核心素养视域下初中化学九年级溶解现象实验探究单元整体教学设计（沪教版）

核心素养视域下初中化学九年级溶解现象实验探究单元整体教学设计（沪教版）

一、单元教学背景与设计理念

本设计针对五四学制或六三学制九年级学生，使用上海教育出版社（沪教版）九年级化学教材，以第七单元“探索溶解现象”为蓝本进行重构。在《义务教育化学课程标准（2022年版）》全面推进核心素养导向教学的背景下，本设计摒弃了传统“按课时逐节讲授”的线性模式，采用BCMAP多维课程结构备课模型，以大概念“宏观与微观视角下的物质分散体系”为统领，将教材中的系列实验拆解为证据链条，通过技术赋能与跨学科实践，实现从“实验验证”向“实验探究”的转型【非常重要】【热点】。

本设计的核心理念在于：将教材中原本分散于第1节“物质在水中的溶解”、第3节“饱和溶液和不饱和溶液”、第4节“物质的溶解性”以及基础实验6、基础实验7中的七个核心实验进行结构化整合。通过创设“从自然界获取生活必需品——海水资源的综合利用与改良”这一贯穿单元的大情境，将实验技能的训练、概念的建构、规律的应用有机串联，达成“教-学-评”一体化【重要】。

二、教材实验体系重构与教学价值定位

沪教版教材在本单元设置的显性实验及可深度开发的隐性实验共计七项，其教学价值存在显著差异，需依据课程标准进行分层定位：

第一层次（概念建构型实验）：实验7-1“氯化钠、蔗糖、碘、高锰酸钾在水和汽油中的溶解”、实验7-2“溶液、悬浊液、乳浊液的性质比较”、实验7-3“物质溶解时的吸热与放热现象”。此类实验是形成溶液、饱和溶液、溶解性等核心概念的实证基础，必须由学生亲历，严禁教师演示替代【非常重要】【高频考点】。

第二层次（定量规律型实验）：实验7-4“影响物质溶解性的因素”、实验7-5“探究硝酸钾在水中的溶解限度”。此类实验承载着从定性到定量的思维跃迁功能，是培养控制变量思想、构建溶解度模型的关键载体【难点】【热点】。

第三层次（技能应用型实验）：基础实验6“配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液”、基础实验7“粗盐的初步提纯”。此类实验并非孤立技能训练，而是将前序所学的溶解、结晶、过滤等原理应用于真实问题解决，是检验核心素养达成度的表现性任务【重要】。

三、单元整体教学目标

基于证据推理与模型认知的化学学科核心素养，本单元结束后学生应达成：

1.宏观辨识与微观探析：能从粒子分散的视角解释溶液、悬浊液、乳浊液的本质差异；能从微粒与水合作用的角度解释溶解过程中的能量变化【一般】。

2.科学探究与证据意识：能针对“溶解限度”“溶解快慢”“溶解能力”等变量提出可探究的化学问题；能独立设计包含单一变量控制的实验方案；能通过传感器技术获取数据并分析异常数据【非常重要】。

3.科学态度与跨学科实践：能基于溶解度原理和结晶方法，设计“海水晒盐”或“自制发热袋”的简易工程方案；能规范完成粗盐提纯的全部操作，形成严谨求实的实验习惯【热点】。

四、教学实施过程（核心环节，全课时贯通）

（一）单元启动阶段——大情境锚定与认知冲突（1课时）

课前发布“单元学习护照”，要求学生以小组为单位收集家中三种物品：食盐、白砂糖、泥土。课堂伊始，展示2025年热点新闻“日本核污染水排海后对海洋资源利用的影响”，引出核心问题：“海水不仅是水资源，更是矿产资源。如何将海水中混杂的物质提取出来？如何模拟海水晒盐的微观过程？”此情境具有真实性与争议性，能迅速激发九年级学生的社会责任感与探究欲【非常重要】。

教师演示改进版“七彩溶解”实验：在六个相同的培养皿中分别放入氯化钠、蔗糖、碘粒、高锰酸钾、碳酸钙粉末、植物油，依次加入等量蒸馏水和红墨水染色，静置观察。学生惊奇的发现：高锰酸钾在溶液中迅速扩散出紫色，碘粒几乎不扩散，植物油呈球状漂浮。此时教师提出三个贯穿单元的驱动性问题：

