讀圖析圖借圖破解

讀圖析圖借圖破解——高中化學圖形教學的研究朱家星（桐鄉(xiāng)市高級中學嘉興314500）摘要化學術語、圖表、模型、課本插圖、二維圖像等都是高中化學圖形教學中重要的呈現(xiàn)方式，本文從讀圖析圖、借圖破解兩個角度嘗試引導學生對化學圖表的合理運用和深入理解，從而培養(yǎng)學生嚴謹?shù)幕瘜W思維和提高綜合分析問題的能力。關鍵詞讀圖析圖圖形教學一、我遇到的問題或困惑化學是一門神奇的學科，他的神奇不僅表現(xiàn)在研究大千世界的變化，更在于他有著屬于自己的特有的文字圖形。蘇教版高中化學教材中運用了大量的插圖，有結構圖、直觀圖、現(xiàn)象圖、概念圖、表格圖等。這些圖形使深奧的道理形象化，抽象的概念具體化，枯燥的知識趣味化，繁冗的文字敘述條理化。因此化學教學中如何引導學生有效地讀懂這些特有的化學術語及圖表、模型、圖形表征化學問題？如何引導學生感受、分析課本的圖片信息？如何根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的二維圖象整合化學信息，解決實際化學問題？二、對問題產(chǎn)生的原因分析1.學生基礎知識及讀圖能力不足雖然有些學生已經(jīng)認識到了學習讀圖的重要性，但是由于欠缺一定的讀圖基礎知識及方法，讀圖過程中信息理解不全，找不到解題的突破口，其中很多高中生還缺乏一定的空間想象能力，碰到“平衡移動”問題就暈，一遇到化學平衡的問題就不知所措。此外，一些學生的抽象思維能力不足，他們不能準確理解化學術語，例如不懂如何對滴定圖像進行觀察和分析。2.教師忽視學生讀圖能力的培養(yǎng)部分教師只是專注于化學知識的傳授，忽略了對讀圖、析圖能力的培養(yǎng)。還有老師采用傳統(tǒng)的“填鴨式”的教學方式來處理讀圖題，其中典型的方法是首先讓學生獲取圖的表面信息，再由教師分析總結，此過程中，學生練習的僅僅是表層信息獲取能力的訓練，對思維能力的訓練則明顯不足，這樣將不利于學生讀圖、析圖能力的提高。三、本問題研究綜述國外化學教育普遍重視學生化學讀圖、析圖和繪圖能力的培養(yǎng)。在美國的《國家化學課程標準》中就明確指出“對于學生來說，繪制圖形應成為和寫一段文字一樣普通、自然和簡單的事情?！眹鈱W者Tilbury和wiiliams認為學生應掌握的圖形技能涵蓋閱讀圖形的能力，閱讀圖形是學生獨立地從圖形中獲取信息的過程，綜合了感知、思維、化學圖像知識和基本讀圖方法，并且在閱讀圖形的過程中，同時必須解釋圖形，即把化學先備知識與圖形上觀察到的類型、特性產(chǎn)生相關。國內有關化學讀圖、析圖和繪圖能力培養(yǎng)的研究較少，主要是在數(shù)學、物理、地理學科上研究圖形教學較多。如：地理學科汪文達老師根據(jù)地理評價目標,說明從五個方面來談在教學中如何去培養(yǎng)和提高學生的讀圖能力；物理學科劉益民老師的高中物理圖象教學的思考與實踐等。我國新課程改革后,化學學科其核心理念是:為了中華民族的復興,為了每位學生的發(fā)展。高中階段的基本理念是：第一，培養(yǎng)現(xiàn)代公民必備的化學素質；第二，滿足學生不同的化學學習需要；第三，重視對化學問題的探究；第四，強調信息技術在化學學習中的應用；第五，注重學習過程評價與學習結果評價的結合。四、課題研究的界定有關“讀圖能力”解釋有很多種，我國化學教育界大部分都認為讀圖能力是從圖像中獲取知識、信息的能力。