初中化学九年级下册：一定溶质质量分数的氯化钠溶液配制与粗盐提纯探究式教学设计

初中化学九年级下册：一定溶质质量分数的氯化钠溶液配制与粗盐提纯探究式教学设计

  一、教学理念与指导思想

  本教学设计立足于发展学生的化学学科核心素养，秉承“从生活走进化学，从化学走向社会”的基本理念。教学聚焦于科学探究与创新意识、科学态度与社会责任两大素养的深度融合，将“配制一定溶质质量分数的溶液”和“粗盐中难溶性杂质的去除”这两个经典实验进行一体化、项目式重构。我们摒弃传统的、割裂的“照方抓药”式实验教学模式，转而将这两个实验置于一个真实、连贯的工程问题解决情境之中——例如“为模拟农业选种配制特定浓度盐水并优化原料处理流程”。通过这样的设计，学生所经历的不仅是两个孤立实验操作步骤的模仿，而是一个完整的“问题分析-方案设计-实践操作-评估优化”的科学与工程实践循环。教学强调跨学科知识的自然融合，如数学中的比例计算、物理学中的物质分离原理、工程学中的流程优化思想等，旨在培养学生系统性思维、严谨求实的科学态度以及运用化学知识创造性解决实际问题的综合能力。教学全过程贯彻“做中学、学中思、思中创”的原则，鼓励学生进行合作探究、批判性反思与迭代改进。

  二、教学内容与学情分析

  本节课整合了人教版九年级《化学》下册第九单元“溶液”中的“实验活动5一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制”及第十一单元“盐化肥”中的“实验活动8粗盐中难溶性杂质的去除”的核心内容。从知识结构看，“溶液的配制”是溶液浓度概念的定量应用与具体化，是化学定量实验的基础；“粗盐的提纯”是混合物分离基本操作（溶解、过滤、蒸发）的综合运用，是化学定性实验的典型代表。两者结合，恰好构成一个从原料处理到目标产品制备的微缩化工流程，蕴含了丰富的化学工艺思想。从技能层面看，本节课密集涵盖了托盘天平的使用、量筒的读数、固体药品的称取、液体的量取与倾倒、搅拌加速溶解、过滤器的制作与过滤操作、蒸发结晶等多项基础实验操作，是初中阶段实验技能的一次大检阅与综合提升。从学生认知基础看，九年级学生已经学习了溶液、溶质质量分数、混合物的分离方法等相关理论知识，并初步掌握了部分基本实验操作。然而，他们普遍缺乏在复杂、连贯的真实任务中综合运用这些知识与技能的经验。学生的主要认知障碍可能在于：对实验步骤背后原理的深度理解不足，导致操作机械、面对异常现象时分析能力弱；对误差的敏感度与分析的系统性欠缺；难以从整体流程视角审视和优化各个实验环节。因此，教学设计的重心应放在引导学生理解“为何如此操作”以及“如何操作更好”，并推动他们从“实验员”角色向“工艺设计师”角色转变。

  三、教学目标

  基于以上分析，确立以下三维教学目标：

  1.知识与技能目标：能够独立、准确地复述并执行配制一定质量分数氯化钠溶液及粗盐提纯的实验步骤；深入理解每一步操作的设计原理及关键注意事项（如天平使用中的“左物右码”、量筒读数时的“平视”、过滤操作中的“一贴二低三靠”、蒸发时的“搅拌防溅”等）；能运用溶质质量分数的公式进行相关计算，并能根据实验现象分析操作误差的来源及其对结果的影响。

  2.过程与方法目标：经历基于真实问题的完整探究过程，学会将复杂任务分解为可操作的子任务（任务分解法）；通过小组合作设计与实施方案，提升实验设计能力、协同操作能力和流程管理能力；通过对比分析不同小组的方案与结果，掌握控制变量、对比分析等科学方法；尝试对实验流程进行评价与优化，初步建立绿色化学和成本效益意识。

