→稱(chēng)量→溶解→恢復(fù)到室溫→轉(zhuǎn)移→洗滌→定容→搖勻→裝瓶貼簽（為了保證實(shí)驗(yàn)精度，在稱(chēng)量固體時(shí)，應(yīng)用分析天平或電子天平。若條件限制，可用托盤(pán)天平代替進(jìn)行練習(xí)）。

2、由濃溶液稀釋配制稀溶液的實(shí)驗(yàn)步驟：計(jì)算→量取→溶解→恢復(fù)到室溫→轉(zhuǎn)移→洗滌→定容→搖勻→裝瓶貼簽（為了保證實(shí)驗(yàn)精度，在量取濃溶液時(shí)，應(yīng)用滴定管。若條件限制，可用量筒代替進(jìn)行練習(xí)）。

【課堂學(xué)生實(shí)驗(yàn)】 請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所給的儀器和藥品配制90mL 0.200mol·L-1 Na2CO3溶液。并思考在操作過(guò)程中的哪些不當(dāng)操作會(huì)造成你所配溶液的濃度偏大或偏小。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)師生對(duì)話(huà)，實(shí)驗(yàn)對(duì)比操作，配制過(guò)程中的難點(diǎn)、重點(diǎn)，一一映射在學(xué)生的大腦中。如果覺(jué)得當(dāng)場(chǎng)演示對(duì)比實(shí)驗(yàn)課堂會(huì)造成課堂時(shí)間不夠，可以將對(duì)比實(shí)驗(yàn)錄成微課，課堂播放。對(duì)課堂演示環(huán)節(jié)中每一個(gè)步驟的認(rèn)同，其實(shí)就是對(duì)物質(zhì)的量濃度概念的準(zhǔn)確理解，所以我們不能讓學(xué)生含糊過(guò)關(guān)。比如問(wèn)同學(xué)還有沒(méi)有不同意見(jiàn)時(shí)，大家面面相覷，沒(méi)人主動(dòng)回答。再叫一位同學(xué)個(gè)別回答時(shí)，它可能會(huì)說(shuō)與其他同學(xué)的想法一樣。此時(shí)可以讓他再用自己的語(yǔ)言說(shuō)一說(shuō)，結(jié)果可能相去甚遠(yuǎn)，暴露出了大問(wèn)題。這樣的教學(xué)效果將會(huì)很好。

讓學(xué)生自主配制90 mL的溶液的目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)挑選最合適的儀器，而且更符合實(shí)際需要，平常我們需要的液體體積往往與容量瓶的規(guī)格是不符合的。

環(huán)節(jié)三：創(chuàng)設(shè)嶄新“最近發(fā)展區(qū)”，把學(xué)生思維推向更高發(fā)展層次。

【問(wèn)題6】 要配制濃度約為2mol·L-1 NaOH溶液100mL，你覺(jué)得該怎樣配？

讓同學(xué)交流討論后再提供以下操作請(qǐng)同學(xué)們判斷是否正確。

A. 稱(chēng)取8g NaOH固體，放入250mL燒杯中，用100mL量筒量取100mL蒸餾水，加入燒杯中，同時(shí)不斷攪拌至固體溶解

B. 稱(chēng)取8g NaOH固體，放入100mL量筒中，邊攪拌，邊慢慢加入蒸餾水，待固體完全溶解后用蒸餾水稀釋至100mL

C. 稱(chēng)取8g NaOH固體，放入100mL容量瓶中，加入適量蒸餾水，振蕩容量瓶使固體溶解，再加水到刻度，蓋好瓶塞，反復(fù)搖勻

D. 用100mL量筒量取40mL 5mol·L-1 NaOH溶液，倒入250mL燒杯中，再用同一量筒取60mL蒸餾水，不斷攪拌下，慢慢倒入燒杯中

【設(shè)計(jì)意圖】 配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液是為了科學(xué)研究的需要，我們?cè)谂渲魄耙欢ㄒ鞔_配制的要求與目標(biāo)，而不應(yīng)將溶液的配制一味地“精確化”。確定溶液體積的儀器并非僅有容量瓶一種，讓學(xué)生從本質(zhì)理解容量瓶使用的范圍。

【問(wèn)題7】能否通過(guò)精密儀器配制得到2.000mol·L-1 NaOH溶液？為什么？

【設(shè)計(jì)意圖】 通過(guò)討論使同學(xué)們意識(shí)到并不是所有的物質(zhì)都能精確配制的。比如NaOH由于其在空氣中易于吸收CO2和水分等，不可能精配。類(lèi)似的物質(zhì)還有濃硫酸、鹽酸等。而NaCl、Na2CO3等在空氣中穩(wěn)定、純度高、實(shí)際組成與化學(xué)式完全符合、具有較大的摩爾質(zhì)量的物質(zhì)往往可以精配，并以它們?yōu)榛鶞?zhǔn)物質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)與研究中，像NaOH等不能精配的物質(zhì)一般均采用先粗略配制，再用基準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行滴定標(biāo)定的方法獲得其準(zhǔn)確濃度。這樣也為以后滴定的學(xué)習(xí)埋下了伏筆。

四、教學(xué)反思

對(duì)于“一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制”這節(jié)課，浙江省普通高中學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)給出的要求是：1.知道物質(zhì)的量濃度的含義；2.初步學(xué)會(huì)溶液配制的實(shí)驗(yàn)技能；3.體會(huì)定量研究方法對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的重要作用。平常試題中也非常強(qiáng)調(diào)對(duì)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液操作步驟、細(xì)節(jié)的考查?；谝陨险J(rèn)識(shí)，部分教師過(guò)于注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的準(zhǔn)確配制細(xì)節(jié)，忽視物質(zhì)的量濃度概念的形成，將課堂變成了純粹的實(shí)驗(yàn)技能的傳授。這樣勢(shì)必?zé)o法發(fā)揮學(xué)生的主體能動(dòng)性，增加了學(xué)生記憶的負(fù)擔(dān)，體會(huì)不到學(xué)習(xí)的價(jià)值。同時(shí)如果教學(xué)遵循先概念教學(xué)再實(shí)驗(yàn)演示，最后進(jìn)行誤差分析，在一堂課內(nèi)完成往往時(shí)間很緊迫。但是最近發(fā)展區(qū)理論提醒我們，每個(gè)學(xué)生都不是一張白紙，找準(zhǔn)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)將起到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

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