“物质的量浓度”探究式教学设计

宿迁高等师范学校(223800)赵芬

1教学设计

1.1设计理念

以学生为中心，以自主探究为主线，打破传统教学模式，研究提出自主探究式教学模式，注重解决问题的方式、方法、过程，让学生自主发现问题、体验问题、直面问题，提高学生自主解决问题的能力。

1.2教学目标

1.2.1知识与技能

(1)了解物质的量浓度概念及应用。

(2)掌握配制一定物质的量浓度溶液的操作方法与技能。

1.2.2过程与方法

(1)通过设计和完善一定物质的量浓度溶液的配制过程，提高实验设计能力；

(2)通过探究、总结，培养学生设计实验方案和选择实验仪器的能力。

1.2.3情感态度与价值观

(1)在问题探究过程中，养成良好的解决问题的积极的态度。

(2)在设计完成实验的过程中感受自主学习的快乐和成功的喜悦，增强学生对学习的反思和自我评价能力。

1.3教学重难点

(1)重点：物质的量浓度的概念、一定物质的量浓度溶液的配制方法。

(2)难点：一定物质的量浓度溶液的配制方法。

1.4教学思路与教学过程

1.4.1思路

在科学实验及工农业生产中经常要用到溶液，在初中化学中介绍了用溶质的质量分数来表示溶液的组成。而在实际取用溶液时，为了方便往往不是称量它的质量，而是量取它的体积。在化学反应中，各种物质之间的物质的量之比可直接由化学方程式中的化学计量数得出。如果知道了一定体积的溶液中所含的溶质的物质的量，对于计算化学反应中各物质之间量的关系是非常便利的，对生产和科学研究也有重要意义。

1.4.2推导

质量分数(%)＝溶质的质量(g)溶液的质量(g)×100%

溶质的质量→溶质的物质的量，溶液的质量→溶液的体积，得出一个新的表示溶液组成的物理量——物质的量浓度。

2教学过程

2.1基本概念

(1)定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量 ，叫做溶质B的物质的量浓度。

(2)符号：CB。

(生)根据物质的量浓度的定义，探讨CB的数学表达式及单位。

(3)数学表达式：CB=nBV

(4)常用单位：mol/L 或 mol/m3。

2.2巩固练习

(1)用0.5 molNaOH配成500 ml溶液，其浓度为 mol/L，取出5 ml该溶液，其浓度为mol/L。

(2)要配制250 ml 0.4 mol/L的NaCl 溶液需要NaCl的质量是多少？

师评讲：设置问题情境，推进学生思维发展。

提出问题：现在假设给出了5.85 g的NaCl，下面怎样才能配制出250 ml 0.4 mol/L的NaCl 溶液呢？

学生自由讨论：自主发挥想象，激发学习热情。

师：从NaCl 溶液组成来看，得到这样的溶液，需要5.85 g的NaCl和一定量的水，最后溶液的总体积达到250 ml。根据已有数据，能否计算得出所需水的量？

生：不能。

师：那么，怎样才能得到250 ml溶液呢？

生讨论：在一种带有刻度的容器中加入5.85 g的NaCl和一定量的水，最后溶液的总体积达到250 ml即可。

师：目前，我们所知的带有刻度的容器有哪些？

生：烧杯、试管、量筒等。

师：用这些容器来配制250 ml的溶液，是否准确、恰当？烧杯口径太大，使得溶液的体积不精确。试管、量筒 口径太小，容量太小，不能满足实际需求。

根据烧杯、试管、量筒几种容器的特点，你们能否自己设计出符合这个实验需求的容器？它应该具有什么样的特点？

生：仔细思考，设计出细颈（便于精确标定体积）、大肚（容量大）、平底（便于放置）这样一个初具容量瓶特点的容器。

教师及时给予肯定，维护学生的创造热情。展示：1只250 ml容量瓶。

生：观察容量瓶结构，思考其上所标的20 ℃的意义。

师：这样一种容器，正符合大家的设计理念，我们把它称作容量瓶。它的细颈上有250 ml的刻度线，大肚上标有250 ml和20 ℃的字样。大家能解释所标20 ℃的意义吗？

