讀圖析圖借圖破解

讀圖析圖借圖破解——高中化學(xué)圖形教學(xué)的研究朱家星（桐鄉(xiāng)市高級中學(xué)嘉興314500）摘要化學(xué)術(shù)語、圖表、模型、課本插圖、二維圖像等都是高中化學(xué)圖形教學(xué)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(dǎo)學(xué)生對化學(xué)圖表的合理運用和深入理解，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)幕瘜W(xué)思維和提高綜合分析問題的能力。關(guān)鍵詞讀圖析圖圖形教學(xué)一、我遇到的問題或困惑化學(xué)是一門神奇的學(xué)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(xué)教材中運用了大量的插圖，有結(jié)構(gòu)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(xué)教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生有效地讀懂這些特有的化學(xué)術(shù)語及圖表、模型、圖形表征化學(xué)問題？如何引導(dǎo)學(xué)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(xué)信息，解決實際化學(xué)問題？二、對問題產(chǎn)生的原因分析1.學(xué)生基礎(chǔ)知識及讀圖能力不足雖然有些學(xué)生已經(jīng)認識到了學(xué)習(xí)讀圖的重要性，但是由于欠缺一定的讀圖基礎(chǔ)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(xué)平衡的問題就不知所措。此外，一些學(xué)生的抽象思維能力不足，他們不能準確理解化學(xué)術(shù)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(xué)生讀圖能力的培養(yǎng)部分教師只是專注于化學(xué)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(xué)方式來處理讀圖題，其中典型的方法是首先讓學(xué)生獲取圖的表面信息，再由教師分析總結(jié)，此過程中，學(xué)生練習(xí)的僅僅是表層信息獲取能力的訓(xùn)練，對思維能力的訓(xùn)練則明顯不足，這樣將不利于學(xué)生讀圖、析圖能力的提高。三、本問題研究綜述國外化學(xué)教育普遍重視學(xué)生化學(xué)讀圖、析圖和繪圖能力的培養(yǎng)。在美國的《國家化學(xué)課程標(biāo)準》中就明確指出“對于學(xué)生來說，繪制圖形應(yīng)成為和寫一段文字一樣普通、自然和簡單的事情。”國外學(xué)者Tilbury和wiiliams認為學(xué)生應(yīng)掌握的圖形技能涵蓋閱讀圖形的能力，閱讀圖形是學(xué)生獨立地從圖形中獲取信息的過程，綜合了感知、思維、化學(xué)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(xué)先備知識與圖形上觀察到的類型、特性產(chǎn)生相關(guān)。國內(nèi)有關(guān)化學(xué)讀圖、析圖和繪圖能力培養(yǎng)的研究較少，主要是在數(shù)學(xué)、物理、地理學(xué)科上研究圖形教學(xué)較多。如：地理學(xué)科汪文達老師根據(jù)地理評價目標(biāo),說明從五個方面來談在教學(xué)中如何去培養(yǎng)和提高學(xué)生的讀圖能力；物理學(xué)科劉益民老師的高中物理圖象教學(xué)的思考與實踐等。我國新課程改革后,化學(xué)學(xué)科其核心理念是:為了中華民族的復(fù)興,為了每位學(xué)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(xué)素質(zhì)；第二，滿足學(xué)生不同的化學(xué)學(xué)習(xí)需要；第三，重視對化學(xué)問題的探究；第四，強調(diào)信息技術(shù)在化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用；第五，注重學(xué)習(xí)過程評價與學(xué)習(xí)結(jié)果評價的結(jié)合。四、課題研究的界定有關(guān)“讀圖能力”解釋有很多種，我國化學(xué)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(xué)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(xué)生地圖能力構(gòu)建地理認知新模式》提到地圖能力的內(nèi)涵包括地圖的認知能力、理解能力、操作能力、應(yīng)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(jié)。三是通過前二個層次的逐漸培養(yǎng)、訓(xùn)練和提高,不斷改變學(xué)生認知習(xí)慣、思維習(xí)慣和心理習(xí)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(xué)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(xué)生能用語言或文字表述出圖形的內(nèi)容，即把圖形的形象語言轉(zhuǎn)化成文字語言的過程?！薄墩憬∑胀ǜ邔W(xué)業(yè)水平考試暨高考選考科目考試標(biāo)準》化學(xué)考試注重考查學(xué)科基本能力，同時注意考查學(xué)生初步運用化學(xué)視角和化學(xué)原理去觀察和解決生活、生產(chǎn)和社會現(xiàn)象中某些化學(xué)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(jié)構(gòu)示意圖、電子式、離子符號、化學(xué)式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、化學(xué)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(xué)生讀圖能力的培養(yǎng)，本人認為要有計劃地對學(xué)生進行訓(xùn)練，集中訓(xùn)練，掌握了基本的讀圖知識后，要在其他各章節(jié)分散練習(xí)各種讀圖能力，進而全面提高讀圖、析圖能力的水平。