初中化学九年级下册实验活动5配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液（基于真实问题解决的探究型教案）

初中化学九年级下册实验活动5配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液（基于真实问题解决的探究型教案）

一、教学背景与设计理念

本课题位于人教版九年级化学下册第九单元“溶液”的实验活动环节，是继学生系统学习了“溶质质量分数”概念及简单计算之后，首次进行的定量配制实验活动。该实验不仅是理论知识的验证和应用，更是培养学生定量思维、规范操作意识、严谨科学态度以及解决实际问题能力的关键载体。基于当前课程改革强调的“素养为本”理念，本设计摒弃了传统的“照方抓药”式实验模式，转而采用“基于真实问题解决的探究型”教学架构。设计将“配制一定溶质质量分数的溶液”这一核心任务，置于“为农业实验室紧急配制选种盐水”这一真实、具体的情境中，激发学生的内在动机。在教学过程中，通过创设认知冲突、预设实验陷阱、引入数字化传感技术（如有条件）等手段，引导学生经历“明确任务—设计方案—动手实践—质量检验—误差分析—反思优化”的完整科学探究过程，从而实现对核心知识的深度理解、关键能力的综合提升以及科学态度的内化养成。

二、教学内容与学情分析

（一）教学内容分析

本节课的核心教学内容包括两大板块：一是用固体溶质（氯化钠）配制一定质量分数的溶液（如50g6%的氯化钠溶液）；二是用浓溶液（如6%的氯化钠溶液）稀释配制稀溶液（如50g3%的氯化钠溶液）。其知识脉络涵盖溶质质量分数的计算、天平与量筒的使用、溶解操作的要领以及实验误差的初步分析。更深层次的教学内容则在于帮助学生建立“定量配制”的操作模型，理解“质量”与“体积”测量在配制过程中的区别与联系，以及不规范操作如何导致实验结果产生偏差，从而形成“严谨、精准”的实验品质。

（二）学情分析

【基础】知识层面：学生已经掌握了溶质质量分数的计算公式，并能够进行简单的计算。对托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒等常见仪器的使用方法已有初步了解，但操作的规范性和熟练度参差不齐。

【难点】思维层面：学生的思维正从经验型向理论型过渡。他们容易完成“算、称、量、溶”的机械步骤，但往往知其然不知其所以然。例如，为何要先计算再称量？为何量筒量取液体时视线要与凹液面最低处保持水平？为何不能用量筒直接溶解固体？这些“为什么”背后的原理逻辑尚未完全打通。同时，学生对于实验误差的思考多停留在表面，难以从操作细节中追溯误差根源。

【非常重要】情感层面：九年级学生对亲手实验抱有浓厚兴趣，但缺乏对定量实验严肃性的深刻认识，操作随意性较强。因此，通过设置“质量检验”环节，将实验成败与“能否用于农业生产”挂钩，能有效提升学生的责任意识和探究的专注度。

三、教学目标与核心素养体现

（一）教学目标

1.通过真实情境的驱动，能独立完成用固体溶质配制一定溶质质量分数溶液（如配制50g6%的氯化钠溶液）和用浓溶液稀释配制稀溶液（如用6%的氯化钠溶液配制50g3%的氯化钠溶液）的具体操作。

2.通过对实验步骤的梳理和讨论，归纳出配制溶液的一般步骤（计算、称量、量取、溶解、装瓶贴签），并能用规范的语言描述每一步的操作要点。

3.通过对自己和他人的配制结果进行“质量检验”（如计算配制后溶液的实际溶质质量分数），能分析并找出导致实验结果偏大或偏小的可能原因，形成初步的误差分析能力。

4.在实验过程中，养成严谨求实、精益求精的科学态度，体会定量研究在工农业生产和科学研究中的重要意义。

（二）核心素养体现

1.【宏观辨识与微观探析】通过观察氯化钠固体溶解的过程，从宏观现象追溯微观粒子的扩散与均一过程，理解溶液均一性的本质。

2.【变化观念与平衡思想】理解溶质质量分数是在一定量溶剂中溶质溶解达到的“量”的关系，改变溶质或溶剂的量，平衡被打破，质量分数随之改变。

3.【证据推理与模型认知】构建“溶液配制”的认知模型，并能运用该模型解决不同溶质（固体或液体）的配制问题。通过实验数据（实际配制结果）与理论值的对比，进行推理和误差分析。