裴新生在《地理教育中的思維·實踐·創(chuàng)新》中指出:“讀圖能力就是學生能夠獨立地從一幅沒有讀過的地圖中獲得知識的能力,也可以叫做地圖的判讀能力”。吳建新在《提高學生地圖能力構建地理認知新模式》提到地圖能力的內涵包括地圖的認知能力、理解能力、操作能力、應用能力等一系列地理能力。他還進一步指出,“地圖能力包含三個層次:一是有圖必依,即利用各種現(xiàn)存地圖、示意圖表、地理模型等理解和掌握地理知識,同時通過畫圖,初步掌握編制常用圖表和示意圖的基本方法和技能。二是無圖顯圖,即通過自己編制地圖對地理知識進行歸納和總結。三是通過前二個層次的逐漸培養(yǎng)、訓練和提高,不斷改變學生認知習慣、思維習慣和心理習慣,通過地圖對地理知識進行加工、貯存的能力培養(yǎng),達到“圖文合一”。這三個層次由表及里,逐漸深化,又相互促進“。也有不少地理教學第一線的教師指出“讀圖能力即從地理圖像中檢索信息的能力”。所謂“讀圖，就是隨著識圖能力的提高，依據(jù)讀圖規(guī)范，學生能用語言或文字表述出圖形的內容，即把圖形的形象語言轉化成文字語言的過程?！薄墩憬∑胀ǜ邔W業(yè)水平考試暨高考選考科目考試標準》化學考試注重考查學科基本能力，同時注意考查學生初步運用化學視角和化學原理去觀察和解決生活、生產(chǎn)和社會現(xiàn)象中某些化學問題的能力。例如：記憶、識別、再現(xiàn)元素符號、原子符號、原子結構示意圖、電子式、離子符號、化學式、結構式、結構簡式、化學方程式、電離方程式、離子方程式。讀圖能力是分析能力的一部分，對于學生讀圖能力的培養(yǎng)，本人認為要有計劃地對學生進行訓練，集中訓練，掌握了基本的讀圖知識后，要在其他各章節(jié)分散練習各種讀圖能力，進而全面提高讀圖、析圖能力的水平。引導學生聯(lián)系實際情況，按照順序，一步一步地閱讀圖形，直到找到解題所在。在學生看一遍不明白的情況下,引導學生反復多看幾遍，還可以變換角度看圖，這樣往往可得到更好的效果。五、高中化學圖形教學的措施與方法1.把握圖形教學應遵循的原則。1.1認識規(guī)律原則：圖形中的內容，多是學生沒有接觸的化學事物及其有關的理性知識，圖形教學須從形象的、感性的具體事物入手，以學生已有知識作鋪墊，采用啟發(fā)式，通過教師講解圖形，學生讀圖、分析、歸納、判斷等思維活動，完成從直觀到抽象、從感性到理性這一認識過程，獲取新的知識。例如在乙酸結構的教學中，利用球棍模型，比例模型等載體形象地將乙酸分子立體形狀、分子內各原子的相對大小和空間位置展現(xiàn)出來，從而有效的過渡到乙酸化學式，結構式、結構簡式、電子式的規(guī)范書寫，而這些文字圖形也恰恰是各種分子最佳的表達方式。1.2實際性原則：圖形教學要結合學生生活、社會和知識水平的實際，注意考慮學生的接受能力，有的放矢，切不可要求過高，否則會適得其反。例如在分析氮氣與氧氣反應生成一氧化氮的能量變化中，可以將課本中的變化圖（如圖1）運用起來進行分析，從而讓學生明白化學反應中能量變化的微觀原因。圖12.培養(yǎng)用圖習慣，詳解讀圖方法，培養(yǎng)學生多種思維能力在具體的化學圖形教學中，教師要采取各種教學方法和教學手段，有策略、有計劃地對學生的圖形教學進行指導和強化，并同時形成學生的各種思維能力。首先，要學生掌握讀圖基本程序，培養(yǎng)學生讀圖技能。讀圖要注意圖形的名稱及重要的信息，以此確定圖形的類型等。