生：20 ℃指的是室温条件。物质的体积会受到温度的影响——热胀冷缩。

教师总结、强调：由于物质的体积会受到温度的影响——热胀冷缩，所以为了使溶液体积较为精确，加入容量瓶的溶液必须是20 ℃左右。

2.3归纳总结

（1）一定物质的量浓度溶液的配制所需主要仪器为容量瓶，其特点为：①形状:细颈，梨形，平底的玻璃瓶；②构造:瓶上标有容积，温度，颈部标有刻度线；③常用规格：100 ml，250，500 ml，1000 ml等。

(2)使用容量瓶之前要检查是否漏水，方法为：

加水→倒立→观察→瓶塞旋转180 ℃→倒立→观察。

(3)容量瓶只能用作配制的量具，不能在其中直接溶解或稀释固体或浓溶液，不能将热的溶液倒入，不能作为反应器，也不能长期存放溶液。

3一定物质的量浓度溶液的配制

确定了所需NaCl的量和合适的容器，下面具体该如何操作呢？能不能向容量瓶中直接加入5.85 g的NaCl和一定量的水，使溶液的总体积标到250 ml呢？

生:不能/能。

教师鼓励学生积极争辩，可适当给出提示：物质的溶解过程多伴随热量的变化。

生：应该把NaCl先在小烧杯中溶解，待温度恢复至室温（20 ℃左右），再装入容量瓶中，最后加水至刻度线即可。

师：那么，怎样才能使所配溶液的浓度尽可能精确呢？

生：NaCl的量称量要准确；尽可能全部装入容量瓶中。水的量：体积标定要精确。

师：鼓励学生根据以上讨论，初步设计实验步骤：计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容。

师：对大家的设计给予肯定，鼓励一名学生根据大家设计的实验步骤，动手操作实验。

在学生操作过程中，适时提出问题：①加多少的水溶解为宜？

②怎样转移溶液才不容易把溶液洒到外面？

③怎样才能使容量瓶中的溶液浓度比较均匀？

完成操作，其余学生评价。根据以上学生操作，完善配制步骤。

3.1配制流程

一定物质的量浓度溶液的配制主要步骤：

(1)计算：n(NaCl)=0.4 mol/L×0.25 L=0?1 mol，

则m(NaCl)=0.1 mol×58.5 g/mol=5.85 g。

(2)称量：（复习天平的使用）。

(3)溶解：在烧杯中用适量蒸馏水使之完全溶解（注意：应冷却，不可在容量瓶中溶解）。

(4)转移: 用玻璃棒引流。

(5)洗涤：移入250 ml容量瓶，洗涤烧杯和玻璃棒2～3次。

(6)定容：加水到接近刻度1～2 cm时，改用胶头滴管加水到刻度。

(7)摇匀。

(8)装瓶：装入试剂瓶，贴标签。

学生思考：①定容时俯视或仰视刻度线，对溶液的浓度有何影响？

②如何从上述0.4 mol/L的NaCl 溶液获得0.1 mol/L的NaCl 溶液？

师生共同分析、总结:

俯视刻度线，实际加水量未到刻度线，使溶液的物质的量浓度增大；仰视刻度线，实际加水量超过刻度线，使溶液的物质的量浓度减小。

3.2课内练习

欲配制1 mol/L的氢氧化钠溶液250 ml，完成下列步骤：

（1）用天平称取氢氧化钠固体 g。

（2）将称好的氢氧化钠固体放入中加蒸馏水将其溶解，待后将溶液沿移入 ml的容量瓶中。

（3）用少量蒸馏水冲洗次，将冲洗液移入中，在操作过程中不能损失点滴液体，否则会使溶液的浓度偏（高或低）。

（4）向容量瓶内加水至刻度线时，改用小心地加水至溶液凹液面与刻度线相切，若加水超过刻度线，会造成溶液浓度，应该。

（5）最后盖好瓶盖，，将配好的溶液移入中并贴好标签。

3.3小结

(1)物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数一样，都是用来表示溶液组成的，但在应用中物质的量浓度有很多方便之处。在实际应用中还有其它的表示溶液组成的方法。

