| 葉家棟
【文 / 課程及教學研究中心副研究員 葉家棟】
科學概念反映科學現象和過程的共同性質及本質特徵,是對科學現象和過程的抽象化和概括化的一種思維總結,因此科學概念的建構過程是一種明確概念的思考過程。在邏輯學裡,明確概念的方法包括限制、概括、定義、分類四種方法。
「飽和溶液」與日常生活經驗息息相關,也是銜接「溶液」與「溶液濃度」的關鍵。那麼,如何應用科學概念的建構方法在「飽和溶液」的概念教學過程中呢?教學策略是應用概念限制的邏輯方法,首先列舉學生日常生活熟悉的事物,幫助學生建構「飽和溶液」的初步定義,教師扮演引導者的角色,運用提問及演示實驗的方法,讓學生自行發現、思考、修正前述定義。具體的教學過程如下:
【教師】 日常生活經驗告訴我們,在一杯水加入足夠多的糖之後,再加入糖,糖水也不會更甜,這是為什麼?下面我們通過一個實驗一起來研究這個問題。
【演示實驗】 取一支試管,加入適量水,向水中逐漸加白糖,直到試管底部有少量不溶解的白糖出現,振盪後仍不消失。
【教師】 如果改為在水中加入食鹽,會不會發生類似的情況?
【學生】 會,在一杯水中加入足夠多的食鹽之後,再加食鹽,食鹽也不會溶解。
【教師】 好像水已經「吃」飽了,再加糖、加食鹽,它也「吃」不下了。像這樣的溶液,科學家就說它們「飽和」了,把它們叫做飽和溶液。
【教師板書】 「 (預留空格)不能繼續溶解 (預留空格)的溶液叫做 (預留空格)飽和溶液。」
【教師提問】 如果還能繼續溶解糖,這種溶液叫做 。
【學生】 不飽和溶液。
【教師】 對,叫做不飽和溶液。現在請大家思考一下,怎樣才能使試管底部剩餘的糖溶解呢?
【學生】 給它加水!
【教師】 對。
【演示實驗】 向試管中加適量水,直到糖完全溶解。
【教師】 看,加水以後,糖就繼續(被)溶解了,也就是說,溶液變得?
【學生】 不飽和了。
【教師】 對。從這裡我們看到,飽和還是不飽和,與溶劑多少有關,所以,我們說飽和溶液時,要加上一個條件「在一定量的溶劑裡」。
【教師板書】 把剛才的板書改為「 (預留空間)在一定量的溶劑裡,不能繼續溶解 (預留空間)的溶液叫做 (預留空間)飽和溶劑。」
【教師】 還有沒有其他辦法,使試管底部剩餘的糖溶解掉?
【學生】 (回答不出)。
【教師】 我們來看下面的實驗。
【演示實驗】 加熱試管,直到糖完全消失。
【學生】 糖又溶解了。
【教師】 那現在的水還能不能「吃」糖呢?是不是飽和了呢?
【演示實驗】 向試管中加入適量糖,全部溶解。
【教師】 水又能溶解糖了,說明加熱之後,溶液變成 。
【學生】 不飽和溶液了。
【教師】 所以,當我們說某種飽和溶液時,一定要指明「在一定的溫度下」。
【教師板書】 把剛才的板書改為「在一定的溫度下,在一定量的溶劑裡,不能繼續溶解
(預留空間)的溶液叫做 (預留空間)飽和溶液。」
【教師】 飽和的糖水裡是不是能繼續溶解其他物質?能不能接著溶解食鹽、溶解味精。
【學生】 能。
【教師】 對。下面我們用其他物質做實驗,看看情況是不是相同。
【演示實驗】 向試管中加熱約5 ml水,再加入食鹽,振盪,直到底部的食鹽不再溶解為止。把一部分上層清液倒入另一個試管,向試管中食鹽的飽和溶液先後加入少量硝酸鉀、結晶硫酸銅,振盪,硝酸鉀、硫酸銅都全部溶解。
【教師】 在「飽和溶液」前面是不是還要再加一個條件?
【學生】 是一種物質的飽和溶液。
【教師】 很好,所謂飽和溶液是指「不能繼續溶解某種物質的溶液,叫做這種溶質的飽和溶液」,請同學把黑板上這句話再做補充和修改。什麼是飽和溶液?
【學生】 「在一定的溫度下,在一定量的溶劑裡,不能繼續溶解某種溶質的溶液,叫做這種溶質的飽和溶液。」
【教師】 現在,如何定義不飽和溶液?
【學生】 「在一定的溫度下,在一定量的溶劑裡,能繼續溶解某種溶質的溶液,叫做這種溶質的不飽和溶液。」
「飽和溶液」的概念教學過程應用增加限制條件的方法,不僅可讓學生學習科學概念的建構過程,還可提供學生思考的學習機會。