九年级化学下册 实验活动6：配制一定质量分数氯化钠溶液高效课堂教案（人教版）

九年级化学下册实验活动6：配制一定质量分数氯化钠溶液高效课堂教案（人教版）

一、教学背景与设计理念

本课定位于义务教育化学课程标准（2022年版）核心素养导向下的“科学探究与化学实验”主题，属于“必做实验”范畴。实验活动6“配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液”是初中化学定量实验的开端，承载着从定性感知向定量控制跨越的关键功能，亦是后续酸碱中和滴定、溶液稀释等实验的方法根基。设计秉持“素养为本”的课堂转型理念，以大概念“宏观—微观—符号”三重表征统摄全局，依托“问题链+任务群”双线并进结构，将实验技能训练升维至科学思维与社会责任的融合层面。通过虚拟仿真预演、真实实验操作、跨学科误差溯源三层进阶，促成学生对“溶液组成定量表达”的深度理解，达成“做中学、用中学、创中学”的高效课堂生态。

二、教学目标

（一）科学探究与实验技能维度

1.能独立完成配制一定溶质质量分数氯化钠溶液的全过程，熟练掌握托盘天平、量筒、玻璃棒等仪器的规范操作。【非常重要】【高频考点】

2.能基于实验目的设计完整方案，识别配制步骤中的关键控制点，并对异常现象提出合理解释。【重要】【难点】

3.初步建立定量实验的“精度意识”与“误差分析”思维框架，能运用密度、体积、质量等跨学科概念解释浓度偏差。【一般】

（二）化学观念与思维维度

1.从“溶质质量分数”这一定量视角深化对溶液均一性的理解，建构“溶液组成可量化、可调控”的观念。【重要】

2.通过计算与称量活动的反复印证，强化“宏观质量—微观粒子数”的计量关联，渗透物质的量思想预备。【一般】

（三）科学态度与社会责任维度

1.养成严谨求实、精益求精的实验作风，在重复调试中体悟工匠精神。【重要】

2.联系农业浸种、医疗输液等生活场景，认识精准配制对生命健康与生产效益的价值，强化社会责任。【热点】

三、教学重点、难点与创新突破点

（一）教学重点【非常重要】

1.配制一定溶质质量分数溶液的基本步骤：计算→称量→量取→溶解→装瓶贴签。

2.托盘天平（电子天平）与量筒的正确读数及使用规则。

3.溶质质量分数的计算及实验误差的定性分析。

（二）教学难点【难点】

1.量筒量程选择与胶头滴管最终滴定的协同控制。

2.导致溶质质量分数偏大或偏小的系统因素与操作因素辨析。

3.从“体积分数”“质量分数”差异中建立密度介入的跨学科认知。

（三）创新突破点

1.引入“数字传感技术”实时反馈溶液密度，将抽象浓度具象化为动态数据。

2.构建“反证式误差分析图谱”，由学生自主制造典型偏差并归因。

3.嵌入工业农业真实情境任务，实现知识技能向问题解决能力的迁移。

四、教学准备与课时规划

（一）实验器材与试剂（以4人小组为单位配置）

1.仪器：托盘天平（感量0.1g）或电子天平（精度0.01g）、100mL烧杯（3个）、50mL量筒（2个）、10mL量筒、胶头滴管、玻璃棒、药匙、称量纸（或表面皿）、细口试剂瓶（2个）、试剂瓶标签纸。

2.试剂：氯化钠固体（分析纯）、蒸馏水。

3.数字化工具：手持技术色度计或电导率传感器（选配）、投屏系统、微距摄像仪（展示液面凹面）。

4.虚拟仿真平台：中央电化教育馆虚拟实验系统（配制模块）。

（二）课前预习任务

1.观看平台微课《天平称量与液体量取》，完成虚拟仿真“预操作”，系统自动生成错误操作诊断单。

2.计算配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液所需溶质与溶剂的质量，并换算为体积（已知室温下水的密度约1g·cm⁻³）。

