初中化学九年级下册第九单元课题2《溶解度》核心素养教学设计

初中化学九年级下册第九单元课题2《溶解度》核心素养教学设计

一、教学背景分析

（一）课标要求与教材分析

《义务教育化学课程标准（2022年版）》对本课题的内容要求归属于“物质的性质与应用”学习主题。课标明确指出：学生应通过实验探究认识溶解现象，知道溶液是由溶质和溶剂组成的，理解饱和溶液与溶解度的含义；能利用溶解度曲线查阅相关物质的溶解度，并能进行溶质质量分数的简单计算。课标特别强调“宏微符”三重表征的融合——即宏观现象（物质溶解）、微观本质（粒子运动与相互作用）与符号表征（溶解度曲线、溶质质量分数表达式）的统一。教材（人教版九年级下册）将“溶解度”编排于第九单元课题2，紧承课题1“溶液的形成”。本课题在知识体系中处于枢纽位置：既是溶液定性概念的深化，又为后续粗盐提纯（酸碱盐反应）、定量计算及高中化学“化学平衡”“溶解平衡”的学习奠定逻辑基础。教材内容呈现为“饱和溶液”“溶解度”“溶解度曲线”三个递进板块，暗含了从定性到定量、从实验事实到模型认知的认知路径。作为学科核心概念，溶解度不仅承载化学计算的方法论，更凸显控制变量思想、数据图表分析等科学探究要素。

（二）学情分析

九年级学生处于形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期。课前，学生已能辨识溶质、溶剂，了解溶液均一稳定的宏观特征，但尚缺乏从微观粒子行为解释溶解过程的经验；对于“定量刻画溶解限度”的认知几乎为零。学生日常接触过“糖水浓淡”“汽水冒泡”等生活经验，但容易混淆“溶解能力”与“溶解速率”。从心理特征看，学生对实验操作兴趣浓厚，但对曲线图读取、数据内推外推感到困难，畏惧计算。因此，本设计需搭建多个支架：以控制变量实验突破饱和概念；以微观动画突破溶解度定义的“条件四要素”；以函数图像突破曲线含义。特别关注学生“前概念”——如认为“搅拌能让物质溶解得更多”，教学中需通过对比实验进行概念转变。

（三）教学理念与设计思路

以发展学生化学学科核心素养为纲，遵循“真实情境—问题驱动—实验探究—模型建构—迁移应用”的认知链。本设计打破教材线性顺序，重构为“溶解限度的定性感知→定量表征→规律建模→价值回归”四阶螺旋结构。全程贯穿大概念“物质的变化与限度”，并有机融合物理学“浮力”（盐水选种）、生物学“生理盐水浓度”作为跨学科情境支点。课时安排为2课时，第1课时指向饱和溶液与溶解度定义，第2课时聚焦溶解度曲线及应用。教学设计核心特征是：将教师“教”的行为转化为学生“学”的事件，每个知识点都匹配可观测的学生表现任务。

二、教学目标与核心素养

（一）教学目标

1.通过探究硝酸钾在水中溶解限度的实验，能说出饱和溶液与不饱和溶液的含义，并能设计实验使二者相互转化，发展“科学探究与创新意识”。【重要】

2.基于固体物质溶解度的定义，能从“温度一定、100g溶剂、饱和状态、溶质质量”四个维度完整复述溶解度概念，并运用控制变量思想解释数据，培养“证据推理与模型认知”。【非常重要】

3.通过绘制并分析几种物质的溶解度曲线，能描述多数固体溶解度随温度变化的常见规律，并能利用曲线解决结晶、鉴别等实际问题，强化“科学态度与社会责任”。【热点】【高频考点】

4.通过对气体溶解度影响因素的分析，体会化学与生活的紧密联系，初步建立“条件改变引发限度改变”的辩证观。【一般】

（二）核心素养落脚点

宏观辨识与微观探析：从硝酸钾晶体消失到离子水合过程动画，建立溶解的微粒观；变化观念与平衡思想：理解溶解平衡是动态的、相对的饱和；模型认知：以溶解度曲线作为表征溶解规律的数学模型；科学探究：控制变量法在比较不同物质溶解度时的全程应用。