(2)物质的量浓度=溶质的物质的量(mol)溶液的体积(L)

(3)配制物质的量浓度溶液的操作步骤：计算、称量（或量取）、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀（储存）。

3.4课后作业

(1)某同学用容量瓶配制溶液，加水时不慎超过了刻度线，他把水倒出一些，重新加水至刻度线。这种做法是否正确？这样做会造成什么结果？

(2)配制250 ml 0.2 mol/L的Na2SO4 溶液，需要固体Na2SO4的质量是多少？简述操作步骤。

4教学反思与设计论证

4.1巧妙引入主题消除畏难情绪

从整体上来说，“化学计量在实验中的应用”是高中化学学习中的一大难点。前面的两个课时里分别介绍了物质的量的单位——摩尔和气体摩尔体积，对于多数学生来说已经感到了很大的压力，产生了消极情绪。物质的量浓度这一课时内容，和前两课时的内容相比，难度有所降低，但又具有重要的实用意义，故而在教学中应利用这一契机，消除学生消极情绪，不宜盲目加大教学难度。在前面的学习中，学生已经“被接受”了诸如“物质的量、摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积”等新名词，所以在引入“物质的量浓度”这一物理量时，以学生现有的知识和能力为基础，通过巧妙转化将新知识展现给学生，消除学生意识上的畏难情绪，使学生易于接受、乐于接受。本文中通过复习学生熟悉的溶质的质量分数，指出实际应用中的不方便，进而巧妙将溶质的质量替换为溶质的物质的量，将溶液的质量替换为溶液的体积，自然而然得出物质的量浓度的数学表达式，进而给出定义。教学过程简单、流畅，学生很容易接受。

4.2在教学中彰显学科特点培养学生的科学素养

《化学》是一门以实验为基础的自然科学，化学教学的目的不仅仅是让学生掌握一定的科学知识，更应该是通过引导学生积极参与科学探索过程，培养学生的科学素养，使其逐渐具备自主学习、自主探索的能力。

教材P16(普通高中课程标准实验教科书)中实验1-5“一定物质的量浓度溶液的配制”在以往的教学中，往往由教师直接演示，学生观察，通过记忆，甚至背诵来掌握配制步骤，学生的设计、操作技能得不到发展。运用自主探究模式设计这部分内容的教学，引导学生思考:①所需溶液的组成，，②容量瓶上20 ℃的意义，③怎样使溶液浓度较为精确等问题。通过讨论初步确定实验步骤，然后让学生尝试操作，在实践中发现问题，解决问题，进一步完善设计方案。通过这样的反复参与、练习，学生可形成稳定、积极的科学素养。

5结束语

响应素质教育要求，树立学生的主体地位传统意义上的所谓教学就是教师将自己拥有的知识传授给学生。教师主宰课堂，学生学的过程就是教师知识复制的过程，教师教多少，学生就学多少，教师不教，学生就不会学，学生不是学习的主体而是机械的模仿。在这样的课堂上，“双边活动”就变成了“单边活动”，学生完全是被“教会”的，而不是“学会”的，学生谈不上掌握了什么学法和技能。

笔者所使用的自主探究式教学模式，倡导在课堂上要充分发挥学生的主体地位，教师仅仅作为课堂教学的组织者、引导者，学生思维的激发者。新知识、新技能完全由学生通过教师引导、小组讨论、自由争辩、操作实验自主完成，真正实现素质教育。在“一定物质的量浓度溶液的配制”教学环节，笔者通过引导学生讨论“如何配出25 0ml 0?4 mol/L的NaCl 溶液”，让学生自己分析烧杯、试管等现有容器的不足，从而自主设计出类似容量瓶的这样一种新式容器。至此，再向学生展示容量瓶实物，学生顿时收获了极大的喜悦感，学生的自信、热情及参与科学探索的兴趣一并被激发，学习的主动性、自觉性逐渐增强，学习的主人翁意识日渐强化。

收稿日期：2014-06-09