高中化学必修一《配制一定物质的量浓度溶液的深度学习设计》教案

高中化学必修一《配制一定物质的量浓度溶液的深度学习设计》教案

一、教学背景与设计理念

本节课是高中化学必修一“物质的量”这一核心概念的具体应用与深化，是连接宏观世界（质量、体积）与微观世界（粒子数目）的重要桥梁，也是学生后续学习离子反应、中和滴定等定量实验的基础。基于当前课程改革强调的“核心素养”导向，本设计摒弃了传统的“灌输式”实验步骤讲解模式，创新性地采用了“项目驱动+问题链引导+数字化赋能”的教学策略。设计理念围绕“真实问题引发认知冲突—实验探究建构操作模型—数据分析深化误差理解—社会角色延伸价值认同”的逻辑链条展开。通过创设“药剂科实习生配制临床输液”的职业情境，将静态的知识点转化为动态的、富有挑战性的探究任务，旨在让学生在“做中学”、“错中悟”，不仅掌握配制一定物质的量浓度溶液的程序性知识，更在思维层面建立起定量实验的严谨性（【非常重要】），培养“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”及“科学探究与创新意识”的化学核心素养（【热点】）。

二、教学对象分析

教学对象为高中一年级学生。在知识储备上，学生已经学习了物质的量、摩尔质量的概念及简单计算，也掌握了初中阶段质量分数溶液的配制方法，对溶液配制有初步的感性认识。在能力基础上，学生具备基本的实验操作技能，但对于精确定量实验（如使用容量瓶）缺乏经验，对实验误差的系统分析能力尚显薄弱，思维的严密性和深刻性有待提升。此外，学生对化学实验在医疗、科研等领域的实际应用充满好奇，这正是激发其内在学习动机的良好契机。因此，本设计将重点放在帮助学生跨越从“粗略配制”到“精确定量”的认知台阶，突破容量瓶规范使用和误差分析这两个【难点】。

三、教学目标设计

根据课程标准与学情分析，制定如下教学目标：

1.知识与技能目标：学生能准确复述物质的量浓度的概念及其数学表达式（c_B=n_B/V）；能独立完成用固体溶质配制一定体积、一定物质的量浓度溶液的操作，熟练掌握容量瓶的检漏、转移、定容等关键操作（【基础】）；能正确分析并计算实验误差。

2.过程与方法目标：通过小组合作设计实验方案并动手操作，体验科学探究的一般过程；通过对比、归纳不同操作对实验结果的影响，初步建立定量实验的误差分析思维模型（【重要】）。

3.情感、态度与价值观目标：在模拟职业角色的过程中，感受化学定量操作在人类健康（如配制生理盐水）中的严肃性与责任感；通过数字化实验的引入，感悟科技进步对科学研究的推动作用，培养严谨求实的科学态度。

四、教学重难点

1.教学重点：一定物质的量浓度溶液的配制原理及规范操作步骤（计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀）。

2.教学难点：容量瓶的正确使用（特别是定容操作的要领）；配制过程中不当操作所引发的误差分析。

五、教学准备

1.仪器与药品：多媒体投影仪、智能手机（投屏用）、手持技术电导率传感器（数字化实验用）。学生分组实验（4人/组）：托盘天平（含砝码）、药匙、滤纸、大小合适的烧杯（两个）、玻璃棒、规格为100mL的容量瓶、胶头滴管、试剂瓶、蒸馏水、氯化钠固体。

2.教学资源：自制微课《容量瓶使用宝典》、模拟医院化验单、数字化实验数据采集与分析系统。

六、教学实施过程（核心环节，占篇幅90%）

（一）创设情境，角色导入（约3分钟）

【课堂活动】

教师利用多媒体展示一张真实的医院化验单，上面标有“葡萄糖5.00mmol/L”等字样。提问：“同学们，这张化验单上的单位与我们初中学习的‘质量分数’（%）有何不同？如果你是医院的药剂师，现在需要紧急配制100mL0.9%的生理盐水（质量分数）用于病人输液，和配制100mL0.1mol/L的稀盐酸用于实验，你觉得哪个浓度表示法在操作上更能精准控制溶质的物质的量？”

【设计意图】以真实情境引入，制造认知冲突。通过对比初中与高中浓度表示法的不同，引出物质的量浓度在科学计算和实验中的便利性，同时赋予学生“药剂师”这一职业角色，增强任务驱动感和责任感（【热点】）。此处点明课题，板书优化后的标题。