三、教学重难点

（一）教学重点

1.建立饱和溶液的概念，并理解其“暂时、有条件”的相对性。【非常重要】

2.溶解度的定义四要素及其内涵。【非常重要】【高频考点】

3.溶解度曲线的点、线、面的意义及查图技能。【热点】

（二）教学难点

1.溶解度的定义中“100g溶剂”这一规定量的本质——统一标准比较溶解能力。【难点】

2.从溶解度曲线推断结晶方法（蒸发结晶与降温结晶）的适用条件。【难点】

3.气体溶解度与压强、温度关系的微观解释。【一般】

四、教学方法与资源

（一）教学方法

采用“探究—建构”式教学。主要运用控制变量实验法、三重表征对话法、图线分析法、认知冲突突破法。教师作为引导者，通过“问题串”驱动思维外显；学生以4人小组为单位，经历“预测—实验—证据—结论”的完整探究回路。

（二）教学资源

1.实验器材：试管、烧杯、玻璃棒、酒精灯、铁架台、石棉网、托盘天平、量筒；硝酸钾、氯化钠、氢氧化钙、蔗糖、硝酸铵；蒸馏水；可乐瓶、注射器（用于气体溶解度演示）。

2.数字化资源：物质溶解微观过程三维动画、溶解度曲线动态生成GeoGebra课件、手持技术温度传感器（测量溶解过程温度变化）。

3.情境素材：海水晒盐工艺流程图、潜水员血氧含量资料卡。

五、教学实施过程

第一课时：从定性饱和到定量溶解度

（一）锚定情境，暴露前概念

【环节目标】激活生活经验，引发对“溶解限度”的认知需求。

教师展示两杯水：室温下分别加入一药匙蔗糖和五药匙蔗糖，提问“哪杯糖水更甜？再继续加糖，能无限溶解吗？”学生凭直觉认为“一直加一直溶”。教师随即演示：20mL水中逐次加入硝酸钾，每次约2g，搅拌至溶解后再加。当加至第6次时，烧杯底部出现不再溶解的晶体。学生观察到“有剩余”，认知冲突产生：糖水并非能无限变浓。【重要】

教师追问：此刻的溶液是否不能再溶解硝酸钾了？部分学生回答“是”。教师此时不急于纠正，而是将烧杯微微加热，晶体全部消失；再将烧杯静置冷却，晶体再次析出。引导学生得出：饱和是有条件的，改变温度可打破饱和状态。【难点突破点】

板书并强调：饱和溶液——在一定温度下、一定量溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液；不饱和溶液——还能继续溶解该溶质的溶液。【非常重要】

（二）任务驱动，设计转化方案

【环节目标】通过对饱和与不饱和相互转化的实验设计，深化对“条件变量”的理解。

小组任务：每组领取一瓶标有“饱和硝酸钾溶液”的试剂（底部有晶体）和一瓶“不饱和硝酸钾溶液”，限用给定的蒸馏水、硝酸钾固体、酒精灯、冰块，设计至少两种方案完成转化，并记录现象。学生通过讨论提出方案：对饱和溶液——加水、升温；对不饱和溶液——加溶质、降温（部分可能析出）、蒸发溶剂。教师巡视并引导小组归纳转化路径，以概念图形式呈现在学案上。【重要】

此处教师需澄清一个极易混淆点：【难点】“饱和溶液一定是浓溶液吗？不饱和溶液一定是稀溶液吗？”教师展示：室温下饱和氢氧化钙溶液（稀）与60℃时接近饱和的硝酸钾溶液（浓），通过对比明确“饱和与浓度无必然联系”，破除错误观念。

（三）定量需求，引出溶解度定义

【环节目标】从比较溶解能力的困境过渡到溶解度的规定性定义。

情境问题：如何比较氯化钠和硝酸钾在水中的溶解能力？学生初始方案多为“分别取等量水，看谁溶得多”。教师追问：温度不同怎么办？溶剂不是整克数怎么办？溶液不饱和怎么办？学生意识到必须统一标准。教师顺势介绍历史：化学家采用“一定温度下，物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量”作为溶解度的定义，单位是克。【非常重要】【高频考点】