  3.情感态度与价值观目标：在严谨的实验操作中养成一丝不苟、实事求是的科学态度；在小组合作中体验沟通、协作与分享的重要性，培养团队精神；通过将化学实验与实际生产生活（如盐水选种、海水晒盐、自来水净化等）相联系，深刻体会化学知识的实用价值，增强学习化学的内在动机与社会责任感；在克服实验困难、优化方案的过程中，培养勇于探索、敢于创新的科学精神。

  四、教学重点与难点

  教学重点：配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液的规范操作步骤及误差分析；粗盐提纯中溶解、过滤、蒸发结晶等分离操作的规范要领及综合运用。

  教学难点：引导学生从原理层面深度理解各项操作规范的原因；培养学生系统分析实验误差（如溶质质量偏大/偏小、溶液体积不准确等）的思维方法；指导学生将两个独立实验整合成一个有机的、可优化的工艺流程，并进行初步的工程化思考。

  五、教学准备

  1.实验仪器与药品（按小组准备，建议4人一组）：托盘天平（带砝码盒或电子天平）、量筒（100mL）、烧杯（250mL两个、100mL一个）、玻璃棒、药匙、胶头滴管、漏斗、铁架台（带铁圈）、圆形滤纸、剪刀、酒精灯、坩埚钳、石棉网、蒸发皿、火柴或打火机、回收瓶。氯化钠固体（分析纯）、粗盐样品（含有泥沙等难溶性杂质）、蒸馏水。

  2.多媒体资源：精心制作的微课视频（涵盖关键操作的正误对比、如过滤操作细节、蒸发时搅拌方法）；交互式课件（可动态演示计算过程、误差分析流程图）；实物投影仪（用于展示学生实验成果、如滤纸折叠效果、蒸发后晶体形态）。

  3.学习材料：项目任务书（包含背景情境、具体任务要求、评价标准）；实验探究记录单（设计为工程日志格式，包含方案设计、数据记录、现象观察、误差分析、反思改进等栏目）；知识链接卡片（提供溶质质量分数计算公式、密度概念简介、相关工业流程简介等拓展资料）。

  六、教学过程实施

  （一）情境创设与项目导入（预计用时：10分钟）

    教师活动：利用多媒体展示一组图片或短视频：农民伯伯在进行盐水选种；海水晒盐的盐田景象；化工厂中巨大的溶液配制罐和精制车间。随后，提出驱动性问题：“同学们，如果我们要为学校生物园的选种实验配制100g质量分数为16%的氯化钠溶液，但我们手头只有一包从海边带回来的、含有泥沙的粗盐。我们该如何完成这个任务？是直接用粗盐配制，还是先处理粗盐？处理后又如何确保配制的溶液浓度精确？”引导学生认识到，这并非两个孤立的实验，而是一个需要统筹规划的项目。

    学生活动：观看素材，聆听问题，进行初步思考与讨论。他们很快会意识到直接使用粗盐会导致溶质质量不纯、浓度无法准确控制的问题，从而自然得出“先提纯，再配制”的初步思路。

    设计意图：创设一个真实、综合且有挑战性的项目情境，将本节课的两个核心实验任务自然、有机地串联起来。这不仅能迅速激发学生的学习兴趣和探究欲望，更重要的是赋予实验活动以明确的目的性和现实意义，使学生从一开始就站在“问题解决者”而非“操作执行者”的角度进行思考。

  （二）任务分解与方案设计（预计用时：15分钟）

    教师活动：将总项目分解为两个核心子任务：任务一：从粗盐中提纯获得精制氯化钠固体。任务二：用提纯后的氯化钠配制100g16%的氯化钠溶液。组织学生以小组为单位，分别针对两个任务进行方案设计。教师巡回指导，提供关键性提示，如：“对于任务一，回想一下分离固体混合物的常用方法有哪些？操作的顺序如何安排最合理？每一步操作的目的是什么？”“对于任务二，配制溶液有哪些方法？我们需要选择哪种？计算需要多少溶质和溶剂？选择哪些仪器？操作的先后顺序怎样最有效、误差最小？”

