對(duì)“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液過程示意圖”的修訂研究與建議

孫永輝 周國軍 龔仁宗 張晶 夏芷玲

摘要：以2004年版、2007年版和2019年版人教版高中教材為例，研究了“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液過程示意圖”的主要修訂內(nèi)容，提出并論證了拆分“洗滌再轉(zhuǎn)移”步驟、調(diào)整“搖動(dòng)”步驟位置和修改部分圖符的必要性。認(rèn)為修訂后的插圖滿足高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)要求、科學(xué)性與藝術(shù)性的統(tǒng)一，能讓學(xué)生更接近科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、真實(shí)的溶液配制過程。

關(guān)鍵詞：教材插圖；溶液配制；修訂研究；修訂建議

文章編號(hào)：1008-0546（2022）02-0090-03中圖分類號(hào)：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02.020

*本文系江蘇省教學(xué)研究重點(diǎn)課題（2019JK13-ZB04）“基于高中化學(xué)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)與評(píng)價(jià)研究”及江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的高中化學(xué)核心素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究”成果之一。

一、插圖價(jià)值

教材插圖是指插附在教材中的圖片，它是輔助文字?jǐn)⑹觯瑤椭鷤魇谥R(shí)的重要手段。因此科學(xué)性與藝術(shù)性是教材插圖的必然要求，即插圖應(yīng)以直觀、準(zhǔn)確、形象、生動(dòng)、感性的特性補(bǔ)充文字?jǐn)⑹龅牟蛔悖瑢?duì)其中一些定義、公式、觀點(diǎn)和理論的論述，通過圖形和圖注并舉的形式加以詮釋、補(bǔ)充和升華，以最簡潔、明確、清晰的途徑將學(xué)習(xí)內(nèi)容傳遞給學(xué)習(xí)者，讓學(xué)習(xí)者通過這一“特殊的藝術(shù)語言”準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)、理解和領(lǐng)悟教材所闡述的事物形態(tài)和變化規(guī)律[1]。

二、修訂研究

“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液”實(shí)驗(yàn)是《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版2020年修訂）規(guī)定的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)[2]，是學(xué)生進(jìn)入高中階段所做的第一個(gè)定量實(shí)驗(yàn)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、發(fā)展學(xué)生定量研究思維的重要實(shí)驗(yàn)。2019年版三套高中化學(xué)教材（人教版、蘇教版、魯科版）以不同形式對(duì)一定物質(zhì)的量濃度溶液配制過程進(jìn)行了要求，相關(guān)編寫內(nèi)容比較如表1所示。

人教版教材既有實(shí)驗(yàn)步驟陳述，又有涵蓋實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵操作的過程示意圖，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程展示極為細(xì)致。2004年以來，人教版教材[3，6，7]先后對(duì)該插圖進(jìn)行了2次修訂，主要修訂變化如表2所示（不考慮容量瓶形狀、儀器相對(duì)大小等的微調(diào)）。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟陳述，教材以插圖形式圖文并茂地展示了“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液”實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵操作，幫助學(xué)生正確理解該實(shí)驗(yàn)的基本原理、關(guān)鍵步驟和操作規(guī)范，做到了插圖與文字描述相輔相成、相得益彰。“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液示意圖”的每次修訂，都是一次對(duì)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范與細(xì)化、優(yōu)化與升華。

三、再版建議

一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的關(guān)鍵步驟包括計(jì)算、稱量、溶解（或稀釋）、轉(zhuǎn)移、洗滌、再轉(zhuǎn)移、搖動(dòng)、定容、搖勻、取用或備用（裝瓶、貼標(biāo)簽）等步驟。其中，“計(jì)算”步驟主要用紙筆進(jìn)行，無需在插圖中呈現(xiàn)；稱取固體應(yīng)使用分析天平、量取濃溶液更多是使用移液管，考慮到中學(xué)實(shí)驗(yàn)室并未普及使用分析天平和移液管，可不在插圖中呈現(xiàn)“稱量”步驟。另外，配制所得溶液如被立即“取用”或用于“備用（裝瓶、貼標(biāo)簽）”，也可不在插圖中呈現(xiàn)。