教师以板书结构化呈现溶解度四要素：①温度指定；②100g溶剂；③饱和状态；④溶质质量（单位：克）。并强调：溶解度的本质是“最大溶解量”的数值化。随即进行巩固训练：已知20℃时NaCl的溶解度为36.0g，请说出此数据的含义。要求学生完整复述：20℃时，100g水中最多能溶解36.0g氯化钠，溶液达到饱和。【重要】

（四）探究影响溶解度的因素

【环节目标】通过实验及数据对比，归纳内因（溶质、溶剂种类）与外因（温度）对溶解度的影响。

学生小组实验：室温下，分别向两支试管加入3g硝酸钾和3g氯化钠，各注入5mL水，振荡。观察全溶情况。发现硝酸钾有剩余，氯化钠全溶。教师提供不同温度下硝酸钾溶解度数据表，追问：室温下，谁溶解能力强？结论是氯化钠。教师提醒：若无温度限制，比较溶解能力需在同一温度下。再问：那么如何增大硝酸钾的溶解度？学生根据前实验答“升温”。【重要】

展示气体溶解度受温度和压强影响的实例——打开可乐瓶冒出大量气泡。教师演示：用注射器抽取可乐液上气体，拉动活塞，压强减小，可乐剧烈沸腾。学生直观感受压强与气体溶解度的正相关。并用分子间隔动画解释：压强减小，气体分子逸出倾向增大。【一般】

教师归纳：固体溶解度一般随温度升高而增大（氢氧化钙等极少数反常）；气体溶解度随温度升高而减小，随压强增大而增大。【热点】

（五）小结与检测

学生独立完成概念辨析题，如：“20℃时，100g水中溶解了20g硝酸钾，则硝酸钾的溶解度是20g。”引导学生揪出“未指明饱和”的漏洞。教师点评并布置课后任务：预习溶解度曲线，完成硝酸钾溶解度数据的表格转折线图预绘制。【重要】

第二课时：从数据到模型——溶解度曲线的价值

（一）数据分析，建构曲线模型

【环节目标】通过描点连线，体验将离散数据转化为连续图像的科学建模过程。

教师提供硝酸钾、氯化钠、氢氧化钙在不同温度下的溶解度数据表。学生以小组为单位，在坐标纸上绘制三种物质的溶解度曲线。教师用GeoGebra动态演示曲线生成过程，强调“点”表示该温度下的溶解度，“线”反映溶解度随温度的变化趋势。【非常重要】【热点】

引导学生观察比较：硝酸钾曲线陡峭，氯化钠曲线平缓，氢氧化钙曲线随温度升高而下降。追问：曲线越陡，说明什么？学生得出：溶解度受温度影响越大。教师介绍“陡升型”“缓升型”“下降型”三种典型曲线。【重要】

（二）深度读图，挖掘曲线内涵

【环节目标】从点、线、面三个层次解读溶解度曲线的化学含义。

教师以硝酸钾曲线为例，提出层层递进的问题串：

1.【点】70℃时硝酸钾的溶解度是多少？该点表示什么状态？（学生查图，约138g；饱和溶液）

2.【线】将90℃的硝酸钾饱和溶液降温到20℃，观察图像，推测现象。（析出晶体，且析出质量可计算）

3.【面】曲线下方区域表示什么？上方区域呢？（曲线下方为不饱和溶液；上方为过饱和状态，但通常不稳定）【难点】

4.【交点】两条曲线相交时，该温度下两物质溶解度相等。

教师引出中考核心题型：根据溶解度曲线判断提纯方法。对比硝酸钾和氯化钠曲线：硝酸钾适合用降温结晶（冷却热饱和溶液），氯化钠适合用蒸发结晶。并提供工业海水晒盐、制取硝酸钾晶体的流程图，将曲线知识与生产实际对接。【高频考点】【非常重要】

（三）跨学科融合：盐水选种与浮力

【环节目标】从物理浮力视角深化对溶液浓度调控的理解。

播放农民用食盐水选种短视频。教师引导：饱满种子密度大，下沉；瘪种密度小，漂浮。但盐水浓度多大才合适？学生计算：20℃时NaCl溶解度为36.0g，饱和食盐水密度约为1.17g/cm³，而种子密度约为1.1g/cm³左右，因此必须用不饱和盐水。进一步提问：若温度升高，盐水选种效果是否受影响？结合溶解度曲线，温度升高食盐溶解度微增，密度变化不大，但实际操作中为常温。此环节凸显了化学定量对农业技术的支撑作用。【一般】

