内容正文:
课题 1 初探溶液 - 第二课时(教学设计)
课题
课时安排
核心
素养目标
化学观念:认识溶解的热量变化及溶液饱和状态,建立溶液动态变化的物质观。
科学思维:通过对比实验、现象分析,归纳溶液转化规律,培养逻辑推理能力。
科学探究:自主完成溶解吸热放热、溶液饱和状态探究实验,掌握基础探究方法。
科学态度与责任:严谨开展实验操作,感知溶液知识的生活应用,树立学以致用的科学理念。
重点
和难点
教学重点:物质溶解过程中的吸热、放热现象;饱和溶液与不饱和溶液的概念及相互转化方法。
教学难点:从微观角度理解溶解的热量变化本质;精准区分饱和、不饱和溶液与浓、稀溶液的关系,突破学生对溶液状态认知的片面性,厘清概念易错点。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
导入新课
生活中处处有溶液溶解现象,夏天自制冰水饮品时,加入硝酸铵固体水温会快速降低,冬天手部干燥涂抹甘油水溶液会自带温热感。上节课我们认识了溶液的组成与特征,今天聚焦溶解过程的隐藏变化,探究不同物质溶解的热量差异,以及物质溶解是否存在限度,解锁溶液的深层奥秘。
以任务式探究活动为核心,结合生活现象与分组实验,层层递进突破重难点。落实四维核心素养,让学生在动手实践中建构知识,实现从现象观察到本质认知的深度学习。
讲授新课
(一)任务一:回顾旧知,铺垫新知——夯实溶液基础认知
本任务旨在引导学生系统回顾上节课所学溶液基础知识点,为本节课溶解过程的变化探究做好知识铺垫,搭建新旧知识衔接桥梁。教师不直接复述知识点,而是通过创设问题情境,引导学生自主梳理、主动回顾,培养学生知识梳理与归纳能力。
教师引导学生自主思考并梳理核心问题:什么是溶液?溶液的基本特征有哪些?如何区分溶液中的溶质和溶剂?生活中常见的溶液有哪些,其溶质、溶剂分别是什么?学生以个人独立思考、同桌互助补充的形式完成知识回顾,随后主动发言分享梳理结果。
学生梳理总结:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物叫做溶液;溶液具有均一性、稳定性、混合物三大基本特征;被溶解的物质叫做溶质,能溶解其他物质的物质叫做溶剂,常见溶剂以水为主。生活中的蔗糖水、食盐水、医用酒精等均为常见溶液。
教师针对学生的回答进行补充完善,纠正认知偏差,强调易错知识点:溶液的均一性是指溶液中各部分的组成、性质完全相同,稳定性是指外界条件不变时,溶质和溶剂不会自动分离;溶液不一定是无色的,硫酸铜溶液为蓝色、高锰酸钾溶液为紫红色,打破学生“溶液都是无色透明”的固有认知。
在夯实旧知后,教师顺势衔接新课:我们已经掌握了溶液的定义、特征和组成,知道物质可以溶解在水中形成溶液,但物质在溶解的过程中,除了宏观上的分散溶解现象,是否会伴随其他变化?物质能否无限制地溶解在一定量的水中?以此引发学生深度思考,自然过渡到本节课核心探究内容。
(二)任务二:探究物质溶解时的热量变化——感知溶解的能量变化
本任务是本节课核心探究任务之一,聚焦物质溶解过程中的吸热、放热现象,以分组实验为载体,让学生通过动手操作、直观观察、数据感知,自主总结不同物质溶解的热量变化规律,落实科学探究与化学观念核心素养。
教师明确本任务探究目标:通过对比实验,探究氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠三种不同固体物质溶于水后溶液温度的变化,区分溶解吸热、放热、温度基本不变的三种情况,并初步感知热量变化的微观本质。同时强调实验规范操作要求,明确小组分工,每组设置操作员、记录员、观察员、发言人,确保人人参与实验探究。