使學生養(yǎng)成用圖習慣，培養(yǎng)學生空間思維能力。讀圖一般采取以下幾個步驟：(1)識別圖象類型，明確讀圖目的；(2)認真讀圖，弄清問題；(3)自我檢查，相互交流讀圖結果；(4)師生討論得出結論。其次，要利用“一圖多思、多圖并用”，培養(yǎng)學生發(fā)散思維和歸納思維的能力。因為化學反應及多種化學現(xiàn)象常常結合在一起，相互之間有緊密的聯(lián)系，這些聯(lián)系可以通過化學圖形準確地反映出來，因此，教學中，教師要對化學知識進行歸納、綜合，使學生學會一圖多思、一圖多用。每一幅圖都提出“是什么?”、“為什么?”，直至解決“為什么?”，這樣由淺入深、由表及里，使學生的認識不斷深化，思維程度逐步提高，解決問題的能力得到有效培養(yǎng)；對同一幅圖要從多個角度進行觀察和思考，培養(yǎng)其發(fā)散思維能力。例如將足量Cl2緩緩通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中(溶液體積變化忽略不計，且不考慮Cl2與水反應)。關于pH與Cl2用量的關系圖，可以引導學生寫出Cl2與混合溶液中各離子反應的方程式，并根據(jù)氧化反應的先后順序，將各方程式根據(jù)先后順序排序，最終根據(jù)各種酸性強弱特征繪制出定量關系圖（圖2） 圖2以上圖形題主要是研究反應的先后順序，在引導時要注重氧化反應的先后順序，同時將定量問題結合在一起，這一類問題還可以進行合理的拓展，比如優(yōu)先氧化、還原原理、優(yōu)先放電原理、優(yōu)先沉淀(或結晶）原理、優(yōu)先中和原理，這些反應的先后都可以利用這種圖形進行發(fā)散，從而有效的提高學生有序思維。這樣，經(jīng)常性進行多角度分析問題的訓練，對于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力將大有好處。多圖并用，就是重視圖與圖之間的聯(lián)系，同時用幾幅圖來綜合說明、比較某些化學現(xiàn)象，這在教學中可以更廣泛地加以運用?？傊?，化學教學中應注意多渠道地進行圖形教學，注意圖的變式，一圖多用，多圖并用，從而提高學生的讀圖意識及思維能力。第三，訓練學生繪圖制表、缺圖補圖的技能，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力?！袄L制圖表、缺圖補圖”要求學生能模仿、記憶、想象，做到眼、手、腦并用，有利于加深對化學知識的記憶和理解，也是讀圖過程中的重要環(huán)節(jié)。通過學生的動手繪畫過程，能加強對圖形的認識，從而達到強化學生圖形意識的目的。第四，要學生掌握圖文變換的方法，著重提高讀圖分析能力。圖文變換主要是指數(shù)據(jù)表格與圖形之間的變換，通過變換培養(yǎng)讀圖能力，如針表格、沉淀溶解曲線、滴定曲線等方面的問題，通過圖文變換將柱狀圖變成曲線圖，或疊加圖形或改變設問角度等方式提高讀圖分析能力。要善于通過讀圖、識圖獲得與某些熱點問題有關的化學信息，并善于用這些信息聯(lián)系已學過的化學知識來分析和解決現(xiàn)實問題。高中學生對圖形判斷、分析能力普遍較差，為此高中化學教學的一線教師和一些專家對此也做了不少的研究，也有很多這方面的論述，提出了不少解決問題的建議和方法，但有些不夠全面，有些方法效果不夠顯著。對此，我愿意通過不懈努力，為提高高中學生化學的讀圖、析圖能力盡自己的一點綿