九年级化学（初中）《一定溶质质量分数氯化钠溶液的配制》实验教案

九年级化学（初中）《一定溶质质量分数氯化钠溶液的配制》实验教案

第一部分：课标要求与核心素养指向分析

本教学设计严格依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》的要求，深入践行“素养为本”的教学理念。课程内容属于“科学探究与化学实验”主题下的“化学实验基本操作”及“常见的溶液”单元。

核心素养的具体落实路径：

1.化学观念：通过“配制”这一核心活动，深化学生对“溶质质量分数”这一溶液定量组成的核心概念的理解，建立“定量配制”是控制变量、实现溶液功能的基础的化学观念，形成从定性到定量的科学思维进阶。

2.科学思维：

1.3.模型认知：引导学生建立“计算→称量/量取→溶解→装瓶贴签”的溶液配制通用模型。

2.4.推理能力：通过误差分析环节，培养学生基于操作细节进行逆向推理、寻找误差来源的思维能力。

3.5.程序化思维：强化实验步骤的逻辑性与有序性，培养严谨的科学工作习惯。

6.科学探究与实践：本实验是典型的定量实验，是学生系统训练固体药品称量、液体药品量取、溶解、转移等基础操作的综合平台。重点在于引导学生在“做中学”，将操作规范内化为实验技能，并在探究异常现象、反思误差根源的过程中提升实践能力。

7.科学态度与责任：

1.8.严谨求实：强调数据的真实记录和误差的客观分析，反对篡改数据，培养实事求是的科学精神。

2.9.安全与规范：强化实验室安全规则，特别是天平、量筒等精密仪器的规范使用和爱护。

3.10.社会责任：联系医疗（生理盐水）、农业（选种液）、工业等实际应用场景，让学生体会精准配制溶液对社会生产生活的重要意义。

第二部分：教材分析与跨学科整合

1.教材地位与作用：

本实验位于鲁教版九年级上册第三单元《溶液》之后，是“溶液”单元知识从理论走向实践的关键节点。它既是对“溶质质量分数”概念的巩固与应用，又是对之前学习的化学实验基本操作（如药品取用、仪器连接）的一次系统性整合与提升。同时，它为后续学习“粗盐提纯”等更复杂的实验以及高中学习“物质的量浓度溶液的配制”奠定了坚实的技能基础和思维基础。

2.内容深度剖析：

教材通常呈现了配制50g6%氯化钠溶液的步骤。本教学设计将在此基础上进行深化和拓展：

1.原理深化：不仅限于公式“溶质质量=溶液质量×溶质质量分数”的计算，更强调对“溶液质量=溶质质量+溶剂质量”这一等量关系的理解，以及如何通过“量取水的体积”来等效实现“称取溶剂质量”。