五、教学实施过程

（一）情境锚定与任务拆解（8分钟）

1.真实问题投射

教师展示两幅图片：一幅为农业科技站技术员用食盐水选种（16%氯化钠溶液），另一幅为医院0.9%生理盐水输液袋。提问：“为什么盐水浓度必须精确到小数点后一位？如果浓度出现±1%的偏差，分别会导致什么后果？”学生联系生物细胞吸失水原理、种子浮力差异展开跨学科讨论，形成“浓度精准配制关乎生命安全与经济效益”的共识。【非常重要】【热点】

2.课题任务化

教师发布核心挑战任务：“今天每小组均为某生物实验室技术员，需紧急配制两份氯化钠溶液——50g质量分数为6%的标准溶液，以及将6%溶液稀释为20g质量分数为0.9%的生理盐水代用品。要求误差不超过±0.2%，并提交误差分析报告。”任务将教材单一配制扩展为“配制+稀释”连续操作，提升思维容量。【重要】

3.目标拆解与评价前置

师生共同解构任务，提炼出三大子任务群：

子任务1：方案预演——计算与仪器选型（5分钟）。

子任务2：实操攻坚——精准称量与定容（20分钟）。

子任务3：品质鉴定——误差溯源与方案优化（12分钟）。

明确各环节评分量规：操作规范度40%、数据精度40%、归因深度20%。

（二）子任务1：计算预演与仪器选型（5分钟）

1.精准计算

学生独立完成配制50g6%氯化钠溶液所需氯化钠质量与水的质量计算：

m(NaCl)=50g×6%=3g；m(H₂O)=50g－3g=47g。

继而推导水的体积：V(H₂O)=m(H₂O)/ρ(H₂O)=47g÷1g·mL⁻¹=47mL。

教师巡视，发现典型问题：部分学生将溶液体积误认为50mL，导致溶剂计算错误。教师立即组织“辨析微辩论”：能否用50mL容量瓶直接配制？学生依据质量分数定义，明确溶质质量分数是质量比而非体积比，纠正迷思概念。【非常重要】【高频考点】

2.仪器选型决策

教师展示托盘天平与电子天平、不同规格量筒，要求学生基于“最小误差原则”自主选择。小组讨论后汇报：

1.称量氯化钠3g：选用电子天平（精度0.01g）可减少感量误差；若用托盘天平，需调整游码并左右盘垫相同称量纸。【重要】【难点】

2.量取蒸馏水47mL：应选用50mL量筒，一次倾倒接近刻度，最后用胶头滴管滴加至凹液面最低处与47mL刻度线水平。严禁选用100mL量筒（分度值1mL，误差过大）或10mL量筒（需分次量取，累积误差）。【非常重要】【高频考点】

教师总结：定量实验的灵魂在于“器具与任务匹配”，过度追求高精度仪器可能引入其他系统误差，此环节渗透工程学权衡思想。【一般】

（三）子任务2：实操攻坚与双重精度控制（20分钟）

本环节采用“平行操作+微格互评”模式，一组操作时邻组利用手机微距镜头拍摄其液面读取、天平指针摆动等细节，实时投屏供全班剖析。

1.称量氯化钠固体【非常重要】【高频考点】

1.调平与归零：电子天平使用前预热并校准，水平放置；托盘天平游码归零，调节平衡螺母直至指针在分度盘中央等幅摆动。

2.称量操作：左右盘各垫一张相同规格称量纸，左盘放药匙取氯化钠，右盘砝码+游码。教师强调：药品严禁直接接触托盘；取用药品遵循“少取多次”原则；若加量超过3g，必须用药匙取出多余药品，不可放回原瓶（防污染）。【重要】

3.读数确认：待天平指针稳定后记录数据。电子天平待数值稳定符号出现后读数。实际操作中学生常犯错误：未关防风罩、用手触砝码、游码未规范放置。互评组即时抓拍并指出。

1.量取47mL蒸馏水【非常重要】【高频考点】【难点】

1.倾倒法初量：将蒸馏水沿量筒壁缓慢倒入，至接近47mL刻度（约46mL处）时暂停。

2.胶头滴管定容：教师用肢体语言示范“垂直悬空、吸液挤空、滴加计数”八字诀。强调：滴管尖嘴不得伸入量筒内壁；视线始终与凹液面最低处保持水平；若滴过量，须重做，严禁从量筒中吸出多余液体。