    学生活动：小组展开激烈讨论，查阅教材或知识卡片，共同绘制实验流程图，并分工完成具体的计算（如需要称取粗盐的质量估算，需要提纯后氯化钠的质量和水的体积计算）。在实验记录单的“方案设计”栏中，详细写下步骤、所需仪器、预期现象及理论依据。

    设计意图：此环节是培养学生科学思维和规划能力的关键。通过自主设计（而非被动接受）实验方案，学生必须主动调用已有知识，思考操作的逻辑链，理解步骤间的因果关系。这促使学生的思维从“是什么”、“怎么做”向“为什么这么做”以及“如何做得更好”深化。小组讨论促进了思维的碰撞与互补。

  （三）方案论证与要点精讲（预计用时：15分钟）

    教师活动：选取1-2个有代表性（可能是正确的，也可能存在典型疏漏）的小组方案，通过实物投影进行展示。组织全班进行论证和评议。教师在此基础上，结合学生的方案，进行精讲点拨，而非平铺直叙地讲授操作步骤。

    对于粗盐提纯，聚焦以下要点：1.溶解：为何要加足量水并搅拌？目的是什么？（使可溶物充分溶解，为后续过滤分离做准备）2.过滤：这是本环节的核心技能。通过播放正误对比微课，重点剖析“一贴二低三靠”每一要求的原理。“一贴”（滤纸紧贴漏斗壁）是为了防止滤纸与漏斗壁间形成气泡通道，影响过滤速度。“二低”（滤纸边缘低于漏斗边缘、液面低于滤纸边缘）是为了防止液体从滤纸与漏斗间隙溢出或从滤纸上方溢出。“三靠”（烧杯尖嘴靠玻璃棒、玻璃棒下端靠三层滤纸处、漏斗下端尖嘴靠烧杯内壁）分别是为了引流、防止戳破滤纸、防止液滴飞溅。每一个“靠”都有其明确的物理学和工程学意义。3.蒸发：为何要用玻璃棒不断搅拌？（防止局部过热造成液滴飞溅）何时停止加热？（出现大量固体时，利用余热蒸干，避免晶体受热迸溅）蒸发皿能否直接加热？（可以，但需用坩埚钳移动）。

    对于溶液配制，聚焦以下要点：1.计算：明确溶质（提纯后的NaCl）质量=溶液质量×溶质质量分数，溶剂（水）质量=溶液质量-溶质质量，再根据水的密度（≈1g/cm³）换算成体积。2.称量：使用托盘天平的规范（调平、左物右码、用称量纸或烧杯、镊子取砝码）。特别讨论：若将砝码和药品放反，且使用了游码，会产生什么误差？（导致实际称取的溶质质量偏小）3.量取：量筒的选择（接近且略大于所需体积）、读数（视线与凹液面最低处水平）、倾倒（瓶塞倒放、标签向手心）。讨论：仰视或俯视读数对量取体积的影响？4.溶解：在烧杯中进行，用玻璃棒搅拌加速溶解，玻璃棒的作用是什么？（搅拌、加速溶解、引流）。

    学生活动：积极参与方案评议，指出他人方案的优点与不足。在教师精讲时，结合自己的设计方案进行对照、修正和深化理解，特别是在原理层面。在记录单上补充或修正关键要点。

    设计意图：将“讲授”变为“基于学生方案的论证与精讲”，使教学更具针对性和互动性。通过深度剖析每一个操作规范背后的科学原理，将操作技能升华为理性认识，帮助学生构建“操作-原理-目的”之间的稳固联结，这是突破教学难点的核心环节。同时，误差分析的提前介入，为后续的实验反思埋下伏笔。