教师介绍实验器材与药品:烧杯、玻璃棒、温度计、托盘天平、蒸馏水、氯化钠固体、硝酸铵固体、氢氧化钠固体。同时着重强调实验安全注意事项:氢氧化钠固体具有腐蚀性,取用和溶解过程中避免接触皮肤;温度计不能用于搅拌液体,防止玻璃泡破损;实验后及时清理仪器,规范回收药品。
学生分组开展探究实验,严格按照实验步骤操作:首先取三只规格相同的洁净烧杯,分别加入等体积、常温下的蒸馏水,用温度计测量初始水温并记录数据;随后分别向三只烧杯中加入等质量的氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠固体;用玻璃棒匀速轻轻搅拌,直至固体完全溶解;待溶液稳定后,再次测量每杯溶液的温度,对比溶解前后的温度变化,详细记录实验现象与数据。
实验完成后,各小组整理实验数据,讨论分析实验现象,形成小组实验结论。各小组依次展示实验结果:氯化钠固体溶于水,溶液温度与初始水温基本一致,无明显变化;硝酸铵固体溶于水,溶液温度明显下降,手感冰凉;氢氧化钠固体溶于水,溶液温度显著升高,手感温热。
教师汇总全班实验结果,统一实验结论:不同物质溶于水的过程中,伴随的热量变化不同。部分物质溶解时吸热,使溶液温度降低,典型物质为硝酸铵;部分物质溶解时放热,使溶液温度升高,典型物质为氢氧化钠;少数物质溶解时吸热和放热程度相近,溶液温度无明显变化,典型物质为氯化钠。
在学生掌握宏观现象后,教师引导学生从微观角度探究本质,突破教学难点。教师讲解物质溶解的两个微观过程:一是溶质的分子或离子在水分子作用下,克服自身微粒间作用力,向水中扩散,这一过程需要吸收热量;二是溶质微粒与水分子结合,形成水合分子或水合离子,这一过程会放出热量。
学生结合微观过程自主分析热量变化原因:当扩散吸热大于水合放热时,整体表现为吸热,溶液温度降低;当扩散吸热小于水合放热时,整体表现为放热,溶液温度升高;当扩散吸热与水合放热大致相等时,溶液温度基本保持不变。通过宏观现象结合微观本质,帮助学生建立宏观辨识与微观探析的化学思维。
随后教师链接生活实际,拓展知识应用:生活中自制冷敷冰袋利用硝酸铵溶解吸热的原理,快速降低温度;部分自热简易饮品、热敷贴利用碱性物质溶解放热原理实现升温,让学生感知化学知识的实用价值,落实科学态度与责任素养。
(三)任务三:探究物质溶解的限度——建构饱和与不饱和溶液概念
本任务是本节课重难点核心内容,通过梯度化探究实验,让学生直观感知物质溶解具有一定限度,自主建构饱和溶液与不饱和溶液的核心概念,区分二者本质特征,培养学生科学探究与逻辑思维能力。
教师抛出探究问题,引发学生思考:一定量的水中,能否无限制溶解某种固体溶质?温度的变化、溶剂的增减是否会改变物质的溶解限度?引导学生结合生活经验猜想,大部分学生根据冲糖水的生活经验,猜想一定量的水不能无限溶解蔗糖、食盐等固体。
教师引导学生设计对照实验,验证猜想,各小组自主设计实验方案,教师点评优化后,确定统一实验方案:取洁净烧杯加入适量常温蒸馏水,分批少量加入硝酸钾固体,每次加入后充分搅拌,观察固体是否完全溶解,直至烧杯底部出现未溶解的固体颗粒。
学生分组实验操作:向20mL常温蒸馏水中,分次加入硝酸钾固体,持续搅拌。初始加入的硝酸钾固体快速完全溶解,多次添加后,部分硝酸钾固体无法继续溶解,静置后沉积在烧杯底部。学生观察到明显实验现象,验证猜想:一定温度、一定量的溶剂中,物质的溶解是有限度的。
教师结合实验现象,引导学生自主归纳概念,逐步建构核心知识。在学生充分观察、思考的基础上,明确饱和溶液与不饱和溶液的定义:在一定温度下、一定量的溶剂里,不能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。