3.俯视与仰视误差辨析：教师利用3D动画模拟俯视（读数偏大，实际体积偏小）、仰视（读数偏小，实际体积偏大）对最终溶质质量分数的影响。学生推导：量取水时俯视→实际取水＜47mL→溶液质量＜50g→溶质质量3g不变→溶质质量分数＞6%。【非常重要】【高频考点】【难点】

1.溶解与混匀

1.转移：将称好的氯化钠和量好的水分别倒入同一100mL烧杯。注意：先加固体再加液体，可减少固体飞溅。

2.搅拌：玻璃棒沿一个方向匀速搅拌，避免碰壁发出响声，直至固体完全溶解，溶液澄清透明。教师启发：为何玻璃棒能加速溶解？从微观角度解释：搅拌使溶质微粒更快速向溶剂中扩散。【一般】

3.转移与贴签：将配制好的溶液沿玻璃棒注入干燥的细口试剂瓶，盖紧瓶塞，在标签上注明试剂名称、浓度、配制日期及配制人小组编号。

1.稀释配制0.9%生理盐水代用品【重要】【热点】

1.计算：设需6%氯化钠溶液质量为x，稀释前后溶质质量不变：6%·x=20g×0.9%，解得x=3g，需加水17g（即17mL）。

2.操作：用电子天平准确称取3g6%氯化钠溶液（烧杯减量法），加入17mL蒸馏水，搅拌混匀。难点突破：学生往往误以为直接量取3mL溶液，教师引导分析密度差异：6%氯化钠溶液密度＞1g/mL，3g溶液体积＜3mL，若用量筒量体积，需查密度表换算；本处采用称量法可回避体积换算误差。【重要】

（四）数字化赋能与微观可视化（穿插于实操过程中）

1.密度传感器即时呈现

在学生完成配制后，教师选取两组数据差异明显的溶液（如一组浓度约6.2%，一组约5.8%），用电导率传感器或手持折光仪检测，数据通过蓝牙实时投射至大屏幕。学生直观看到：操作精度直接影响浓度数值，原来“看不见的误差”变得可见可测。【热点】

2.虚拟仿真平行实验

学生在平板端进入虚拟实验室，输入自己实测的溶质与溶剂质量，系统即刻生成理论浓度与实际浓度的对比柱状图，并标出偏离百分比。这一跨媒介比对强化了“定量”与“实际”的差距感，驱动误差分析动机。【一般】

（五）子任务3：误差溯源与反证式图谱建构（12分钟）

1.系统误差与偶然误差分类

教师提供“误差分析工具箱”：将可能导致浓度偏大或偏小的操作制成卡片，小组合作粘贴至双气泡图对应区域。

1.【非常重要】【高频考点】导致溶质质量分数偏大的原因：

①称量时砝码生锈（右盘砝码偏重→实际称得氯化钠＞3g）；

②量取水时俯视读数（实际水＜47mL）；

③量筒内的水未全部倒出（但残留极少，误差可忽略，此条易混淆，需澄清）；

④称量物放在右盘、砝码放在左盘且未使用游码（无影响），但若使用了游码，则实际药品质量=砝码－游码，导致药品称少，浓度偏小。

2.【非常重要】【高频考点】导致溶质质量分数偏小的原因：

①称量时左盘放砝码、右盘放药品并移动游码（药品实际质量＜3g）；

②量取水时仰视读数（实际水＞47mL）；

③氯化钠固体不纯（含杂质）；

④烧杯内壁原来有水（未干燥），导致溶剂增加；

⑤溶解时有液体溅出（溶质损失，浓度偏小；若溅出发生在溶解后，则溶液减少但浓度不变，此细微区别需深度辨析）。【难点】

1.“制造偏差”探究实验

各小组从上述原因中认领一项，刻意操作制造偏差，然后通过传感器检测实际浓度。例如：某组故意仰视量取47mL水，实测浓度仅5.6%。学生通过亲手“犯错”加深对误差归因的信服度，避免死记硬背。【重要】

2.跨学科溯源：密度与浓度的函数关系

教师呈现氯化钠溶液密度—浓度对照表（20℃），引导学生发现：浓度越高密度越大。解释农业选种为何用质量分数而非体积分数：不同批次溶液密度随浓度变化，体积分数无法稳定对应种子浮力。此处关联物理学科浮力知识，构建跨学科大概念。【一般】【热点】