  （四）探究实践与过程调控（预计用时：40分钟）

    教师活动：宣布开始实验，强调安全规范（特别是酒精灯的使用和加热操作）。教师不再是宣讲者，而是高级别的研究顾问和安全管理員。巡视各小组，进行个性化指导：关注学生的操作规范性，及时纠正错误（如过滤时玻璃棒戳破滤纸、蒸发时未搅拌）；观察小组的合作分工是否合理，促进有效协作；鼓励学生记录实验中的异常现象和即时产生的疑问；提醒学生注意节约药品、规范处理废弃物（如废弃滤纸、蒸发后剩余的母液回收）。对于进度快的小组，提出挑战性问题：“你们得到的精盐质量与理论计算值有差异吗？可能原因是什么？”“你们配制的溶液浓度正好是16%吗？如何设计一个简单的实验来检验浓度是否准确？（引导学生思考用密度计或再称量一部分溶液等方法）”。

    学生活动：小组按照优化后的方案，分工合作，有序开展实验。他们需要先后完成粗盐的溶解、过滤、蒸发结晶，得到精制氯化钠固体；然后称量计算所需的部分精制氯化钠，量取水，配制目标溶液。在整个过程中，学生需实时在记录单上填写“数据与现象记录”，如称量的粗盐质量、提纯后精盐质量、过滤所用时间、蒸发时晶体状态、配制时称量的溶质质量、量取的水体积等。他们可能会遇到各种实际问题，如过滤速度太慢、蒸发时液体飞溅、配制时溶质撒出等，需要小组内协商解决或向教师求助。

    设计意图：这是将知识、技能、思维转化为实践经验和能力的关键环节。充足的、连贯的实践时间保证了学生能完整经历整个过程。教师的角色转变促进了学生的自主性与责任感。在真实操作中遇到并解决问题，是对学生知识应用能力和应变能力的绝佳锻炼。过程的连续性使学生深刻体会两个实验的内在关联：提纯的产率和质量直接影响后续配制的准确度。

  （五）成果展示与误差研讨（预计用时：20分钟）

    教师活动：实验结束后，组织各小组整理实验台，展示核心成果：提纯得到的精制氯化钠（在蒸发皿或指定容器中）和配制好的氯化钠溶液（在贴有标签的烧杯中）。引导全班进行成果观察与比较。然后，将讨论焦点引向深入的误差分析。提出系列引导性问题链：1.“比较各小组提纯得到的精盐质量，与你最初称取的粗盐质量相比，产率相同吗？差异大吗？”引导学生分析提纯过程的损失：溶解是否完全？过滤时液体洒出或穿滤？转移时固体粘在仪器上？蒸发时晶体迸溅？2.“用你提纯的精盐配制的溶液，其浓度真的是16%吗？哪些操作可能导致浓度偏高或偏低？”引导学生系统梳理配制过程中的每一个潜在误差点：称量溶质时（砝码生锈/缺损、游码读数误差、天平未调平、药品撒落）；量取水时（量筒选择不当、读数误差、倒入烧杯时洒出）；溶解过程（烧杯内壁原有水、溶解后液体体积变化的认识误区等）。教师可以引导绘制一个“误差分析鱼骨图”或思维导图，将各种可能原因归类（仪器、操作、环境、理论等）。

    学生活动：展示本组成果，观察对比其他组的成果。积极参与误差研讨，基于本组的操作经历和数据，提出可能导致误差的具体环节。在教师引导下，尝试将零散的误差点系统化、结构化，填写记录单中的“误差分析与反思”部分。这是一个深度思维碰撞的过程，学生可能会争论“量取水时仰视导致体积偏大，最终浓度是偏大还是偏小？”等问题，在辩论中深化理解。

    设计意图：这是实现能力跃升和素养内化的重要步骤。将学生的注意力从“是否做出来”引向“做得有多好”、“为什么有偏差”，培养了严谨求实、批判反思的科学态度。系统化的误差分析训练，极大地提升了学生的逻辑思维能力和实证分析能力。通过比较不同小组的结果，学生也直观感受到了操作规范性对实验结果的决定性影响。