4.【科学探究与创新意识】在“为农业实验室配制选种盐水”的任务驱动下，经历问题、假设、方案、实施、结论的探究过程。对常规实验进行反思，提出改进或优化建议。

5.【科学精神与社会责任】养成严格按照规范操作的习惯，培养精准求实的科学态度。将所学知识与农业生产（盐水选种）相联系，增强知识服务社会的责任感。

四、教学重难点

（一）教学重点

1.掌握配制一定溶质质量分数溶液的基本步骤和方法。

2.学会使用托盘天平称取一定质量的固体药品，学会使用量筒量取一定体积的液体药品。

（二）教学难点

3.对配制结果的误差进行科学、全面的分析。

4.理解在配制过程中，“质量”与“体积”测量的适用场景及转换关系（通过密度）。

五、教学准备

（一）实验器材与试剂

1.【非常重要】仪器：托盘天平（带砝码）、药匙、量筒（10mL、50mL、100mL）、胶头滴管、烧杯（100mL、250mL）、玻璃棒、细口试剂瓶（两个，贴好“6%NaCl”和“3%NaCl”标签）、空试剂瓶、电子秤（高精度，用于验证环节，可选）、手持技术数字化实验设备（密度计，用于快速检验，可选）。

2.【非常重要】试剂：氯化钠固体（分析纯）、蒸馏水、配制好的6%氯化钠溶液（若从稀释开始，则需提前准备）。

（二）教学环境与资源

多媒体课件（包含盐水选种视频、错误操作演示动画、误差分析思维导图）、导学案、实验报告单。

六、教学实施过程（核心环节）

（一）创设情境，任务驱动

【课堂伊始，多媒体播放一段简短的农业生产“盐水选种”视频。视频中，农业技术人员将麦种倒入一定浓度的盐水中，饱满的种子下沉，干瘪的种子上浮。】

师：同学们，饱满的种子粒重饱满，干瘪的则轻浮。农业生产中正是利用不同密度溶液的浮力来精选种子的。通常，选种盐水的质量分数需要精确控制在16%左右，浓度过高或过低都会影响选种效果。现在，我校生物兴趣小组的农业实验室急需50g质量分数为6%的氯化钠溶液用于一项预备实验，以及50g质量分数为3%的氯化钠溶液作为对比。时间紧，任务重，且没有现成的低浓度溶液。今天，我们就化身为“实验员”，运用我们刚学的溶液知识，来精准完成这项配制任务。

【设计意图：从生活走向化学，将抽象的化学实验置于具体的社会需求中，赋予实验“任务感”和“价值感”，有效激发学生的探究欲望和责任感，明确本节课的核心任务：配制两种特定浓度的溶液。】

（二）任务一：配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液（固体溶质法）

1.方案设计，思维建模

师：要配制50g6%的盐水，我们首先需要什么？请大家以小组为单位，讨论并制定详细的操作方案。方案中必须包含：需要哪些试剂和仪器？关键的操作步骤是什么？每一步的具体目的是什么？

【学生分组讨论，教师巡视，参与讨论，了解学生的初步想法。】

生：（汇报讨论结果）需要氯化钠固体和水。第一步是计算，算出需要氯化钠的质量和水的质量。第二步是用天平称出氯化钠，用……量出……（学生在这里容易混淆“称”质量和“量”体积）。

师：（引导）你提到水的量取，我们学过量筒是用来量取液体体积的，而我们计算的是水的质量。质量和体积如何联系起来？

生：水的密度是1g/cm³，所以1g水的体积就是1mL，50g水的质量就等于50mL的体积。

师：非常棒！你打通了质量和体积之间的关系。这是我们配制溶液时一个非常重要的转化思想。那么，具体的步骤可以概括为哪几个字呢？

生：（在教师引导下归纳）计算、称量、量取、溶解。

师：（板书或PPT展示核心步骤）非常好。现在请根据这个框架，将你们的方案细化，写在导学案的“方案一”中，包括详细的实验数据。

【设计意图：将计算置于操作之前，培养学生的计划性和条理性。通过引导学生思考质量与体积的转化，突破难点，初步构建溶液配制的操作模型。】

2.【非常重要】规范操作，实践探究

师：方案已经确定，数据也已算好（带领学生共同计算：需要氯化钠质量=50g×6%=3g；需要水的质量=50g-3g=47g，即47mL）。现在，请各小组按照方案，开始动手配制。在操作过程中，请时刻注意实验规范，特别是天平的使用和量筒的读数。我将在旁边观察，看哪个小组的操作最规范，像真正的“实验员”。

