“一定物质的量浓度溶液的配制”的教学价值(二)

 
 教师介绍容量瓶的结构。学生观察容量瓶：容量瓶为细颈、梨形瓶，有一刻度线，有磨口玻璃塞，标有容积和温度。
 教师提出新的问题：容量瓶为什么要制成细颈？为什么在容量瓶上标有温度？
 学生探究：容量瓶的刻度线在细颈处可以减少误差。标明温度是为了防止热胀冷缩造成的误差。并在老师的指导下对初步方案进行修正：将称取的碳酸钠倒入容量瓶中，再加水。或倒入烧杯中，加适量水溶解，再转移到容量瓶中，加水到刻度线，振荡。
 然而，在教师的演示下，按实验步骤进行实验。在实验过程中，分步提出相应的问题并组织学生讨论解决，比如，提出如何溶解？怎样将溶液转移到容量瓶中？转移后的实验操作及其理由？一次性用100mL洗涤再转移和分次用25mL洗涤再转移，应选用哪种方法？容量瓶需要检漏吗，什么时候进行？各步操作可能造成什么误差等。
 该设计尊重了学生学习基础，充分发挥原有知识的生长点作用，把演示实验改为改探究边演示边分析误差的师生共同探究学习的过程，巧设探究情境，紧紧抓住学生学习的积极性， 从而较好地实现了巩固“物质的量浓度”的概念，获得配制“一定物质的量浓度溶液”的实验知识和操作技能，学会运用观察、实验等手段获取信息，对实验中的操作提出质疑，比较积极在参与实验探究，认识到定量实验的严密性和误差分析的重要性等三维教学目标。
 不难发现，该教学设计仍囿于知识与技能的传授层面上，只是在传授方法中引入边实验探究边分析实验操作，通过质量分数溶液的配制来发展新浓度配制，引导学生探究、试误加深认识等教学方法上有所突破。
 三、课程标准指导下“一定物质的量浓度溶液的配制”的教学价值分析与实践
 我认为，“一定物质的量浓度溶液”的配制与学生已有的“一定质量分数溶液”的配制存在着知识继承关系，把后者作为学习前者的知识生长点实现有效的类比迁移是符合化学教学规律的，但仅仅限于继承还不够，尚有潜隐的教学价值还有待于发掘。继承是为了创新，在该实验学习过程中，在教师的组织下，学生完全可以自主探究实现溶液配制，一定物质的量的溶质是如何获得的，怎样实现溶液体积的控制，为了达到溶质完全转移到溶液中，怎样来设计实验操作等问题，并在问题解决中感受发展和创新的快乐。另外，实验中的重要仪器容量瓶也是一个难得的创新设计的例子，对引导学生认识实验仪器的设计，有助于学生认识到实验仪器是为实验目的服务的，并不是一成不变，而是根据实验需要创造出来的，对激发学生创新欲望，初步学习为了达到一定实验目的创新实验仪器可以采取哪些方法提供教学素材。因此，我们还应认识到本节教学内容还潜隐着创新这一宝贵的教学价值。
 为了实现这一教学价值，我设计的教学方案如下：
 （一）学习背景分析
 “一定物质的量浓度溶液”的配制是高中化学第一个定量实验，既要求学生掌握配制的原理，又要掌握配制的操作及其流程，其中还应涉及到仪器的选择、实验因素的控制。在教学中，往往是通过教师讲解示范，学生模仿来学习。一般是在学完“物质的量浓度”概念后要求观察老师进行演示实验，再到实验室自主实验。
 然而，学生做化学实验，往往存在着照方抓药的不良习惯，实验效果差，即使是新手做过的实验，也难以形成有条理的记忆。其原因是多方面的，但实验过程中缺乏必要的反思，对实验知其然不知其所以然，没有把实验操作“升华”是重要原因。
 事实证明，这种教学模式侧重于实验本身，然教学效果仍然不理想。在实验室里，学生还得“照方抓药”，对已观察过的操作步骤和操作要领难以自如运用，实验完毕后，也很难说出完整的实验步骤和实验仪器，对实验中存在的误差分析更不到位。
 看来，必须改变业已形成的教学策略，在实验教学过程中，引导学生反思实验原理、反思操作背后的理由，从更深层次体现教学价值。
 根据化学课程标准，我们需要从三个维度来认识教学目标，需要从化学知识载体所承载的过程与方法来认识其教学价值。
 （二）教学目标
 1、知识与技能目标：根据物质的量浓度的概念和配制一定质量分数溶液来类比迁移学会“一定物质的量浓度溶液”的配制。能正确辨认容量瓶及其设计原因，初步学会溶液配制的实验操作和误差分析。
 2、过程与方法目标：分析质量分数溶液的配制的实验用品和实验操作步骤来领会溶液配制需控制哪些因素，分析定量实验精确度的影响因素，在模仿与自主探究的技能学习过程中学会配制溶液的方法。在容量瓶设计分析过程中初步学习实验仪器的创新设计原理。
 3、情感态度与价值观目标：在师生共同探究“一定物质的量浓度溶液”的配制过程中，经历实验步骤的设计、实验仪器的创新设计、定量实验的精确度控制和操作过程中的误差分析等思维，体会到配制溶液的严谨性，从而有助于严谨思维与创新思维等科学素养的养成。
 （三）目标达成片段
 师：让大家回顾物质的量浓度的概念，现要配制1mol/L250mL的氯化钠溶液，需要溶质质量是多少？
 教学意图：反思物质的量浓度，让学生理解配制该溶液时需要确定溶质质量和溶液体积两个关键。通过计算溶质质量，巩固物质的量浓度的简单计算，明确配制物质的量浓度尽管涉及到溶质的物质的量，但需要转化成宏观中的质量才能进行实验。