2.技能整合：将托盘天平的使用（左物右码、调平、称量纸/烧杯的使用）与量筒的使用（选择、读数、倾倒技巧）置于同一任务中综合考察与训练。

3.误差体系化：将可能的误差来源进行系统化归类（计算误差、称量误差、量取误差、转移溶解损失等），并建立操作细节与误差方向之间的逻辑联系。

3.跨学科视野整合：

1.数学：比例计算、百分数的应用、单位换算（质量与体积通过密度联系）。

2.物理学：天平杠杆原理的理解、量筒读数时的凹液面最低处与视线关系（光的折射现象）。

3.生物学/医学：联系生理盐水（0.9%NaCl）的配制，讨论浓度精准性对细胞活性的重要性。

4.工程与技术：将实验步骤视为一个“微型生产流程”，讨论流程优化（如何减少步骤、避免污染和损失）和质量控制（如何检验配制结果）。

第三部分：学情分析与教学策略

1.学习者分析：

1.知识基础：已学习溶液、溶质、溶剂的概念，理解了溶质质量分数的定义和计算方法。已初步接触托盘天平和量筒。

2.技能基础：具备基本的药品取用、简单仪器使用能力，但操作的规范性、熟练度和精准度有待提高。综合运用多种仪器完成一个定量任务的经验不足。

3.思维特点：九年级学生抽象逻辑思维正在发展，能进行一定的推理，但对误差分析的全面性、系统性把握不足。喜欢动手操作，但对操作背后的原理思考不深。

4.潜在困难：计算错误；天平调平与称量操作不熟练，导致耗时过长或损坏；量筒读数视角错误；溶解时液体溅出；对“先计算后称量”的程序性要求意识不强。

2.针对性教学策略：

1.情境驱动：创设“校园科技节需要配制不同浓度的选种液”或“为班级小药箱配制消毒盐水”的真实情境，激发内在动机。

2.任务分解与可视化：将实验过程分解为“计算室”、“称量室”、“量取溶解室”、“贴签储存室”四个虚拟功能区，利用流程图、微视频（关键操作：天平称量、量筒读数）将抽象步骤可视化。

3.合作学习与角色扮演：小组内分工合作，设置“计算员”、“称量员”、“量取员”、“记录员”、“安全监督员”等角色，促进参与度和责任感。

4.问题链引导探究：设计环环相扣的问题链，如“如何将水的质量转化为体积？”、“为什么不用天平直接称50g溶液？”、“转移时洒出几滴水，对浓度有何影响？”，引导学生深度思考。

5.数字化工具辅助：可引入传感器（如电导率传感器）快速测定不同小组配制溶液的相对浓度，进行横向对比，激发对精确度的追求。

第四部分：教学目标

基于以上分析，制定以下三维教学目标：

1.知识与技能：

1.能准确陈述配制一定溶质质量分数溶液的一般步骤。

2.能根据任务要求，独立完成有关溶质、溶剂质量的计算，并正确换算溶剂体积。

3.能规范、协同地使用托盘天平（包括调零、称量固体）和量筒（选择、量取、读数）进行定量操作。

4.能独立、有序地完成50g6%氯化钠溶液的配制全过程。

2.过程与方法：

1.经历“明确任务→设计方案→实施操作→评价反思”的完整科学探究过程。

2.通过小组合作与讨论，学习计划、分工与协作完成实验任务的方法。

3.初步学会系统分析实验误差来源，并能针对特定误差判断其对结果（溶质质量分数）的影响（偏大、偏小或无影响）。

3.情感·态度·价值观：

1.体验定量实验的严谨性与精确性要求，养成认真、细致、实事求是的科学态度。

2.增强合作意识、安全意识和对精密仪器的爱护意识。

3.感受化学知识在解决实际问题中的价值，激发持续学习化学的兴趣。

第五部分：教学重难点

1.教学重点：

1.2.配制一定溶质质量分数溶液的原理和一般步骤的模型构建。

2.3.托盘天平和量筒的规范、精准操作。

4.教学难点：

1.5.实验过程中系统性误差的分析与逻辑推理。

2.6.多种基本操作在综合实验中的协调与流畅应用。

第六部分：教学准备

1.实验仪器与药品（按4人小组配置）：

1.仪器：托盘天平（带砝码盒或电子天平）、药匙、50mL烧杯（2个，分别用于称量、溶解）、玻璃棒、50mL量筒、滴管、试剂瓶（带标签）、废液缸、抹布。

2.药品：氯化钠（NaCl，分析纯）、蒸馏水。

3.辅助材料：称量纸（或表面皿）、实验报告单、评价量表。

2.信息化资源：

1.教师用：PPT课件（含操作流程图、问题链、误差分析表）、关键操作（天平称量、量筒倾倒与读数）的微视频（正误对比版）。

2.学生用：实验导学案（含预习任务、步骤记录表、误差分析框架）。

第七部分：教学过程实施

第一课时：方案设计与原理探究（40分钟）

环节一：创设情境，明确任务（5分钟）

【教师活动】展示三张图片：1.医院输液用的生理盐水（0.9%NaCl）；2.农业上用16%NaCl溶液选种；3.道路除冰用的融雪盐。提出问题：“这些场景中的盐水浓度可以随意改变吗？为什么？如果请你为学校的生物兴趣小组配制100g16%的NaCl选种液，你需要知道什么？怎么做？”