【学生分组实验，教师行间巡视，进行个性化指导，并“有预谋”地观察和记录学生在操作中可能出现的典型错误。教师重点关注以下几个方面：】

（1）称量环节：【基础】检查天平使用前是否调零，左右两盘是否垫纸，是否遵循“左物右码”原则，取用药品是否规范（用药匙，不可用手），是否接近3g时改为用右手轻轻拍动左手手腕，使药匙中的药品少量振落，直至天平平衡。

（2）量取环节：【高频考点】检查学生选择的量筒量程是否合适（量取47mL水应选用50mL量筒），倾倒液体时试剂瓶口是否紧挨量筒口，读数时视线是否与凹液面最低处保持水平。

（3）溶解环节：【基础】检查是否将称好的氯化钠和量好的水全部倒入烧杯中，并用玻璃棒搅拌，搅拌时是否注意不要碰撞烧杯壁发出声响。

3.质量检验，引发冲突

师：大多数小组已经完成了6%氯化钠溶液的配制。我们配制得是否精准呢？作为一名严谨的实验员，我们必须要对自己的产品进行“质量检验”。（展示电子天平或手持技术数字化密度计）现在，我们请两位“检验员”用高精度电子天平分别称量一下各小组配好的溶液总质量，看看是不是恰好50g？

【学生代表上台操作，测量结果必然五花八门，有的恰好50g，有的明显多于或少于50g。】

师：（基于数据，制造认知冲突）为什么同样的计算，同样的操作，最终产品的质量却不一样？有些小组损失了，有些小组反而增重了？这些“误差”是怎么产生的？请各小组对照刚才的操作流程，进行“复盘”和“会诊”，分析可能造成最终溶液质量偏离50g的原因。

【设计意图：引入“质量检验”环节，将感性操作上升为理性分析。用数据说话，让学生直面“不完美”的实验结果，自然而然地引出误差分析，这是培养科学思维的关键一步。】

4.【非常重要】互动研讨，误差分析

【学生围绕“溶液质量偏离”这一现象展开热烈讨论。教师引导学生从“溶质质量”和“溶剂质量”两个维度进行归因。】

师：溶液质量=溶质质量+溶剂质量。如果最终溶液总质量大于50g，可能是什么多了？小于50g，又可能是什么少了？

生：（小组讨论后发言）

【教师将学生讨论的结果系统化、结构化，形成误差分析的思维导图。】

【高频考点】（1）导致溶质质量分数偏大的原因（即溶质偏多或溶剂偏少）：

a.称量时，【难点】天平未调零，或“左码右物”（且使用了游码），导致实际称取的氯化钠质量大于3g。

b.量取水时，仰视读数（视线低于凹液面最低处），导致实际量取的水的体积偏大？不，这里是导致配制结果偏大还是偏小？要分析清楚：我们的目标是量取47mL水。仰视读数时，读数比实际体积偏小，即当我们看到液面到达47mL刻度线时，实际液面已经超过了47mL，所以实际量取的水的体积偏大，那么溶剂多了，导致溶质质量分数偏小。这是学生最容易混淆的地方，教师必须重点讲解，并用图示法强化。

c.量取水时，俯视读数，导致实际量取的水的体积偏小，溶剂少了，溶质质量分数偏大。

d.向烧杯内转移氯化钠时，纸上有残留，导致溶质偏少，溶质质量分数偏小。

e.将水注入烧杯时，部分水溅出，导致溶剂偏少，溶质质量分数偏大。

f.搅拌时，玻璃棒带出少量溶液，或溶解后未等液体冷却就转移，也会引入微小误差。

【教师边总结边板书，引导学生理解误差分析的逻辑：要判断最终溶质质量分数的变化，核心是比较实际溶质质量和实际溶剂质量相对于理论值的变化。】

（三）任务二：用已配好的6%氯化钠溶液配制50g质量分数为3%的氯化钠溶液（浓溶液稀释法）

1.方案迁移，深化模型

师：我们成功（尽管有误差）配制了6%的盐水。现在需要用这瓶6%的溶液作为“母液”，来配制50g3%的稀溶液。这个问题又该如何解决？固体溶解法的步骤“计算、称量、量取、溶解”还适用吗？请同学们小组讨论，设计新方案。

