中學(xué)化學(xué)教學(xué)中“圖表”的應(yīng)用

摘 要：數(shù)學(xué)圖表具有形象、直觀等特點，而直覺、形象思維就是利用感官直接接受具體信息，然后在頭腦中形成表象，再利用這些表象進行類比、聯(lián)想等思維加工與轉(zhuǎn)化最終獲得認識。直覺、形象思維是認識活動的基礎(chǔ)，是開發(fā)學(xué)生智力的有效途徑，本文就這一視角對圖表在化學(xué)教學(xué)中的設(shè)計與運用談?wù)劰P者的粗淺觀點。

關(guān)鍵詞：化學(xué)圖表的設(shè)計；化學(xué)圖表的應(yīng)用；坐標

一、 化學(xué)教學(xué)中圖表的設(shè)計

（一） 設(shè)計集合論關(guān)系圖，理順化學(xué)概念的關(guān)系

概念的關(guān)系是根據(jù)概念的外延來確定的，運用集合論關(guān)系圖可以直觀、簡明地表述概念之間的關(guān)系。如酸溶液A與酸性溶液B的關(guān)系表示為圖1，A是B的子集，二者是屬種關(guān)系。飽和溶液A與濃溶液B的關(guān)系為交集（圖2），只有那些溶解度大的物質(zhì)的飽和溶液才屬于濃溶液，因此二者不是相同關(guān)系而是交叉關(guān)系。氧化還原反應(yīng)與四種基本類型的化學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系可用圖3表示，圖中A為化學(xué)反應(yīng)，B為氧化還原反應(yīng)，C為非氧化還原反應(yīng)，D為置換反應(yīng)，E為化合反應(yīng)，F(xiàn)為分解反應(yīng)，G為復(fù)分解反應(yīng)。這一圖示可以幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵與外延，為今后學(xué)生遇到類似問題能觸類旁通，甚至舉一反三奠定基礎(chǔ)。

（二） 設(shè)計坐標圖像，進行直觀教學(xué)

利用圖像快速判斷混合物的成分。例如某溶液中可能含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一種或幾種，取樣，分別加入鹽酸，若出現(xiàn)下列幾種圖像（以放出的CO2的量為縱標，加入的HCl量為橫標作圖4），據(jù)此來判斷原溶液中的溶質(zhì)的組成。據(jù)圖能判斷（1）～（4）成分的方法是：“長短定成分、比例算組成”，結(jié)果： （1）NaHCO3；（2）Na2CO3、NaHCO

（三） 設(shè)計流程圖，概括物質(zhì)之間的變化關(guān)系

烴的衍生物是有機化學(xué)的重要組成部分，它在烴和糖類、油脂、蛋白質(zhì)及合成材料之間起承上啟下的橋梁作用，這部分知識涉及有機化學(xué)核心知識的大部分，復(fù)雜而多變，對學(xué)生能力要求也高，學(xué)生學(xué)習(xí)完本章后普遍感到知識點雜而散，不易掌握。教師應(yīng)及時幫助學(xué)生，概括類似下面（圖5）形式的流程圖，該圖看似簡單的知識框架卻蘊含著豐富的內(nèi)涵甚至無窮的變化！它在有機推斷和合成中的重要性是不言而喻的，該圖又可使學(xué)生將復(fù)雜知識化整為零，逐一突破，更可使零散知識條理化、系統(tǒng)化。

上述流程圖不只幫助學(xué)生突破教材難點，更高層次的是逐漸培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力和抽象思維能力，提高學(xué)生的概括能力。

二、 運用圖表巧解化學(xué)試題

如果說設(shè)計圖像讓學(xué)生突破教材難點，形成形象思維能力和抽象思維能力，那么借助圖像解決化學(xué)試題必使學(xué)生的各種思維能力得到更深層次的升華。而形成圖像這一過程，學(xué)生需將題面的文字敘述進行挖掘，提煉出有用信息，最后才能概括出相關(guān)圖像。這其中可以培養(yǎng)學(xué)生對信息的轉(zhuǎn)化能力、提煉能力、聯(lián)系能力及整合能力。下面就圖像在化學(xué)試題解法中的運用作粗淺探討。