2019年版人教版《化學(xué)（必修第一冊(cè)）》教材“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液過程示意圖”展示的關(guān)鍵操作如圖1所示（a～g是為方便本文討論而添加）。

結(jié)合實(shí)際操作、研習(xí)大學(xué)教材，對(duì)比中學(xué)教材，認(rèn)為上述插圖能夠繼續(xù)優(yōu)化。

圖1（a）所示為“溶解”操作。圖中固體在稱量紙上、蒸餾水在量筒內(nèi)，兩個(gè)彎箭頭分別表示將固體和蒸餾水轉(zhuǎn)移到燒杯中。可見，本圖中燒杯應(yīng)該是空的，即燒杯中溶液和固體物質(zhì)對(duì)應(yīng)的圖符應(yīng)刪除。

圖1（e）所示為“洗滌與再轉(zhuǎn)移”操作。用一個(gè)彎箭頭表示將試劑瓶中的蒸餾水加入到正在進(jìn)行“轉(zhuǎn)移”操作的燒杯中，感覺“洗滌”與“再轉(zhuǎn)移”兩個(gè)操作在同時(shí)進(jìn)行，而事實(shí)上這兩個(gè)操作無法同時(shí)進(jìn)行。建議將“洗滌”與“再轉(zhuǎn)移”操作拆分，在“洗滌”操作之后，展示“再轉(zhuǎn)移”操作。

圖1（d）所示為“搖動(dòng)”操作（還有“搖晃”“旋搖”等不同說法）。該操作應(yīng)在“再轉(zhuǎn)移”操作之后進(jìn)行，且容量瓶內(nèi)溶液對(duì)應(yīng)的圖符應(yīng)增加到容量瓶容積的2/ 3，相關(guān)證據(jù)如表3所示。

圖1（f）所示為“定容”操作。該圖中帶圓圈的細(xì)節(jié)放大圖是要強(qiáng)調(diào)：眼睛平視刻度，當(dāng)溶液彎月面最低點(diǎn)和標(biāo)線相切時(shí)，定容完成。可見，此時(shí)容量瓶中的溶液已“加滿”，即容量瓶瓶頸中要添加溶液對(duì)應(yīng)的圖符至容量瓶刻度線。

圖1（g）所示為“搖勻”操作。容量瓶標(biāo)線以上瓶頸部分的體積很小，容量瓶倒立時(shí)，瓶底部的“氣泡”也很小（經(jīng)過100 mL、250 mL、500 mL等不同規(guī)格容量瓶實(shí)際測(cè)試）。因此，本圖倒立容量瓶中溶液對(duì)應(yīng)的圖符應(yīng)增加至合理位置。

另外，還要注意按照操作進(jìn)行的順序，示意圖容量瓶中溶液體積應(yīng)逐漸增多；還可用底對(duì)齊方式排列，以示在桌面或近桌面操作。建議修訂后的插圖如圖2所示。

插圖是對(duì)教材內(nèi)容的形象詮釋和直觀概括，它不僅可以提高教材的趣味性和可讀性，更能傳遞文字無法實(shí)現(xiàn)的信息與功能，承擔(dān)著解釋知識(shí)與培養(yǎng)人才的重要責(zé)任。因此，教材插圖必須要求做到高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)要求、科學(xué)性和藝術(shù)性的完美統(tǒng)一[1]。上述修訂后的插圖能滿足教材對(duì)插圖這一“特殊的藝術(shù)語言”的要求，做到了科學(xué)性、邏輯性和規(guī)范性的統(tǒng)一，能幫助學(xué)生準(zhǔn)確地理解一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的基本操作過程，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究核心素養(yǎng)，有助于逐步推進(jìn)落實(shí)立德樹人根本育人目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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