（六）迁移应用与当堂检测（5分钟）

1.变式情境题

“配制500g质量分数为0.01%的高锰酸钾消毒液，用于水果浸泡。请设计最简操作方案，并评价直接称量0.05g高锰酸钾的可行性。”学生提出：0.05g难以用托盘天平称准，应采用“浓溶液稀释法”或“逐步稀释法”。此环节指向微量配制的工程思维，属于高阶应用。【重要】【高频考点】

2.实验反思日志

学生用3分钟撰写“我的关键失误与改进策略”，选取典型日志进行全班朗读，如：“我以前总认为仰视俯视只是读数习惯，今天通过传感器看到真实浓度偏差，才意识到毫米级视线误差会导致0.3%的浓度漂移。”

六、板书设计（结构化生成式板书）

在课堂教学推进中，板书同步分层生成，最终形成以下有机整体（以纯文字描述板书布局）：

一、配制流程框架区（左侧纵向）

计算→称量（天平感量）→量取（量程→滴定→视线）→溶解（搅拌均一）→装瓶（标签完整）

二、数据演算区（中部）

m质=50g×6%=3g

m剂=50g－3g=47g→V剂=47mL

稀释：6%×m浓=0.9%×20g→m浓=3g

三、核心警示区（右侧红粉笔）

称量：左物右码；游码归零；药品不入盘。

量筒：选型宁大勿小；滴定悬空；凹液面水平。

误差：俯高实低（水少浓大）/仰低实高（水多浓小）

四、思想方法区（底部）

定性→定量；宏观质量→微观粒子数；实验→模型→真实问题

七、作业设计与评价反馈

（一）分层作业

1.基础巩固（必做）：配制100g5%氯化钠溶液，写出完整步骤，并分析若量取水时俯视刻度，所得溶液浓度将如何变化，说明理由。【重要】【高频考点】

2.拓展提升（选做）：实验室有一瓶失去标签的氯化钠溶液，请设计实验测定其溶质质量分数，并写出至少两种方案（如蒸发法、密度法、电导率法等），评价各自优缺点。【热点】

3.跨学科实践（小组合作）：调研家庭饮水机、鱼缸换水等场景中如何定量添加药剂，撰写一份《居家精准配液简易指南》，包含至少两种替代天平与量筒的日常器具使用方法。【一般】

（二）评价量规核心指标

1.操作维度：电子天平归零习惯、量筒持握方式、滴管使用规范。（权重40%）

2.数据维度：实际配制浓度与目标浓度偏差绝对值。（＜0.2%为A；0.2%~0.5%为B；＞0.5%需重做）（权重40%）

3.思维维度：误差分析报告中逻辑链条完整性，能否从操作细节反推浓度变化趋势。（权重20%）

八、教学反思与持续改进

本课以“精准”为灵魂，通过虚拟仿真破除心理畏惧，通过真实手做淬炼肌肉记忆，通过数字化传感器实现认知升级，三层递进使实验课摆脱“照方抓药”的浅表化。最大亮点在于将误差分析从“教师讲授结论”翻转至“学生自我制造偏差并归因”，认知冲突剧烈，长时记忆留存率高。后续改进方向：引入微量取样——手持折光仪现场测定浓度，将结果定量化、即时化；开发“溶液配制段位认证”进阶体系，将课堂延伸至家庭实验室，实现实验素养的螺旋上升。

九、附录：本课核心知识点、能力点、素养点完全罗列（应列尽列）

（一）知识与技能模块

1.溶质质量分数的定义式与变形计算。【非常重要】【高频考点】

2.配制溶液的五个基本步骤及操作要诀。【非常重要】【高频考点】

3.托盘天平/电子天平的使用规程（水平、归零、左物右码、称量纸、无污染返还）。【重要】

4.量筒的选择原则（容积略大于量取体积、分度值小）、倾倒与滴加定容。【非常重要】【高频考点】

5.胶头滴管的垂直悬空使用、吸液排气、专管专用。【重要】

6.玻璃棒在溶解中的搅拌作用及防溅技巧。【一般】

7.浓溶液稀释的计算方法（溶质守恒）。【重要】

8.溶液均一性特征：任