（四）溶质质量分数与溶解度的关联

【环节目标】理清溶解度与溶质质量分数的区别与公式变换。

教师板书：饱和溶液中溶质质量分数=溶解度/（100g+溶解度）×100%。强调该公式仅适用于饱和溶液，且温度对应。【重要】学生立即演练：已知20℃硝酸钾溶解度为31.6g，求该温度下饱和硝酸钾溶液的溶质质量分数。（约24%）教师指出：溶解度可换算为浓度，但二者概念不同，溶解度是“溶解能力”属性，溶质质量分数是“溶液组成”属性。【难点】

（五）气体溶解度的定量视角（拓展选学）

【环节目标】初步认识气体溶解度的表示法，形成完整溶解度观念。

教师简介气体溶解度通常用“体积比”表示（如氧气20℃时溶解度为0.031，表示1体积水约溶解0.031体积氧气）。与固体溶解度定义区分：气体溶解度受压强影响极大，定义标准是“压强为101kPa和一定温度时，1体积水里溶解达到饱和状态时的气体体积”。通过潜水员血氧含量、鱼塘增氧机等生活实例强化气体溶解度与温度、压强的关系。【一般】

（六）素养测评，迁移创新

【环节目标】通过开放性任务评估学生运用溶解度曲线解决复杂问题的能力。

呈现一张未标明物质的三条溶解度曲线，给出三条线索：

A曲线：温度升高溶解度显著增大，且80℃时溶解度为169g；

B曲线：溶解度受温度影响很小，始终在36g左右；

C曲线：溶解度随温度升高而减小。

学生小组讨论，推断A为硝酸钾（或硝酸钠），B为氯化钠，C为氢氧化钙或气体（但气体通常不绘制于此，强调是固体）。进阶任务：设计实验鉴别室温下A、B两种白色固体。方案可包括：分别取等量固体于试管，加20℃水观察溶解量；或配成饱和溶液再降温，观察析出快慢。【重要】

此环节充分暴露学生思维，教师针对“是否控制温度、溶剂体积”等细节进行点评。

六、板书设计

一、饱和溶液与不饱和溶液

1.定义：温度、溶剂一定，能否继续溶解

2.相互转化：（升温/加水/蒸发/降温/加溶质）

3.饱和溶液≠浓溶液

二、溶解度（S）

1.四要素：温度、100g溶剂、饱和、溶质质量(g)

2.含义：例：20℃S_NaCl=36.0g

3.影响因素：溶质/溶剂种类、温度（固体）、温度压强（气体）

三、溶解度曲线

1.点：某温下溶解度、饱和状态

2.线：溶解度随温度变化趋势——陡升（降温结晶）、缓升（蒸发结晶）、下降

3.交点：溶解度相等

4.应用：提纯方法选择、物质鉴别、溶液配制

四、关联公式

饱和溶液溶质质量分数=S/(100+S)×100%

七、作业与评价

（一）分层作业设计

1.基础巩固（必做）：教材第40页课后习题第2、4、6题。重点巩固溶解度四要素辨析及曲线读图。【重要】

2.实践应用（选做）：查阅资料，绘制蔗糖在不同温度下的溶解度曲线，并解释为什么冬天制作冰糖葫芦时糖液需熬煮更久？【一般】

3.创新拓展（小组合作）：设计简易“天气瓶”，利用硝酸钾和氯化铵溶解度随温度变化的差异，制作可根据晶体形态预测天气的装置，撰写科学原理说明。【一般】

（二）评价量规

过程性评价占60%：实验操作规范性、小组合作参与度、学案记录完整性；终结性评价占40%：纸笔测试中关于溶解度曲线选择题、溶解度含义辨析题、结晶方法推断题。针对【高频考点】题型，设置变式训练，如给出两种物质溶解度曲线，判断某温度下等质量饱和溶液降温后析出晶体质量的大小关系。

八、教学反思

（一）设计特色