【学生活动】观察、思考并回答：浓度不能随意改变，不同浓度用途不同。需要知道配制步骤、计算方法、所需仪器。

【设计意图】从真实世界应用切入，凸显溶液浓度精准控制的必要性，将实验任务置于真实问题解决框架中，激发学习动机。

环节二：模型初建，原理剖析（15分钟）

【教师活动】

1.任务简化：将100g16%的选种液任务简化为本节课核心任务——配制50g6%的氯化钠溶液。提问：“6%的含义是什么？要得到50g这样的溶液，我们需要多少克NaCl和多少克水？”

2.引导计算：板书或引导学生口述计算过程。

1.3.需NaCl质量=50g×6%=3g

2.4.需水的质量=50g-3g=47g

5.关键转化：提问：“在实验室，我们如何方便地量取47g水？”引导学生回忆水的密度（≈1g/cm³），得出需量取47mL水。

6.步骤建模：组织学生讨论，根据计算结论，推导出需要经历的步骤。教师利用流程图进行梳理和精炼，形成核心操作模型：

计算→称量(3gNaCl)→量取(47mL水)→溶解→装瓶贴签

【学生活动】进行演算；参与讨论，尝试说出步骤；理解“质量-体积”转化的依据。

【设计意图】引导学生从任务出发，自主推导出实验原理和核心步骤，完成知识的内化与模型的初步构建。

环节三：细节探究，技能聚焦（15分钟）

【教师活动】针对模型中的关键步骤，以问题链形式引导学生深入思考操作细节：

1.关于“称量”：

1.2.“称量3gNaCl，用哪台仪器？如何调平？”