问题一：为什么有的物质“消失”了，有的物质只是“散开”了？消失的物质去了哪里？（指向溶液本质与微粒观）

问题二：为什么高锰酸钾在水中扩散飞快，碘却几乎不动？如果换成汽油，结果是否会反转？（指向溶解性影响因素与相似相溶）

问题三：海水晒盐时，盐究竟是如何从水中重新出现的？（指向饱和、结晶与分离提纯）

此环节不追求即时结论，重在制造认知冲突，暴露学生前概念中“溶解就是物质消失”的误区【难点】。

（二）概念建构阶段——溶液本质的实证探究（2课时）

第一课时聚焦实验7-1及补充实验。将教材中分散的溶解性比较实验整合为一项“物质分散体系分类挑战赛”。每组领取包含8种混合体系的盲盒：食盐水、碘的汽油溶液、泥水、牛奶、空气、不锈钢、冰水混合物、生理盐水。任务一：通过肉眼观察和光学显微镜观察，尝试绘制每种体系中“可见粒子”的分布状态图。任务二：利用数字化实验设备——电导率传感器与色度计，对食盐水、泥水、牛奶进行均一性检测。操作要点是将传感器探头分别插入液体的上层、中层、底层，观察电导率数值波动范围。实验数据显示：食盐水电导率数值波动小于0.5%，而泥水波动超过15%。此定量证据对初中生具有极强的说服力，颠覆了仅凭“是否澄清”判断溶液的片面认知【重要】【技术赋能】。

随即引入微观模拟动画：将氯化钠溶解过程放大至离子级别，展示钠离子、氯离子受水分子极化作用脱离晶体表面，进而均匀扩散至整个水体空间的三维动态过程。要求学生用“粒子圈”模型画出高锰酸钾溶解前与溶解后的粒子排布对比图。此处设置认知拐点：教师出示一瓶标注为“高浓度高锰酸钾溶液”的试剂瓶，底部有少量未溶固体，提问“这瓶液体下层颜色更深，是否说明溶液下层浓度更高？”引导学生辨析“饱和”与“均一”的本质差异。经讨论明确：未溶固体存在不代表溶液自身不均一；上清液部分任取一点，浓度完全相同【高频考点】。

第二课时攻克溶解时的能量变化（实验7-3）。教材仅设计了氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠三种物质溶解的温度感知实验。本设计将其升级为“自制冰袋与热敷袋”的工程设计任务。每组领取温度传感器、保温杯、五种物质（氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠、氯化铵、无水碳酸钠），要求：在5分钟内，选择一种或多种物质组合，使100mL水的温度下降14℃以上或上升20℃以上。学生在此过程中自发进行对照实验：相同质量下何种物质降温效果最强；单一物质与混合物质是否存在叠加效应。数据采集后，师生共同绘制“溶解过程能量变化图”，从微观视角解释：扩散过程吸热、水合过程放热，总效应取决于两者相对强弱。此部分需强化化学用语规范性，强调“硝酸铵溶于水吸热”而非“硝酸铵产生冷气”【重要】【跨学科实践】。

（三）定量思维进阶——溶解限度与溶解度模型建构（3课时）

此阶段对应实验7-4和实验7-5，是传统教学的难点，也是本次设计的重点突破区域。打破教材将“饱和溶液”与“溶解度”分两课时讲授的传统，采用东北师大附中刘佳宁老师的整合式教学设计，在一个连续的探究周期中同时建构“限度”与“比例”思维【非常重要】【创新点】。

第一课时：提出核心问题——“食盐和蔗糖，谁在水中的溶解能力强？”学生不假思索地回答“蔗糖”。教师追问：“你的依据是什么？是等质量水中谁溶解得多，还是等体积水中谁溶解得快？”学生陷入沉默。此时教师不直接给出答案，而是引导学生设计实验方案。每组提供食盐、蔗糖、蒸馏水、天平、酒精灯、蒸发皿。方案设计环节必须引导学生关注两个核心变量：温度是否相同；溶剂质量是否相同；是否均达到不能再溶的状态。此处需进行生生互评，有小组提出“分别向10mL水中一点点加食盐和蔗糖，直到有固体剩余，看谁加得多”。教师立即肯定这一方案触及了“限度”的本质【高频考点】。

学生动手操作，数据汇总至黑板。问题随即暴露：有的组室温22℃下食盐溶解了3.6g，有的组却只溶解了3.1g。为何数据不一致？学生反思发现：未明确“等到完全溶解再加下一份”的操作标准；对“刚好饱和”的判断存在主观差异。此时教师引入数字浊度计——当激光束穿过溶液，接收端光电传感器显示浊度值突变时，即为饱和临界点。借助工具，各组数据收敛于3.5g-3.6g/10mL水。学生亲历了从定性感觉到定量测量的科学过程，深刻理解了“溶解度”概念是为消除溶剂量、温度等变量影响而定义的“比例标尺”【难点】【技术赋能】。

第二课时：温度变量的系统研究。承接上节课“20℃时食盐溶解约36g/100mL水”，教师提问：“渔民晒盐为何选择夏季？冬季海水结冰时，咸度如何变化？”学生预测温度对食盐影响小，对硝酸钾影响大。每组在15℃、35℃、55℃三个温度段下，测定硝酸钾在10mL水中达到饱和时的溶质质量，并利用坐标纸绘制“硝酸钾溶解度曲线”。教师巡视中刻意指导：描点后必须用光滑曲线连接，不可简单连成折线；曲线的“坡度”反映了溶解度受温度影响的程度。通过亲身绘制曲线，学生对“大多数固体溶解度随温度升高而增大”“氯化钠曲线平缓”“氢氧化钙反常”等考点形成了长期记忆，远胜于死记硬背曲线图【重要】【热点】。

