《物质在水中的分散》名师教案

2/2《物质在水中的分散》教学设计摘要：依据课程标准、教材以及学情，分析了“物质在水中的分散”的教学目标、重难点，设计了以“分散”为核心、遵循5个层级认识进阶的教学过程，逐步落实了在具体知识的学习过程中培养学生的化学基本观念。通过教学反思，指出了教学设计的特点在于：重视科学思维的核心观念，落实化学学科的学习方法，体现化学学科的育人功能。关键词：初中学生；化学基本观念；核心概念；分散；教学设计化学基本观念是指学生通过化学学习，在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学的总观性的认识，具体表现为个体主动运用化学思想方法认识身边事物和处理问题的自觉意识或思维习惯。学科观念凝聚着所在学科思想的精华，是学科知识体系中更本质的东西，处于核心的地位，也是学生应对复杂的、不可预测的问题时所必需的学科知识与技能的核心所在。初中化学教学中既要重视对化学基础知识和基本技能的教学，更要重视对学生化学基本观念的培养。现结《物质在水中的分散一节公开课为例，谈谈如何从整体出发，把握核心，培养学生的化学基本观念。一、课程标准、教材以及学情分析1.在化学课程中重视学生化学基本观念的形成，是精简教学内容，减轻学生过重的学习负担，提高学生问题解决能力的重要途径。“物质在水中的分散”是“常见的溶液”的起始内容，课程标准中有3条内容标准：（1）认识溶解现象；（2）能说出一些常见的乳化现象；（3）了解溶液在生产、生活中的重要意义。2.本节教材编写时从定性的角度初步认识溶液，其中涉及溶解过程，包括溶液的形成，物质的溶解、溶液的概念，溶解过程中的吸热和放热现象（能量变化）以及水溶液的某些性质等溶液的性质，其核心是“分散”。本节的具体内容分为三个标题：（1）溶解与乳化，（2）物质溶解过程中的能量变化，（3）水溶液的某些性质。从教材编写环节的展开可明显看到：一是以分散为核心观念展开的知识逻辑序；二是先直观显性（均一性、稳定性）后隐性（沸点升高、凝固点降低、导电性）的认识序；三是“从日常生活的疑惑出发，通过学习活动释疑，最终更高层次的回归生产、生活”的学生心理发展序。这样的编排是为了从定量的角度认识溶液以及从定性和定量的角度认识物质溶解性等内容提供了知识基础，当然也为深入学习分散系的有关知识做了准备。3．学生学生在学习本节内容时已经有了一定的基础和经验，也存在一定的认识不足，主要包括以下3点：（1）知识基础。溶液是学生在日常生活中常见的一类物质，如碘酒、红药水、紫药水、酒精以及一些日用调味品；溶解现象也是学生常见的一种现象，学生也曾经自己动手配制过溶液，如冲糖水、配盐水等，有一定的实际生活经验；在前面一个阶段的化学学习过程中，学生已经接触过一些试剂，例如澄清石灰水、稀盐酸、稀硫酸等，这些物质本身也都是溶液等等；以上这些都是学生进一步进行本节学习的知识基础。（2）心理特征。学生在看到形形色色的溶液，认识它们各不相同的性质，会产生好奇感，激发起探究的愿望，形成学习动机，而且“溶解与乳化”是来源于生产、生活，这也可以促进与维持学生的学习兴趣，这是学生进行本章学习的心理准备。（3）认识不足。学生对溶液和溶解现象缺乏深入的了解，不能从化学的视角去研究，未必能完全识别生活中常见的溶液，也未能从宏观和微观的角度认识溶解现象并寻求微观解释，以及不熟悉溶解过程中的现象、水溶液的某些性质等。二、教学目标与重难点1.教学目标（1）认识溶解现象，掌握溶液的概念和特征，知道乳浊液和悬浊液是不均一、不稳定的，了解溶液在生产和生活中的重要应用价值。（2）能说出一些日常生活中常见的乳化现象，知道乳化形成的乳浊液较均一、较稳定。（3）学会通过实验的方法来探究三种典型的分散过程（乳浊液、悬浊液和溶液），验证第四种分散方式——乳化，并学会寻求微观解释。（4）增强学生学习化学的好奇心和探究欲，体验化学美。2.教学重难点重点：（1）认识溶解现象，掌握溶液的概念与特征，了解乳浊液、悬浊液和溶液的本质区别；（2）了解乳化现象及其在生活中的应用。