2.3.“NaCl是固体粉末，能否直接放在天平的托盘上？应使用什么盛放？”（引入称量纸或干燥的小烧杯）。

3.4.播放“托盘天平规范称量”微视频（重点：调零、左物右码、增减砝码/移动游码顺序、药品添加方式）。

5.关于“量取”：

1.6.“量取47mL水，选择多少量程的量筒合适？为什么？”（选择50mL量筒，确保精确度）。

2.7.“如何准确读取47mL水的体积？”（回顾“量筒读数”要点：放平、视线与凹液面最低处相平）。

3.8.播放“量筒倾倒与读数”微视频（正误对比，强调滴管辅助）。

9.关于“溶解”：

1.10.“溶解在哪个仪器中进行？”（烧杯）

2.11.“如何加快溶解？搅拌时应注意什么？”（玻璃棒搅拌，不碰撞杯壁杯底）。

3.12.“溶解时，若发现还有未溶的NaCl，所得溶液浓度是偏大还是偏小？”（为误差分析铺垫）。

【学生活动】观看视频，回顾或学习操作要点；回答教师提问；在导学案上记录关键注意事项。

【设计意图】将综合技能分解到具体操作点，利用可视化资源强化规范操作的要领，为第二课时的成功实践扫清障碍。

环节四：方案预演，安全教育（5分钟）

【教师活动】

1.引导学生小组内分工，明确角色（计算/称量/量取/记录）。

2.强调安全与规范：天平砝码要用镊子取放；玻璃仪器轻拿轻放；实验后整理清洁；NaCl虽无毒，但不得品尝任何化学药品。

3.布置课后任务：熟记步骤，在脑海中模拟实验过程。

【学生活动】进行小组分工；复述安全要点。

【设计意图】培养计划性和团队协作意识，强化实验室规则，确保实验安全有序。

第二课时：实验实施与深度反思（40分钟）

环节一：任务重温，规范重申（3分钟）

【教师活动】简要回顾配制模型、关键操作要点和安全要求。宣布实验开始，提醒各组检查仪器药品是否齐全。

【学生活动】快速检查实验台，进入准备状态。

环节二：分组实验，巡回指导（25分钟）

【学生活动】按照分工和既定方案，协同完成实验。记录员在报告单上实时记录关键数据（实际称得NaCl质量、实际量取水的体积）和实验现象。

【教师活动】进行高效巡视与个性化指导，重点关注：

1.普遍性问题干预：如天平未调平即开始称量、量筒读数姿势错误等，及时集体提醒。

2.个性化困难解决：针对个别小组遇到的具体问题（如游码移动困难、药品洒落）进行现场指导。

3.过程性评价：观察并记录各小组的操作规范性、协作流畅度、台面整洁度。

4.生成性资源捕捉：留意各组出现的典型操作偏差或异常现象，作为后续误差分析的鲜活案例。

【设计意图】将课堂还给学生，使其在真实操作中固化技能，培养协作能力。教师的角色是支持者、观察者和评价者。

环节三：结果展示，初步反思（5分钟）

【教师活动】邀请2-3个小组展示他们配制的溶液和标签（标签应包含溶液名称、溶质质量分数、配制日期、配制者），并简要分享操作过程中的一个“成功经验”或一个“小意外”。

【学生活动】展示成果，进行简短的口头反思。

【设计意图】提供展示平台，分享经验，初步暴露共性问题，营造开放反思的氛围。

环节四：误差溯源，思维进阶（7分钟）

【教师活动】这是本节课思维训练的高潮。提出核心问题：“理论上我们配制的溶液是6%，但实际浓度可能恰好是6%吗？哪些操作可能导致浓度偏差？”

引导学生从溶质和溶液（或溶剂）两个角度，系统构建误差分析框架：

误差来源分类

具体操作失误示例

对溶质质量分数的影响

溶质质量偏大

1.天平未调平，指针偏左时开始称量（左物重）

2.砝码生锈或沾有污物

3.NaCl潮湿，实际称得NaCl中水分占一部分

偏大

溶质质量偏小

1.药品洒落

2.称量纸破损导致损失

3.左盘放砝码，右盘放药品（错误操作）且使用了游码

4.NaCl转移入烧杯时有残留

偏小

溶剂体积偏大

1.量取水时仰视读数

2.烧杯内壁原本有水珠未干燥

偏小

溶剂体积偏小

1.量取水时俯视读数

2.量取好的水在转移时有洒出

偏大

其他

1.溶解时，少量溶液溅出（溶质溶剂均损失）

2.配制完成后，装瓶时有少量溶液洒出（无影响）

情况复杂，需具体分析

【学生活动】根据自己小组的操作经历，对照表格进行诊断和归因，在报告单上完成误差分析部分。

【设计意图】将零散的“注意事项”上升为系统化的“误差分析”科学思维工具，培养学生从结果反推原因的逻辑推理能力和全面、辩证分析问题的能力。

第八部分：板书设计（思维导图式）

板书在兩课时中动态生成，最终形成如下结构：

一定溶质质量分数溶液的配制

（以50g6%NaCl为例）

↓

【原理】

溶质质量=溶液质量×质量分数

↓

【计算】

NaCl:50g×6%=3g

水:50g-3g=47g→47mL(ρ水≈1g/mL)

↓

【核心模型：计算→称量→量取→溶解→装瓶】

│

┌───────┬───────┬───────┐

↓↓↓↓

【称量3gNaCl】【量取47mL水】【溶解】【贴签】

仪器：托盘天平仪器：50mL量筒仪器：烧杯名称：

要点：左物右码要点：平视凹液面玻璃棒搅拌浓度：

调平、纸/烧杯滴管辅助日期：

│

↓

【误差分析】

溶质角度：称量偏差、损失...

溶剂角度：量取偏差、损失...

第九部分：作业设计（分层与拓展）

1.基础性作业（必做）：

1.完成实验报告单的详细撰写，包括实验目的、原理、步骤（用流程图表示）、数据记录、误差分析及实验心得。

2.课本相关习题，巩固溶质质量分数的计算。

2.拓展性作业（选做，二选一）：

1.设计题：请设计一个实验方案，用已配好的6%NaCl溶液和蒸馏水，配制50g3%的NaCl溶液。需要哪些仪器？简述步骤。

2.探究题：查阅资料，了解医用生理盐水为何必须是0.9%的氯化钠溶液。浓度过高或过低对人体细胞会造成什么影响？撰写一份300字左右的小报告。

3.实践