（二）温故知新，构建概念（约5分钟）

【课堂活动】

1.概念回顾：引导学生快速回顾物质的量浓度的定义（单位体积溶液中所含溶质B的物质的量）、符号（c_B）、单位（mol/L）及公式（c_B=n_B/V）。【教师强调】公式中的“V”特指“溶液的体积”，而非溶剂体积，这是【高频考点】，也是后续实验设计的理论基础。

2.任务拆解：承接导入任务，教师引导学生根据公式逆向推导：要配制100mL0.1mol/L的NaCl溶液，我们需要解决的核心问题是什么？

（1）如何获得所需溶质的“物质的量”（n）？——转化为求质量（m=n×M）。

（2）如何精确控制溶液的最终“体积”（V）为100mL？——引出精密仪器“容量瓶”。

【设计意图】通过公式的逆向拆解，将宏观任务转化为具体的微观操作目标，既巩固了概念计算，又为后续容量瓶的引出和实验步骤的探究铺平了道路，体现了“宏观辨识与微观探析”的核心素养。

（三）合作探究，方案设计（约7分钟）

【课堂活动】

教师将计算任务交给学生：请计算配制100mL0.1mol/LNaCl溶液所需NaCl固体的质量。学生计算后得出需要0.585g（实际应称0.6g，此处为理论值，后续讨论精度）。

紧接着，教师展示一系列仪器（量筒、烧杯、容量瓶等），提出核心探究问题：“如何利用这些仪器，精准地将这0.6gNaCl配制成体积为100.00mL的溶液？”要求学生分组讨论，设计初步的实验方案，并派代表上台简述。

【学生预设方案】

方案一：将0.6gNaCl放入烧杯中，用量筒量取100mL蒸馏水加入，搅拌溶解。

方案二：将0.6gNaCl放入烧杯中，加少量水溶解，然后转移到量筒中，再加水至100mL。

方案三：将0.6gNaCl放入烧杯中，加少量水溶解，然后转移到一种带有精确刻度线的玻璃仪器（容量瓶）中，再加水至刻度线。

【教师引导与辨析】引导学生分析前两种方案的弊端：方案一中，溶质溶解后体积会发生变化，100mL水+溶质体积大于100mL，浓度偏小；方案二中，量筒是量出式仪器，用于量取液体，不能用作配制容器，且内壁残留会导致误差。由此，自然地引出本节课的“主角”——容量瓶。

【设计意图】此环节通过让学生经历“试错”与“方案对比”，深刻理解为何不能用烧杯或量筒直接配制。学生在思辨中自主建构了对容量瓶的需求，变被动接受为主动探究，有效突破了教学难点。

（四）实验准备，聚焦“容量瓶”（约8分钟）

【课堂活动】

1.观察与认识：教师分发容量瓶，让学生分组观察其结构（细颈、梨形、平底），并阅读瓶身标签上的信息：温度（一般为20℃）、规格（100mL）、刻度线。教师讲解【重要】知识点：容量瓶是“量入式”精密仪器，其容积是指在20℃时，液体凹液面最低处与刻度线相切时所容纳的体积。

2.自学与演示：播放微课《容量瓶使用宝典》，重点展示两个核心操作：

（1）检漏：【非常重要】。教师边播放边口述步骤：注入适量水，盖好瓶塞，倒立检查是否漏水；若不漏，将瓶塞旋转180°，再次倒立检查。两次均不漏水方可使用。

（2）使用禁忌：不能用于溶解、稀释（因溶解过程可能有热效应，影响容积精度）；不能加热；不能长期存放溶液；不能用作反应器。

3.口诀强化：引导学生总结容量瓶使用的“一查、二不、三不能”口诀，强化记忆。

【设计意图】通过实物观察、微课自学和教师强调相结合的方式，将容量瓶这一新仪器的知识点讲透、讲细。特别是对检漏操作的强调，是保证实验成功的前提，体现了定量实验的严谨性。

（五）实操演练，建构步骤（约15分钟）

【课堂活动】

学生按照既定方案，正式以“药剂师”身份开始配制100mL0.1mol/L的NaCl溶液。教师巡视指导，并用手机实时拍摄学生的典型操作（规范的与错误的），同步投屏到大屏幕上。

实验步骤按流程推进，教师每步都设置“问题链”引导学生思考操作背后的原理：

1.计算（已做）。

2.称量：【教师投屏捕捉】有学生直接将NaOH（此处虽为NaCl，但可借此延伸）放在滤纸上称量，有学生放在烧杯中称量。教师暂停实验，提问：“对于易潮解的NaOH固体，我们的称量方式一样吗？为什么？”引导学生明确腐蚀性、易潮解药品需放在烧杯中快速称量。