难点：（1）从微观上认识溶液的形成；（2）了解乳化与溶解的本质区别。三、教学过程设计丰富的实践活动、深入的分析和综合、正反两方面的比较和批判思维，以及核心概念的建立，有利于正确观念的形成。教学过程中通过“活动与探究”，让学生比较三种分散方式和结果，并借助于微观动画和图示，帮助学生认识溶解现象，掌握溶液的概念，并认识溶液的均一性和稳定性。同时，通过生活情境和实验验证，了解第四种分散方式和结果——乳化，借助于微观动画和图示了解乳化，并结合一些日常生活中常见的乳化现象，让学生知道乳化形成的乳浊液不均一，但较稳定，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。基于上述考虑，确定本节课以“分散”为核心的认识进阶层级（如图1所示）。图1“物质在水中的分散”认识进阶层级1、第一阶段：初识分散，回顾应用[创设情境]展示生理盐水、碘酒、喷洒的药液等图片，介绍其配制方法以及有关用途。[提出问题] 在日常生活中，为了达到某种用途，人们经常把某些物质分散到水中。现在请同学们交流一下，你还知道哪些物质分散到水中的事例和应用。[学生交流]洗衣粉分散到水中，可以洗涤衣服；牛奶粉分散到水中，饮用；……[设计意图]让学生感知身边多种多样的溶液，并通过已有知识解决问题，知道盐水是把食盐溶解在水中形成的，各种物质分散到水中有不同的用途，为课堂学习的开展提供学习情境，从而引入《物质在水中的分散》课题。2.[提出问题]根据生活经验，各种物质分散到水中会有一些什么现象？请你描述一下。[学生交流]固体消失、颜色改变、浮在水面上……[教师过渡]大家描述的现象完整吗？我们来做一做，看看与大家所说的是否相符？[设计意图]实验前的提问，有助于学生实验中仔细观察，并与所估计出现的现象作对比，从而培养学生的探究意识，养成学生明确实验目的良好习惯，避免走过场。[分组实验1]分组实验。取少量高锰酸钾、食盐、蔗糖、泥土、食用油，分别放入试管中，加入适量水，充分振荡，观察实验现象。放置一段时间后，再观察实验现象，将两次观察到的现象记录在表1中。表1几种物质在水中的分散现象实验内容实验现象①高锰酸钾加入水中②食盐加入水中③蔗糖加入水中④泥土加入水中⑤食用油加入水中[教师提醒]（1）操作要求：①高锰酸钾取1-2小粒，食盐、蔗糖、泥土分别取半药匙，食用油取3-4滴；②加入水的量大约占试管容积的1/4；③振荡试管里的液体时不要用力过大，以免液体溅出；④食盐、蔗糖固体分别有粗颗粒和细颗粒两种，实验时任意选择一种即可，如果同时选择，多选的一种要在编号为⑦和⑧的试管中进行。（2）观察要求：①各个试管刚开始振荡时看见液体中有什么?②继续振荡一段时间后有什么变化？③将试管静置一会儿又会看到什么？[学生交流]观察、交流、讨论5种物质分散到水中的现象。[设计意图]分组实验是有利于引发学生积极情感和学习主体性的活动过程，能培养学生动手能力，合作与探究意识，以及观察、对比分析的能力。实验后的交流是规范化学语言表达，强化学生的体验和感悟，培养严谨的科学态度。另外，食盐、蔗糖固体分别有粗颗粒和细颗粒两种，目的是为后续讨论“影响溶解速率的因素”作了准备。[提出问题]依据实验现象，你认为以上物质分散于水中所形成的分散体系可以怎样进行分类？你的分类依据是什么？[学生交流]学生交流分类结果，认识溶液与浊液在宏观现象上的不同。[教师小结]介绍3种典型分散：悬浊液、乳浊液和溶液，突出溶液是均一、稳定的混合物。同时，向学生介绍生活中的泥浆水、石灰浆等是悬浊液，牛奶、乳胶漆等是乳浊液，出示硫酸铜溶液、氯化铁溶液样品。并澄清以下认识：纯水不是溶液，溶液未必无色。[设计意图]引导学生从化学的视角,根据一定的标准(组成、性质等)对化学物质进行分类，培养学生在物质分类的实践中领悟“分类”方法的实质：一是分类的标准,二是分类的方法,三是如何运用分类的方法对化学物质进行分类[7]。这个过程中，引导学生从分散体系是否均一、稳定以及浊液中悬浮物的状态两个视角对分散系分类,可以使得学生明确分类的关键在于确定清晰的标准，从而培养学生的分类观。