引導(dǎo)學(xué)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(xué)生看一遍不明白的情況下,引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)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(xué)圖形教學(xué)的措施與方法1.把握圖形教學(xué)應(yīng)遵循的原則。1.1認識規(guī)律原則：圖形中的內(nèi)容，多是學(xué)生沒有接觸的化學(xué)事物及其有關(guān)的理性知識，圖形教學(xué)須從形象的、感性的具體事物入手，以學(xué)生已有知識作鋪墊，采用啟發(fā)式，通過教師講解圖形，學(xué)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(jié)構(gòu)的教學(xué)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(nèi)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(xué)式，結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)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(xué)要結(jié)合學(xué)生生活、社會和知識水平的實際，注意考慮學(xué)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(yīng)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(xué)生明白化學(xué)反應(yīng)中能量變化的微觀原因。圖12.培養(yǎng)用圖習(xí)慣，詳解讀圖方法，培養(yǎng)學(xué)生多種思維能力在具體的化學(xué)圖形教學(xué)中，教師要采取各種教學(xué)方法和教學(xué)手段，有策略、有計劃地對學(xué)生的圖形教學(xué)進行指導(dǎo)和強化，并同時形成學(xué)生的各種思維能力。首先，要學(xué)生掌握讀圖基本程序，培養(yǎng)學(xué)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(xué)生養(yǎng)成用圖習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)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(jié)果；(4)師生討論得出結(jié)論。其次，要利用“一圖多思、多圖并用”，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和歸納思維的能力。因為化學(xué)反應(yīng)及多種化學(xué)現(xiàn)象常常結(jié)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(xué)圖形準確地反映出來，因此，教學(xué)中，教師要對化學(xué)知識進行歸納、綜合，使學(xué)生學(xué)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(xué)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?fù)ㄈ牒?.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(yīng))。關(guān)于pH與Cl2用量的關(guān)系圖，可以引導(dǎo)學(xué)生寫出Cl2與混合溶液中各離子反應(yīng)的方程式，并根據(jù)氧化反應(yīng)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(guān)系圖（圖2） 圖2以上圖形題主要是研究反應(yīng)的先后順序，在引導(dǎo)時要注重氧化反應(yīng)的先后順序，同時將定量問題結(jié)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(jié)晶）原理、優(yōu)先中和原理，這些反應(yīng)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(xué)生有序思維。這樣，經(jīng)常性進行多角度分析問題的訓(xùn)練，對于培養(yǎng)學(xué)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(xué)現(xiàn)象，這在教學(xué)中可以更廣泛地加以運用?？傊?，化學(xué)教學(xué)中應(yīng)注意多渠道地進行圖形教學(xué)，注意圖的變式，一圖多用，多圖并用，從而提高學(xué)生的讀圖意識及思維能力。第三，訓(xùn)練學(xué)生繪圖制表、缺圖補圖的技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。“繪制圖表、缺圖補圖”要求學(xué)生能模仿、記憶、想象，做到眼、手、腦并用，有利于加深對化學(xué)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(xué)生的動手繪畫過程，能加強對圖形的認識，從而達到強化學(xué)生圖形意識的目的。第四，要學(xué)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(shè)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(guān)的化學(xué)信息，并善于用這些信息聯(lián)系已學(xué)過的化學(xué)知識來分析和解決現(xiàn)實問題。高中學(xué)生對圖形判斷、分析能力普遍較差，為此高中化學(xué)教學(xué)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(xué)生化學(xué)的讀圖、析圖能力盡自己的一點綿