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溶液知识体现的学科思想

百纳文秘网  发布于:2021-06-11 08:02:52  分类: 文秘专题 手机版

溶液知识在教材中起着承上启下的作用,占有着重要的地位,学生在学习初中化学的绝大部分重要概念、原理、物质结构基础知识、化学用语,以及从量的角度认识了物质组成结构和认识化学反应后,在学习了基本的实验技能、初步的科学探究方法的基础上,首次较为系统地认识了一类特殊的混合物——溶液。溶液知识的学习,可巩固并深化对水的净化、水污染的防治、金属在水溶液中的活动性等知识的理解;还为学习酸碱盐的知识,理解复分解反应发生的条件等奠定基础。

从溶液这类物质本身所包含的广度看,它是一类混合物的存在状态。溶液知识涵盖了很多化学学科思想。教师应把这部分内容中最精髓、最本质的学科思想传授给学生,学生则在学习的实践活动中,通过自己的理解获得启迪与感悟,掌握化学思维的方法。

初中化学溶液知识体现的学科思想有以下几方面:

一、宏观与微观思想

初中化学知识宏观上涉及物质、元素,微观上涉及分子、原子和离子,在溶液知识中,教师必须给学生进一步建立宏观到微观的联系,培养学生由宏观到微观的丰富的想象力。溶液知识的微观想象向前可以回顾到研究分子性质时,品红在水中的溶解实验,向后可以延伸到酸碱盐溶液的导电性和对酸、碱性质微观实质的理解上,使学生形成由宏观物质联想到构成它的微观粒子的思维方法。

二、物质运动的思想

溶质与溶剂的混合过程从微观上看,是分子、原子、离子运动的结果。物质运动的思想可以结合溶液中分子离子的微观运动促使溶液的形成,以图片或动画的效果呈现给学生。可以从两个角度来讨论微粒的运动,其一,微粒扩散的快慢,受搅拌、温度等因素的影响;其二,微粒混合的限度即溶解性,既受溶质、溶剂等内在因素的影响,又受温度、压强(气体)等外在因素的影响。化学的知识点是交叉的,尤其是化学学科思想是对化学的本质、特征与学科价值的基本认识,抓住学科思想渗透,可以使知识点教学融会贯通。

三、动态平衡的思想

第一个方面,理解饱和溶液与不饱和溶液的相对关系。传授这一知识点时,课堂上,可以先以溶剂为定量,溶质为变量,引入温度控制下的量化分析,进而再做以溶剂为定量、溶质和温度同为变量时的量化分析,形成对饱和溶液和不饱和溶液可在一定条件下相互转化的认识,学生通过先感受饱和与不饱和,再寻找转化条件两个阶段,初步建立动态分析认识事物的基础。

第二个方面,虽然初中阶段并没有涉及某温度下某溶质的溶液达到饱和状态时,溶解和结晶都达到同一速率,即v(溶解)=v(结晶)≠0。但是应该引导学生开拓性思维,认识到温度和溶剂量不变且溶液达到饱和时,表面上看溶质的量不再改变,但溶解和结晶同时在进行中,体系达到了动态平衡。为了达到这一教学目的,在溶液的形成一节中既要做物质溶于水的实验,还可以把人教版下册39页自制白糖晶体实验进行改进,配成过饱和溶液,并使之在封闭矿泉水瓶中进行,放置在教室几天中,让学生感受体系中各成分的浓度、百分含量维持不变,并不是说溶解过程停止了,而是室温下,饱和溶液中溶解与结晶存在着动态平衡。

四、定性与定量的思想

定性与定量是从不同的角度对事物进行研究,定性与定量是有机统一的,是认识混合体系的方法之一。溶液知识中“溶液的形成”从定性的角度初步认识溶液,同时从宏观和微观角度认识溶液的组成,为后续定量认识溶液打下基础;“溶解性与溶解度”本身就包含定性和定量两个方面,先从定性的角度认识物质的溶解性,并对影响溶解性的因素进行了定性分析,然后从定量的角度认识物质的溶解能力。学生对溶液浓度的定性认识可追溯到其生活中的感受,例如糖水的甜度,有色溶液的颜色深浅等;定量认识溶液浓度在数学学科的应用题中也有一定基础。生产生活中遇到的定量表示溶液组成的方法多种多样,“溶液的浓度”提供了从定量角度认识溶液组成的一种具体方法——溶质的质量分数,溶质的质量分数利用宏观物质的质量,计算溶质(部分)与溶液(整体)的质量比,以百分数的形式表征溶液的浓度。通过帮助学生建立定量表示混合物体系的一般思路,促使学生建立定性与定量的学科思想。

五、建立模型的思想

在溶解度概念的教学过程中,可以通过画图的方法建立物理模型。让学生先在纸面上画一杯特殊的饱和溶液,即一定温度,100g溶剂的某物质饱和溶液,再运用由特殊到一般的思想,将这杯特殊的饱和溶液的变化及性质推广到同一温度下、同一溶质饱和溶液的变化及性质。经过上述学习过程,学生在后续学习中遇到类似的问题,即使不用纸笔来画,也可以在头脑中迅速建立物理模型,找到解决问题的思路。

溶液知识中也建立了数学模型,例如:溶解度概念如果以比例的形式表示,本身就是数学模型。从溶解度表或溶解度曲线上查得溶解度,就马上可以得到该物质在某一温度下饱和溶液中溶质与溶剂(或溶液)的质量比。这一过程帮助学生建立了化学和数学结合的认知模型,达到了学生将概念内化为其知识结构并且从具体的知识点中提升学科思想的目标。

溶解度曲线用到了数形结合的思想。在固体溶解度的四要素中,溶剂质量100g,溶液达到饱和状态是两个定量。温度t是自变量,溶解度S是因变量,根据(t,S),在直角坐标系中连线,得到溶解度曲线,在建立了溶解度曲线的基础上,教师还要带领学生分析溶解度曲线上所对应的点、线、面所包含的含义。这个过程便是建立数学模型的过程,在实际的教学中也很有意思,学生因为在数学学科中已经学过了几种函数以及它们的图像,学生会问老师,这些溶解度曲线是哪种函数的曲线,所以不要低估了学生的能力,教师一定要给学生留下发展的空间,让学生有数形结合的思想,有建立数学模型的意识。

溶液知识承载了丰富的化学学科思想,教师备课时要首先提炼授课内容中所体现的学科思想,引导学生学习化学具体知识的同时,通过具体的教学活动,理解和掌握化学的学科思想和化学思维方法。初中化学是学生学习化学的起点,更要让学生看到其广阔的发展前景。化学学科思想的渗透,可以为学生的发展起引领作用。

(作者单位:安徽省铜陵县第三中学)

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