3.[提出问题]你能解释高锰酸钾、氯化钠、蔗糖在水中逐渐消失的原因吗？让我们一起走进微观世界，寻求解释。[学生活动]以“食盐加入水中”为例，搭建微观示意图，尝试画出氯化钠在水中分散前后的示意图（见图2）并解释物质溶解的本质。图2氯化钠的溶解微观示意图[教师点评]展示学生画出的微观示意图并点评。重点关注氯化钠是以什么微粒分散的、分散前后种类数目是否改变、分散后在水中是否体现均匀的特征等问题。[教师讲解]播放视频：氯化钠、蔗糖的溶解过程微观动画，引出溶解、溶液的概念以及溶质和溶剂的概念。[演示实验]碘溶于酒精、植物油溶于汽油。[教师总结]可以看出，形成溶液时，溶剂不一定是水。以水为溶剂的溶液称为水溶液。当然，溶液中的溶质不一定是一种。那么，]溶液、悬浊液、乳浊液有哪些区别和联系？[学生讨论]学生小组讨论后填写表2，并交流。表2几种分散体系的区别和联系分散体系分散微粒特征共同点溶液悬浊液乳浊液[提出问题]运用所学知识并结合资料1，如何理解溶液的均一性、稳定性？[资料1]物质溶解时，被溶解的物质是溶质，能溶解其它物质的物质是溶剂。在溶液、悬浊液、乳浊液中，分散在液体中的微粒大小是不同的，它们的性质也随之改变。在溶液中，溶质可以是固体、液体、气体，其微粒的直径一般不超过1nm（1nm=10-9m）；在悬浊液、乳浊液中，微粒的直径一般超过100nm。[学生交流]均一性：指溶液各部分的密度、组成、性质完全一样。稳定性：指在温度不变、水分不蒸发等因素不变的情况下，无论放置多久，溶质和溶剂也不会分离（即不会出现分层或沉淀现象）。[教师总结]溶液中被分散的物质已经达到单个的分子、离子的数量级，非常小，普通显微镜是看不到溶质存在的特征。所以，溶质可以顺利通过滤纸和半透膜，而悬浊液、乳浊液是许多分子的集合体，颗粒较大，不能通过滤纸和半透膜。可见，溶液是是一种“完美的分散”，具有均一、稳定的特征，这样的分散作用很大，用途很广。[图片展示]溶液的作用：氯化钠注射液、碘酒、无土栽培液等[教师总结]溶质以分子或离子的形式分散到水中，很容易渗透到动植物的细胞内，因而效果好。当然，化学反应在溶液中进行时，溶质就能充分接触，所以反应速率大大加快。[设计意图]化学基本观念来源于具体的知识，是具体化学知识在学生头脑中的提炼和升华[8]。通过学生画出氯化钠在水中分散前后的示意图，调动学生的已有的微观认识，并发挥想象，帮助学生实现由宏观到微观的理解，逐步走向深度学习。动画模拟，使学生对微观过程有直观的认识，更好的理解溶液的形成过程，帮助学生突破“从微观上认识溶液的形成”这一教学难点。有意识地启发学生认识一些非水溶液，为后续学习物质的溶解性埋下伏笔。补充资料能让学生理解分散质的粒子大小不同是导致所得体系性质改变的本质原因，进而让学生理解物质的溶解是“完美的分散”，并了解溶液在生产和生活中的重要应用价值，有利于形成化学科学价值观。4[提出问题]生活中洗洁精、洗发液、洗衣粉等可以洗去油脂的原因是什么？让我再来做一做，从化学的角度来分析。[分组实验2]在试管⑥中加入约1/4体积的水，用滴管向试管中加入3-4滴食用油和7-8滴洗洁精，用橡皮塞塞紧试管，振荡片刻，静置，观察实验现象，并与实验1中的试管⑤中的实验现象进行比较，并汇报实验结果。[提出问题]本实验中形成的液体能不能称为溶液呢？乳化与溶解有什么区别？[播放视频]乳化剂分子的运动和乳化作用，洗发剂去油脂示意图。[学生交流]讨论后回答[教师总结]乳化后仍然是乳浊液，只不过小液滴在乳化剂的作用下，变得更小了，分散相对均匀了一些，短时间不会分层，相对稳定了一些。这样的分散与溶液相比，虽然不是彻底的分散，但相对来说，还是比较均一、比较稳定的，可以说，这也是一种“比较完美的分散”，这种现象得益于化学学科的不断发展所作的贡献。因而乳化现象在生活、生产中也有着广泛的应用（图片展示：乳化现象在生产、生活中的广泛应用）。[设计意图]从学生熟悉的生活事例出发，让学生感受到化学来源于生活，作用于生活，从而激发学生学习知识的主动性。