教师着重强调概念中的两大关键条件,破除学生认知误区:饱和溶液和不饱和溶液的界定必须限定“一定温度”和“一定量溶剂”两个条件,两个条件缺一不可。脱离条件谈论溶液饱和状态没有意义,为后续溶液转化学习埋下伏笔。
为深化学生对概念的理解,教师组织拓展探究实验:针对上述底部残留硝酸钾固体的饱和溶液,分组开展两组对照实验。第一组向饱和硝酸钾溶液中加入适量蒸馏水,充分搅拌,观察底部固体变化;第二组对饱和硝酸钾溶液进行加热,观察固体溶解情况。
学生观察实验现象:加入蒸馏水后,未溶解的硝酸钾固体继续溶解;加热升温后,底部残留的固体也逐渐完全溶解。学生通过现象分析得出:增加溶剂、升高温度可以使原本饱和的硝酸钾溶液变为不饱和溶液。
教师继续引导学生反向探究:如何将不饱和溶液转化为饱和溶液?学生结合上述实验反向推理,再次通过实验验证:向不饱和硝酸钾溶液中持续加入硝酸钾固体,直至固体不再溶解;对不饱和溶液恒温蒸发适量溶剂;降低不饱和溶液的温度,均可实现不饱和溶液向饱和溶液的转化。
各小组汇总实验结果,归纳总结饱和溶液与不饱和溶液的相互转化规律。教师梳理完善转化方法,明确绝大多数固体溶质溶液的转化关系:不饱和溶液通过增加溶质、恒温蒸发溶剂、降低温度转化为饱和溶液;饱和溶液通过增加溶剂、升高温度转化为不饱和溶液。同时补充特殊情况,氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,其饱和溶液升温会析出晶体,以此规避知识漏洞。
(四)任务四:辨析易混概念——区分饱和、不饱和溶液与浓、稀溶液
本任务针对学生高频认知误区设计,解决学生容易混淆的两组概念,培养学生严谨的科学思维,突破本节课教学难点,让学生精准掌握不同溶液概念的界定标准。
教师提出思辨问题:饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液吗?引导学生结合实验现象和已有知识展开小组辩论、深度讨论。学生结合之前的实验发现,常温下硝酸钾饱和溶液溶质含量较高,浓度较大,但部分微溶物质的饱和溶液溶质含量极低。
教师通过演示实验直观验证:常温下,配制饱和氢氧化钙溶液和不饱和浓蔗糖溶液。学生观察现象:饱和氢氧化钙溶液溶质极少,溶液清澈透明,属于稀溶液;不饱和的浓蔗糖溶液溶质含量高,味道浓郁,属于浓溶液。
学生通过直观现象自主总结核心结论:溶液的饱和、不饱和是依据“能否继续溶解溶质”判断,属于溶液状态的定性判断;溶液的浓、稀是依据“溶质含量多少”判断,属于溶液浓度的定量描述,两组概念无必然对应关系。
教师进一步梳理易错知识点,强化认知:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液;但在相同温度下,同种溶质的饱和溶液一定比其不饱和溶液的浓度大。该结论是溶液相关题型的核心考点,帮助学生厘清概念逻辑,规避解题误区。
本节课全程采用任务驱动式教学,摒弃传统灌输式授课,将核心知识点拆解为梯度化探究任务。从生活情境导入,激发学生探究兴趣,衔接新旧知识;通过分组实验、现象观察、小组讨论、归纳总结等环节,让学生全程参与知识建构。聚焦学生主体地位,兼顾基础认知与能力提升,既落实溶解热效应、饱和溶液核心知识,又培养学生实验操作、逻辑分析、合作探究能力。同时结合生活实际应用,让学生体会化学源于生活、服务生活,落实科学态度与责任素养,精准突破教学重难点,规避概念认知误区。
作业布置
完成分层作业
教学反思
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