3.溶解与冷却：【教师强调】将溶质倒入烧杯，加适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌至完全溶解。【核心提问】“为什么必须冷却至室温后才能转移到容量瓶？”引导学生理解热胀冷缩会导致体积不准，温度高于20℃时，实际容积偏大，若此时定容，冷却后体积缩小，浓度将【偏大】（此为【高频考点】）。

4.转移与洗涤：【教师投屏捕捉】学生转移时玻璃棒未靠内壁、烧杯未洗涤等。【核心提问】“为什么一定要用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2-3次，并将洗涤液全部转移到容量瓶？”引导学生理解这是为了将溶质“全部”转移，若未洗涤，溶质损失，浓度【偏小】（【重要】）。

5.定容：【非常重要】。教师示范操作：向容量瓶中加水至距离刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加，直至溶液的凹液面最低点与刻度线相切。【教师投屏捕捉】学生俯视或仰视读数。【核心提问】“若定容时仰视刻度线，实际液面高于刻度线，溶液体积偏大，浓度如何变化？（【偏小】）若俯视呢？（【偏大】）”

6.摇匀与装瓶：盖好瓶塞，反复上下颠倒摇匀。然后转移至试剂瓶，贴好标签（注明名称、浓度）。

【设计意图】这是本节课的【核心】。通过“边做边讲边纠错”的沉浸式教学，将传统的八个步骤融入到真实操作中。借助投屏技术放大细节，让每个学生都能看清规范与错误。每一步都伴随问题链，将“是什么”升华为“为什么”，使知识内化为能力。

（六）数据赋能，误差分析（约7分钟）

【课堂活动】

此时，教师引入数字化实验手段。选取一组学生刚才配制的溶液（假设浓度为0.1mol/L），用电导率传感器测量其实际电导率，并与标准0.1mol/LNaCl溶液的电导率进行对比。屏幕上实时显示数据曲线。

1.现象观察：如果配制的溶液电导率与标准值有偏差，教师立即抓住这个“意外”作为教学资源。

2.归因分析：引导学生从刚才的实验录像中“找茬”。教师回放几段典型错误操作（如未洗涤烧杯、定容俯视、摇匀后又加水等），让学生分组讨论这些操作分别会导致n和V如何变化，最终浓度是偏大、偏小还是不变？

3.模型建构：引导学生总结误差分析的通用方法——紧扣公式c=n/V。所有操作，凡是导致溶质n偏大的，浓度偏大；导致溶液体积V偏大的，浓度偏小；反之亦然。并完成以下归类（板书或PPT展示）：

（1）导致n减小的操作（如砝码生锈、未洗涤、转移洒出）——浓度偏小。

（2）导致n增大的操作（如称量吸潮、量筒量取浓溶液时仰视）——浓度偏大。

（3）导致V减小的操作（如未冷却、俯视定容）——浓度偏大。

（4）导致V增大的操作（如摇匀后加水、仰视定容、热溶液未冷却）——浓度偏小。

（5）无影响的操作（如容量瓶内有水、摇匀后液面下降）。

【设计意图】将数字化实验与误差分析相结合，让抽象的“误差”变得可视、可感。学生通过数据分析反推实验操作，经历了“实验现象—提出假设—证据推理—得出结论”的完整科学探究过程，这是对【高频考点】和【难点】的高效突破。

（七）应用迁移，总结提升（约5分钟）

【课堂活动】

1.回归情境：教师再次展示医院化验单，提问：“现在你作为药剂师，明白了为什么化验单上的数据要用物质的量浓度了吗？它不仅便于医生计算药物用量，更便于我们精准配制。”回扣导入，实现闭环。

2.拓展挑战：教师提出新问题：“如果需要用18mol/L的浓硫酸配制100mL1mol/L的稀硫酸，步骤和今天用固体配制有什么不同？需要注意什么安全事项？”引导学生思考稀释法（先计算、再量取、后稀释冷却）的流程，强调“酸入水”的安全原则，为下节课做铺垫。

3.课堂小结：请学生用一句话总结本节课最大的收获或最深刻的体会。教师最后寄语：“定量实验的魅力在于精准，而精准来源于对每一个细节的敬畏。”

【设计意图】通过拓展问题，将本节课所学技能迁移到新的情境（浓溶液稀释），实现举一反三。同时，职业情境的再次出现，升华了学科价值