引导学生将理论应用于生活实际中，并比较溶解与乳化现象的不同，更形象地理解乳化的微观原理，了解乳化现象在生活中的应用。5[提出问题]在许多情况下，人们希望能较快地在水中溶解某些固体物质。怎样才能达到这一目的呢?请你结合生活、学习体会，提出建议并进行探究。[学生实验]学生思考后进行实验，分别选择食盐或蔗糖的粗颗粒和细颗粒，在编号为⑦和⑧的试管中进行实验。[学生交流]讨论后回答[教师总结]溶解时不断搅拌或振荡，将固体研成粉末，用热水溶解。[提出问题]通过本课学习，并结合资料2，你对“分散”有了哪些认识？还有哪些疑问？[资料2]把一种（或多种）物质分散在另一种（或多种）物质中所得到的体系，叫做分散系。广义的溶液是由至少两种物质组成的均一、稳定的混合物，溶质和溶剂都可以是固体、液体、气体；而狭义的溶液中溶剂为液体。物质溶解于水的过程中发生了两种变化：一是溶质的分子（或离子）向水中扩散，这一过程吸收热量；二是溶质的分子（或离子）和水分子作用，生成水合分子（或水合离子），这一过程放出热量。溶质不同，这两种过程吸收和放出的热量不同，从而使溶液的温度发生不同的变化。[学生交流]讨论后回答[教师总结]今天学习了物质在水中的分散，让我们认识到分散质粒子大小不同导致了溶液与浊液的性质差异。今天研究物质在分散过程中产生的这些现象都是可见的、显性的。其实，还有一些不易直接观察的、隐形的现象，需要借助其它实验来研究物质分散后的特性，有待我们下一课继续学习。[设计意图]帮助学生巩固物质在水中的分散、溶解与溶液的相关知识，并适度拓展分散的知识，使溶液的概念广义化，也为今后学习物质的分散系奠定了基础。在总结本课知识的同时，提升对“分散”的理解，并指出分散过程中还有其它现象，为第2课时的学习留下悬念，激发学生进一步学习的热情。[附]板书设计见图3图3“物质在水中的分散”板书设计1.重视科学思维的核心观念在中学化学教学中倡导“观念建构”的教学，更重要的是引导教师在教学中要从整体出发，把握本质，而不要过分关注细节；要超越具体事实，引领学生通过深刻思考和积极反思，从本质上认识和理解所学化学知识。本课紧紧抓住“分散”这一核心逐步展开教学，重视培养学生的分类观、微粒观、实验观、科学价值观等基本观念，教学过程中的认知逻辑包括5个进阶层级：第一，初识分散，回顾应用。从学生生活经验开始，引导学生聚焦对分散的关注，了解物质分散在水中的事例和应用。第二，比较分散，归类分析。通过实验的方法探究三种典型的分散过程，并引导学生比较和分析，对分散的结果进行分类、分析，抓住物质分散后的宏观特征，突出溶液是均一、稳定的混合物。第三，理解分散，揭示本质。对核心概念的理解是观念形成过程的中心环节。通过学生画出氯化钠在水中分散前后的示意图以及播放“物质的溶解过程”视频动画，帮助学生深入理解核心概念“溶解”，形成溶液概念，了解乳浊液、悬浊液和溶液的区别和联系，突出溶液是一种“完美的分散”——物质以分子或离子的形式均匀分散到另一种物质中的过程，从而理解溶液具有均一、稳定的特征。第四，再识分散，了解乳化。通过对洗衣粉洗去衣污、洗发剂洗去油脂的反思，为了使某些“不完美的分散”达到相对更好的效果，引入“乳化”，通过乳化作用改变了原来乳浊液的有关特性，实现了被分散的物质颗粒相对更细小，分散后的混合物相对更均匀、更稳定，这是人们改造物质的又一个途径。第五，总结分散，凸显观念。拓展了对“分散”的认识和应用，让学生理解分散质的粒子大小不同是导致所得体系性质改变的本质原因。2.落实化学学科的学习方法初中化学中基本观念的养育要以渗透和初步体会为主。本课教学中注重设计有效的学习活动，关注学生的有效学习方法，在活动中渗透基本观念，让学生在活动中体会、感悟基本观念。本课主要落实了化学学科的2种学习方法：第一，实验探究。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学学科的学习方法离不开实验和科学探究。教学中，对于三种典型的分散过程以及乳化现象