基于跨学科融合的创新实验：利用物体浮力来探究饱和溶液-2024-2025学年九年级化学人教版

基于跨学科融合的创新实验：利用物体浮力来探究饱和溶液 学科融合(FOS-FuSion of subject)是指承认学科差距的基础上不断打破学科边界，促进学科间相互渗透、 交叉的活动。学科融合既是学科发展的趋势，也是产生创新性成果的重要途径。以下是我利用浮力实验来 探究认识饱和溶液。 一、实验设计依据及使用教材 图1 图2 图3 (1)人教版九年级化学下册教材第9单元溶液课题2—溶解度第1课时，从溶与不溶的角度理解“饱和溶液” 这个概念，会使学生对其认知变得空洞，理解不透彻。 (2)教师对化学中有关概念的教学应该整合多方面的知识，因此可结合学生初二所学人教版八年级物理 下册第十章浮力—第1节 浮力的知识G物=F浮=G排=ρ液gV排，使“饱和溶液”这个概念的理解变得更加透彻， 并更深层次进行认知。 二、实验教学目标 (1)在学习初三化学溶解度时可将初二物理溶液的密度、浓度进行结合展开实验教学，可促进学生更好 的理解饱和溶液的概念。 (2)采用理化学科相融合的方式建构化学知识能够让学生更多的从实践的方面进行化学学习，以助于对 知识的掌握。 (3)将初中物理与初中化学融合更加突显老师对化学教学的科学性，在实践中进行教学能够更加科学的 指引化学课堂的教学方向。 三、实验设计原理 图4 (1)20℃时，在200g水中加入一定的氯化钠，形成对应的溶液。 (2)G物=F浮=G排=ρ液gS底h(陷入液体)，随着NaCl的加入，溶液的密度增大，h(陷入液体)变小，柱体露出液面的 高度变大，一段时间后当柱体露出液面的高度不变时，即溶液密度不变，则溶液达到了饱和状态。 四、实验器材及药品 药匙、带刻度的柱体、玻璃棒、水、氯化钠(NaCl)、电子秤 五、实验教学过程 图5 (1)准备好实验仪器及药品(200g水、标准刻度线的重物)。 (2)提前查询20℃氯化钠的密度及对应的浓度，并计算出在对应的浓度下，200g水中溶解的NaCl的质量。 (3)称量对应浓度下的NaCl的质量，并用纸包裹好以便实验时所用。 (4)绘制一张有关NaCl质量、密度、浓度及柱体露出水面高度的表格，打印好备用。 (5)按如图进行实验，逐步加入NaCl搅拌至全部溶解，再放入柱体，记录露出液面的高度。 六、实验数据处理 表1———20℃时，200g水中、NaCl的质量、密度、浓度及柱体露出高度 编号 NaCl 质量(g) 密度（g/ml） 浓度 柱体露出高度 ① 8.2 1.027 4% 1.2 ② 17.4 1.056 8% 1.4 ③ 27.2 1.086 12% 1.6 ④ 38.0 1.116 16% 1.7 ⑤ 50.0 1.148 20% 1.9 ⑥ 63.2 1.180 24% 2.0 ⑦ 72.0 1.200 26.4% 2.2 ⑧ 80.0 1.200 26.4% 2.2 ⑨ 88.0 1.200 26.4% 2.2 结论：通过柱体露出水面高度来判断溶液密度、浓度。露出水面越高，溶液密度越大，浓度越大；当 继续加氯化钠，露出水面高度不变，则说明密度不变，浓度不变，即溶液达到该温度下的饱和状态。 七、实验创新要点与改进意义 (一)、创新要点：用具体数据更加科学的认识及理解饱和溶液的概念。 (二)、改进意义：通过化学中饱和溶液的概念学习，让学生更加清楚的知道当温度和溶剂一定的情况 下，溶液的密度到了某一个值后会固定不变，即浓度也不会发生改变。 八、实验效果评价 (1)该实验中可以通过柱体在溶液中的高度变化情况比较溶液的密度，比较一定温度下同种溶质形成的 不同溶液的浓度。 (2)创新了教学方法，采用跨学科教学，在学习化学知识的同时融合了物理、数学知识，而且学生对于 浮力的知识在八年级下册已经掌握，新旧知识的联系，促进知识的迁移，更加容易理解饱和溶液的含义。 (3)该实验的不足之处是实验过程中当溶液浓度越来越大时，柱体浮出水面高度将变多，使得重心不稳， 会出现倾斜，测出的数据有一定误差。 ... ...