【学生经过讨论意识到，这里的溶质不再是固体，而是浓溶液。因此“称量”固体这一步要变为“量取”浓溶液。步骤模型演变为：计算、量取、稀释、装瓶。】

师：计算上有什么不同？

生：要计算需要多少克6%的浓溶液，然后加多少克水稀释。计算依据是稀释前后，溶质的质量不变。

师：非常好。这是溶液稀释的核心规律。请同学们计算所需数据。

【学生计算：设需6%溶液质量为x，则x×6%=50g×3%，解得x=25g；需加水的质量=50g-25g=25g，即25mL。】

2.操作实践，关注细节

师：现在请各小组利用刚才配制的6%溶液（不管它有误差，这就是真实的科研过程，用现有的试剂去继续工作），来配制3%的溶液。量取25g6%的溶液，是用天平称质量，还是用量筒量体积？为什么？

生：（讨论）因为6%的溶液是液体，其密度不是1g/cm³，所以我们不能像对待水那样把质量直接转化为体积。必须用天平称取25g。

师：分析得非常透彻！【重要】这是一个极易出错的点。对于液体取用，如果不是水，我们要么用天平称其质量，要么必须知道其密度后才能用体积计算。今天我们的条件有限，所以请大家用天平来称取25g6%的氯化钠溶液。

【学生操作，教师指导。重点指导：如何将烧杯中的浓溶液转移到小烧杯中称量，以及如何添加或取出溶液以得到准确的25g。】

3.整合反思，构建体系

师：现在，我们完成了两种溶液的配制。请大家回顾这两个任务，它们有什么异同？

生：相同点是步骤模型类似，都经历了“计算-取用-混合-装瓶”的过程。不同点是，任务一是从无到有，用固体和水“合成”溶液，需要“称”固体和“量”液体（水）；任务二是从浓到稀，用浓溶液和水“稀释”溶液，取用浓溶液时是用天平“称”质量。

师：总结得非常好。这提醒我们，在配制溶液时，我们必须根据溶质的状态（固体还是液体）和已知条件，来决定是“称”质量还是“量”体积。这是解决所有溶液配制问题的通用模型。

（四）课堂总结，素养升华

师：今天我们成功扮演了实验员的角色，完成了为农业实验室配制盐水的重要任务。在这个过程中，我们不仅复习了溶质质量分数的计算，更关键的是，我们通过亲手操作、质量检验和误差分析，深刻理解了“规范”二字在科学实验中的分量。一个仰视、一个俯视、一次称量时的马虎，都可能导致最终结果的偏差，甚至影响到农业生产的效果。科学不相信眼泪，只相信精准。希望大家能将这种严谨、求实的科学精神，融入到今后的学习和生活中。

七、【热点】板书设计

实验活动5：配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液

——基于真实任务的定量探究

一、任务一：配制50g6%的NaCl溶液（固体→溶液）

1.步骤：计算→称量（固体）→量取（液体）→溶解

2.关键计算：

m(NaCl)=50g×6%=3g

m(H₂O)=50g-3g=47g→V(H₂O)=47mL

3.误差分析（核心逻辑：比较实际值与理论值）

（1）导致ω偏大：溶质偏多（如称量前天平指针偏右、砝码生锈等）或溶剂偏少（如俯视读数、量取的水未全倒入、蒸发等）

（2）导致ω偏小：溶质偏少（如左码右物、转移洒落、砝码缺角等）或溶剂偏多（如仰视读数、烧杯内壁有水等）

二、任务二：用6%的溶液配制50g3%的NaCl溶液（浓溶液→稀溶液）

4.核心规律：稀释前后，溶质的质量不变

5.步骤：计算→称量（浓溶液质量）→稀释（加水）→装瓶

6.关键计算：

m(浓)×6%=50g×3%→m(浓)=25g（注意：此处不可用体积直接取，因密度≠1）

m(H₂O)=50g-25g=25g→V(H₂O)=25mL

三、【非常重要】反思与模型构建

配制溶液通用模型：明确目标（ω和m总）→计算所