 师：根据大家计算，我们本节课重点解决怎么配制这种溶液。为此，请大家先回顾初中学过的“一定溶质质量分数溶液的配制”的步骤，需要用到哪些仪器？应怎样配制？请以配制100g10%的氯化钠溶液为例说明。
 生：用天平称取10g氯化钠放在烧杯中，用量筒量取90mL水倒入，用玻璃棒搅拌到完全溶解即可。
 教学意图：帮助学生回顾，为配制一定物质的量浓度的溶液作比较。
 师：可见，配制溶液需要用到的仪器取决于配制原理。根据物质的量浓度的定义，请大家想一想需要确定哪些物理量？
 生：溶质的物质的量，在转化成宏观的物质的质量才能用天平进行称取，还要确定溶液体积。
 师：与质量分数不同的是，本实验需要确定溶液而不是溶剂的体积。请大家设计一下，怎样做才能确定溶液体积？
 生：自主讨论。
 师：归纳大家看法，需要一个仪器，应能满足以下要求：确定体积、精密度高、能平稳放在桌上。拥有较大的容积的现有仪器如烧杯，但精密度不高；要求精密度高就必须是颈细，如量筒、温度计等，怎样实现以上功能？
 生：各取其长，交流设计方案。归纳设计新仪器应具有如下特点：容量大，底平稳，颈细，只需一个刻度，在一定温度下精确度高，可以分别集烧瓶、烧杯、量筒的特点于一身。
 教学意图：学生在熟悉的实验仪器寻找各自优点，自主讨论设计新实验仪器的途径，形成实验仪器是人们根据实验需要而设计的，激活创新。
 师：展示容量瓶实物，请学生观察。肚大颈细长可以满足以上要求，容积精密度与颈的精细关系密切，你还有什么发现？能解释吗？
 生：只一条刻度线。因为配制溶液往往是固定体积，而不是可变体积。
 生：标有温度。温度不同溶液的密度不同，体积会发生变化。要求配制溶液要在仪器规定的20℃进行。
 生：……
 师：请大家观察演示实验，观察后与一定质量分数的溶液配制实验进行比较提出自己的问题。演示实验（略）。
 生：质量分数溶液配制时就在烧杯中进行，溶解完即完成实验，本实验为什么不在容量瓶中直接配制？为什么要洗涤烧杯？为什么在烧杯中溶解后还要冷却到室温？向容量瓶加水时为什么不直接加到刻度线？
 师：要求学生模仿教师演示实验边自主实验边讲解分析。
 教学意图：模仿是动作技能学习的有效方法，边模仿边实践，边讨论边实践相结合，有利于实验动作技能的学习和实验原理的理解。
 师：大家做完实验，能否说清实验的每一个步骤？每一个实验操作用到什么仪器？有哪些操作要领？其理由是什么？
 生：多数学生能正确解决上述问题。
 师：根据配制过程中的第一个步骤，请你想一想哪些操作环节的错误操作会引起实验误差？实验误差如何分析？
 生：具体分析略。
 （四）教学反思
 从教学效果来看，经过学生问题提出、情景回顾、相互交流和动手实验，问题逐个得到解决，实验步骤一清二楚，印象深刻。
 教师的讲解、演示是必要的，但要让学生深刻领会，还需要激发学生内省力。只有来自学生内省的，才是稳定持续的，才能真切地理解。
 物质的量浓度的配制，不能仅当作是一个实验或一个技能来看。还应看到这个载体所承载的方法教育的功能。从质量分数的配制到物质的量浓度的配制，有许多不同处，每一个不同处都反映了根据概念要求而变的方法论，其中，控制哪些变量、如何控制变量、实验误差及其控制都是定量实验的共性。
 传统教学往往把教学关注点集中到化学知识的传授上，而忽略化学知识教学的内在价值。比如，“一定物质的量浓度溶液”的配制实验教学，从化学角度来看，其教学价值在于学生能配制符合要求的溶液，但如果学生今后不从事化学有关的工作，那么，很有可能这一技能就失去用武之地。我们认为，学习化学知识和技能是学生成长的载体，化学教学是面向全体学生，除了知识与动作技能本身，还需要能体现出其内在的教学价值。本节课，我们发掘了容量瓶的设计为载体，重在过程和方法，来不是简单的实物呈现，从而激发学生创新并提供一种创新方法；发掘了溶液配制从原理到仪器选择到操作理由，从而把动作技能学习融入原理理解中，体现了教学价值，实现三维教学目标。
 结语：学生头脑不是一只杯子，等待着老师来灌注，而是一把还未点燃的火炬，需要老师用智慧来引燃智慧。对化学知识的不同解读，教学价值的不同理解，将导致不同的课堂教学目标。“一定物质的量浓度溶液”配制的教学既可以停留在知识与技能层面上，也可以在方法与过程的层面上有所突破，还可以在激发学生创新提供良好的教学素材，带领学生体验化学中的创新快乐。
 
 参考文献：
 1．王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学1、化学2[M]. 南京：江苏教育出版社，2006.
 2．浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见[M].杭州：浙江教育出版社，2007，6
 3．教育部.全日制普通高级中学化学教学大纲[M].北京：人民教育出版社，2002
 4．教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003
 5．王静霞等. “一定物质的量浓度溶液的配制”的创新教学设计[J].化学教学2008年第1期

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