例談圖示表征法在化學(xué)計(jì)算題中的應(yīng)用

1、.例談圖示表征法在化學(xué)計(jì)算題中的應(yīng)用表征是認(rèn)知心理學(xué)的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，通俗地講就是將某一問(wèn)題采用適宜的形式在頭腦中呈現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)信息加工的觀點(diǎn),當(dāng)有機(jī)體對(duì)外界信息進(jìn)展加工輸入、編碼、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和提取等時(shí)，這些信息是以表征的形式在頭腦中出現(xiàn)的。表征是客觀事物的反映，又是被加工的客體。同一事物，其表征形式不同，對(duì)它的加工也不同。所謂問(wèn)題表征那么是指解題者通過(guò)認(rèn)真審題，認(rèn)識(shí)和理解問(wèn)題的含義，通過(guò)已有知識(shí)和經(jīng)歷，對(duì)未知和之間建立聯(lián)絡(luò)，從而形成對(duì)所要解決的問(wèn)題的一種完好的印象。問(wèn)題表征是解決問(wèn)題的核心環(huán)節(jié)，科學(xué)合理的表征方式可以起到事半功倍的效果。從形式上看，問(wèn)題表征可以分為內(nèi)在表征和外在表征。內(nèi)在表征是指?jìng)€(gè)

2、體在頭腦中考慮問(wèn)題；外在表征是指?jìng)€(gè)體將問(wèn)題以文字、圖表、模型等詳細(xì)的形式表示出來(lái)。外在表征以內(nèi)在表征為根底。對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)，外在表征直觀形象，便于問(wèn)題間的聯(lián)絡(luò)，可以減輕大腦負(fù)擔(dān)，進(jìn)步解決問(wèn)題的效率，因此在認(rèn)知問(wèn)題時(shí)多用外在表征。對(duì)于化學(xué)問(wèn)題的外在表征有多種形式，如用化學(xué)用語(yǔ)表征、圖示列表表征、模型表征、數(shù)字表征、實(shí)驗(yàn)表征等，當(dāng)然這些形式是可以有機(jī)整合的，并非是各自獨(dú)立的。在這里我想著重談一以下圖示表征對(duì)于解決初中化學(xué)計(jì)算題的宏大作用。例1 某石灰石樣品含碳酸鈣90%，那么該石灰石樣品中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？雜質(zhì)不含鈣元素對(duì)于這個(gè)問(wèn)題解決方法很多，其中不乏簡(jiǎn)便的，如這種：石灰石 碳酸鈣100%

3、 90%碳酸鈣中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 石灰石中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)40% 40%×90%36%沒(méi)有聯(lián)絡(luò)有關(guān)公式，一味追求技巧，學(xué)生難以理解，所以還是從公式入手比較好。圖示表征：要求石灰石樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，據(jù)定義可知應(yīng)為：鈣的質(zhì)量/石灰石的質(zhì)量。而這兩個(gè)質(zhì)量都是未知的，才造成了此題不易解決。但是我們可以設(shè)石灰石的質(zhì)量a,再用a表示出鈣的質(zhì)量即可。由圖1可知石灰石樣品中純碳酸鈣的質(zhì)量為90%a,由圖2知鈣的質(zhì)量為90%a×40%=36%a，問(wèn)題結(jié)果便一目了然。用同樣的分析方法解此題的變式問(wèn)題上，如“某石灰石樣品中含碳元素為8%雜質(zhì)不含碳元素，求此石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或“某石灰石樣品中

4、含碳元素為8%雜質(zhì)不含碳元素，求此石灰石樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，也是輕而易舉。以前我喜歡讓學(xué)生記住解此類題的公式，如“不純物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)該元素在化合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)×該化合物在不純物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，學(xué)生往往因?yàn)槔斫饫щy而記不住，而在學(xué)生學(xué)會(huì)用圖示法表征此類問(wèn)題時(shí)，很快就掌握了。例2 在天平兩托盤上的燒杯中各放入等質(zhì)量的足量的稀硫酸，調(diào)節(jié)天平至平衡。然后向右邊燒杯中參加3.6 g鋁粉，為使天平再次平衡，那么需向左邊燒杯中參加多少克鋅粉？此類天平平衡問(wèn)題學(xué)生往往感到無(wú)從下手，學(xué)生容易算出右邊燒杯中增重了3.2 g，但是接下來(lái)有的同學(xué)會(huì)認(rèn)為鋅的質(zhì)量即為3.2 g，有的知道3.2 g肯定不對(duì)

5、，卻又不會(huì)接著求。而假如采用圖示法表征此題，那么可以輕松地找到打破口。如下圖，M鋅M氫氣3.2 g ，那么M氫氣M鋅3.2g ,代入化學(xué)方程式：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H265 2M鋅M鋅3.2g列出比例式即可求出鋅的質(zhì)量。例3 將6 g含氧化銅雜質(zhì)的銅與氫氣充分反響后，冷卻，稱量得金屬銅的質(zhì)量為5.2 g。求原混合物中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。圖示表征：由兩個(gè)圖示可以看出，6 g和5.2 g這兩個(gè)數(shù)據(jù)均不能直接代入化學(xué)方程式進(jìn)展計(jì)算，因?yàn)樗鼈兌蓟旌衔锏馁|(zhì)量。而由圖中很容易地可以發(fā)現(xiàn)，6 g和5.2 g這兩個(gè)數(shù)據(jù)中都包含著“原來(lái)的銅，假如把它減去，那么氧化銅和生成的銅的質(zhì)量就可以代入化學(xué)方程式計(jì)算了，所以設(shè)原來(lái)的銅的質(zhì)量為m,那么M氧化銅6 gm,M生成的銅5.2 gm,將這兩個(gè)數(shù)據(jù)代入化學(xué)方程式計(jì)算即可直接求出原來(lái)的銅的質(zhì)量。CuO + H2 = Cu + H2O80 646 gm 5.2 gm列出比例式即可求出原來(lái)的銅的質(zhì)量，從而再求出金屬銅在原混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。由以上三個(gè)例題可以看出，用圖示表征法來(lái)分析較為抽象的化學(xué)