  （六）总结提升与迁移应用（预计用时：15分钟）

    教师活动：首先，带领学生从更高维度总结本节课。提问：“回顾整个项目，我们从含杂质的原料到获得指定浓度的产品，经历了一个怎样的化学工艺过程？”引导学生用流程图概括：原料（粗盐）→前处理（提纯：溶解、过滤、蒸发）→获得原料（精制NaCl）→反应/配制（计算、称量、量取、溶解）→产品（指定浓度溶液）。指出这实质上是化工生产“原料预处理-产品合成”微缩模型。接着，进行迁移应用：展示新的情境任务，如“实验室有一瓶敞口放置已久的氢氧化钠固体，可能已潮解并部分变质（含碳酸钠）。现需用它配制一定浓度的氢氧化钠溶液，并尽量去除碳酸钠的影响。请设计实验方案思路。”或者“请为社区设计一个简易的雨水收集净化后用于灌溉的流程示意图，指出其中涉及的分离操作及其原理。”

    学生活动：在教师引导下，尝试用工艺流程图概括本节课的完整过程，体会化学实验与工业生产的联系。思考新的迁移任务，运用本节课形成的“分析杂质-选择分离方法-定量配制”的思维框架，进行方案构思和表达。

    设计意图：此环节旨在实现认知的升华和能力的迁移。将具体的实验活动抽象为普适性的化学工艺流程思想，帮助学生建立宏大的学科观念。通过设计新的、更具开放性的问题情境，检验并促进学生对核心概念和方法的掌握程度，鼓励他们将所学知识创造性应用于新问题的解决中，真正实现举一反三，发展高阶思维。

  七、教学评价设计

    本课采用贯穿教学全过程的多元化、形成性评价与发展性评价相结合的方式。

    1.过程性评价：主要依据学生的“实验探究记录单”。评价内容包括：方案设计的合理性、逻辑性；实验操作的规范性、熟练度、合作性（通过巡视观察）；数据记录的及时性、真实性；误差分析的深度、系统性；反思改进建议的可行性、创新性。

    2.成果性评价：评价学生最终提纯得到的氯化钠固体的外观、产量，以及配制好的溶液产品的标签规范性。更重要的成果是学生展示和阐述本组流程、误差分析时的思维表现。

    3.迁移性评价：通过课堂最后的迁移应用环节，评价学生能否将本课形成的核心思路和方法应用于新情境，这是评价深度学习是否发生的关键指标。

    评价主体包括教师、学生本人及小组成员，鼓励进行自评和互评。

  八、板书设计（示意图）

    （左侧黑板区域）项目主题：从粗盐到指定浓度溶液的制备

    核心任务一：粗盐提纯（除难溶性杂质）

    流程：粗盐→溶解（足量水，搅拌）→过滤（“一贴二低三靠”，原理剖析）→滤液→蒸发（搅拌，大量固体时移灯）→精盐

    核心任务二：溶液配制（16%NaCl溶液）

    流程：计算→称量（天平规范，误差分析）→量取（量筒规范，误差分析）→溶解（烧杯，玻璃棒搅拌）→装瓶贴签

    （中间黑板区域）误差分析聚焦区（随堂生成）

    提纯损失：溶解不完全、过滤损失、转移粘附、蒸发飞溅...

    配制误差：称量（砝码、读数、操作）、量取（仪器、读数、操作）、容器...

    （右侧黑板区域）思维提升区

    化学工艺观：原料→预处理→原料精制→产品制备→产品

    核心能力：定量意识、规范操作、系统思维、误差分析、流程优化。

  九、课后作业与拓展延伸

    1.理论巩固作业：完成一份详细的实验报告，要求以“项目总结”的形式撰写，不仅包含步骤和现象，重点阐述每一步操作的设计原理、本组遇到的实际问题及解决方案、系统的误差来源分析及减小误差的改进建议。

    2.实践拓展作业（二选一）：（A）家庭小实验：利用厨房中的食盐、纱布、玻璃杯、筷子等，设计并实施一个模拟粗盐提纯的简易实验，记录过程并与课堂实验对比。（B）调研小论文：查阅资料，了解工业上是如何大规模生产精制盐（如海盐、岩盐的