第三课时：气体溶解与应用。此处引入数字化实验——溶解氧传感器。将传感器探头置于盛有常温蒸馏水的烧杯中，电脑显示溶解氧含量约为8mg/L。用酒精灯微微加热至60℃，数据下降至4mg/L；向水中通入氧气，数据迅速攀升；向水中加入少量食盐，数据小幅波动。学生直观观察到气体溶解度随温度升高而减小，随压强增大而增大的规律。此时回归单元大情境：“福岛核污染水中含有氚等放射性核素，国际社会争议的焦点之一便是这些气态核素能否通过简单的加热法从水中彻底去除？”学生应用刚建构的规律进行辩论，实现了知识的社会化迁移【跨学科】【热点】。

（四）综合应用与技能形成——粗盐提纯与溶液配制（2课时）

此为单元收官阶段，将基础实验6与基础实验7融合为一项“从模拟海水到医用生理盐水”的完整工艺流程项目。

第一课时：粗盐的初步提纯。教材实验流程为溶解、过滤、蒸发、计算产率。本设计增加前置环节：每组领取一份混有细沙、少量植物油和有色染料的“模拟海盐”。学生需先思考去除油污的方法（引发乳化原理的回顾），再考虑去除不溶泥沙。过滤操作是中考实验操作考试必考内容，得分敏感度极高。教学中必须逐帧细扣规范动作：滤纸折叠角度、边缘低于漏斗口、玻璃棒三次使用（溶解搅拌、过滤引流、蒸发搅拌）的不同手法、蒸发时出现大量固体即停止加热利用余热蒸干。此处实施“镜像训练法”——两人一组，一人操作，一人手持手机慢动作录制操作细节，回放时依据《实验操作标准指南》逐项打分，重点纠正“滤液高于滤纸边缘”“蒸发皿未预热”“未用玻璃棒引流”等典型错误【非常重要】【高频考点】。

第二课时：配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液。此实验与粗盐提纯形成逻辑闭环——提纯后的精盐用于配制生理盐水。任务驱动：医院需100g0.9%的氯化钠注射液，请你现场配制并贴签。计算环节常见陷阱：学生易将“需要氯化钠0.9g，水99.1g”误算为“水100g”。称量环节强调托盘天平的“平衡检查”“垫纸称量”“镊子拨码”；量筒读数时视线与凹液面最低处保持水平，手持量筒使其竖直。针对“量取水时仰视读数会导致溶质质量分数偏大还是偏小”这一高频思维障碍，采用图示法解析：仰视导致实际取水偏多，溶液变稀，分数偏小。此部分需当堂完成配套的误差分析变式训练，形成“操作-后果”的即时反射【难点】【必考】。

（五）跨学科实践活动——发热袋的模拟制作（1课时）

沪教版2024版新教材增设的跨学科实践活动6，是检验本单元学习成效的最佳表现性任务。本设计将此活动置于单元最后，作为项目式学习的成果汇报课【非常重要】【创新点】。

情境导入：展示市售“暖宝宝”的成分标签——铁粉、活性炭、食盐、水。提问：为何没有生石灰？铁粉发热与溶解热是一回事吗？引导学生辨析化学发热（铁生锈放热）与物理发热（溶解放热）的本质差异。

任务发布：每组领取无水氯化钙、无水乙酸钠、碳酸钠、还原铁粉等材料，参考溶解度曲线，设计一款可持续发热30分钟、最高温度不超过65℃的便携发热袋。学生需综合考虑三个维度：物质溶解放热量、溶解速率（太快易烫伤、太慢无效果）、成本与安全性。实验过程中，有小组尝试将氯化钙与硝酸铵按比例混合，实现“先吸热后放热”的时序控制；有小组利用明胶作为增稠剂，延长热释放周期。尽管部分方案在工程上未必成熟，但学生在设计过程中主动调用了溶解度、溶解热、溶液浓度等本单元全部核心概念，实现了从解题者到工程师的角色跃迁。此环节不设标准答案，评价聚焦于“能否基于证据解释设计理由”【跨学科】【高阶思维】。

五、单元教学评价体系

采用“过程性量规+终结性表现”二维评价模式。过程性评价聚焦实验操作规范度（40%）、实验报告质量（30%）、合作参与度（30%）。特别建立“异常数据贡献奖”激励机制——对于在实验中测得偏离主流数据但能给出合理解释（如“我们的氢氧化钠可能部分潮解”“温度计未校准”）的小组给予额外积分，以此鼓励实证勇气【重要】。

终结性评价采用非纸笔测试：在单元结束后一周，学生随机抽取一个生活化任务，如“设计实验证明红墨水在冷水和热水中扩散快慢”“为家里鱼缸设计自动补氧方案并说明原理”等，在15分钟内完成口头答辩。此设计规避了纸笔考试中“背实验”“刷题”的弊端，真实反映学生的科学探究素养【热点】。

六、板书设计与作业系统

板书采用动态生成式思维导图，以“分散体系”为中心词，随课堂推进辐射出“均一稳定→溶液”“不均一不稳定