（一） 運用“分割圖”，使模糊問題簡明化、繁瑣計算簡單化

關(guān)于溶液的計算題涉及面廣，過程復(fù)雜、抽象。若借助圖示法對溶液或某一組分進行合理化的“分割”可達到“去偽存真”的目的，使學(xué)生感到突破口難找的試題變得簡單明了，豁然開朗。

例1 已知25%氨水的密度為0.91g·cm-3，5%氨水的密度為0.98 g·cm-3，若將上述兩溶液等體積混合所得溶液的質(zhì)量分數(shù)為（ ）

方法二：分割圖法

從m1中分割出m2，二者混合（見虛線框）后質(zhì)量分數(shù)為15%，剩余的氨水（m1-m2）質(zhì)量分數(shù)為5%，再與質(zhì)量分數(shù)為15%的混合，質(zhì)量分數(shù)介于5%～15%之間。

上述兩種解法中，方法一學(xué)生一般少用，因為計算繁瑣，容易出錯誤，方法二很直觀，運用熟練的話幾乎可以不動筆，聯(lián)想、比較后直接獲得答案。

（二） 運用“流程圖”，使復(fù)雜反應(yīng)、多步計算簡單化

例2 向一定物質(zhì)的量的Fe3O4和Fe的混合物中加入50 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶液，在一定條件下恰好使混合物完全溶解，放出448 mL（標準狀況下）的氣體。在所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)，那么，用足量的CO在高溫下與相同質(zhì)量的此混合物充分反應(yīng)，能得到鐵多少克？

分析：本題若按常規(guī)解法涉及多個反應(yīng)，計算量較大，由于本題涉及多個反應(yīng)、過程較復(fù)雜等特點，這種特點剛好適合“流程圖”的解法。

本題的難點在于反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)是什么，這就要求學(xué)生對題目的信息進行挖掘、篩選，最終提煉出溶質(zhì)只有FeSO4，然后用終態(tài)分析法和守恒法來解，則事半功倍：n（Fe2+）=n（SO2-4）=0.05 L×2 mol·L-1=0.1 mol，再根據(jù)鐵原子守恒：n（Fe）=n（Fe2+）=0.1 mol。

（三） 運用“坐標圖”，使函數(shù)關(guān)系問題直觀化

對于改變一個物理量，另一物理量也按一定關(guān)系發(fā)生變化，這種變化剛好符合數(shù)學(xué)上的函數(shù)關(guān)系，化學(xué)試題有很多題目符合這種函數(shù)關(guān)系。

例3 物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和醋酸，分別加水稀釋到原體積的m倍和n倍后，pH相同，則m與n的關(guān)系正確的是（ ）

分析：隨著水量的加入，兩種酸中c（H+）均變小，符合函數(shù)關(guān)系，作圖，觀察圖像可知：m>n。

以上論述只是說明數(shù)學(xué)圖表在化學(xué)教學(xué)中的一些應(yīng)用，其實，自然現(xiàn)象是錯綜復(fù)雜，但又相互關(guān)聯(lián)的，我們強調(diào)學(xué)科滲透與交融就是使學(xué)生在分析問題和解決問題時應(yīng)有意識的聯(lián)系相關(guān)學(xué)科的知識，培養(yǎng)他們創(chuàng)造性地解決問題的能力，為學(xué)生終身發(fā)展鋪墊臺階，這也是落實素質(zhì)教育的重要途徑。

總之，圖形圖表類高考試題的編制，目的旨在考查考生閱讀理解、綜合分析圖形圖表能力，考查現(xiàn)場自學(xué)能力，為將來學(xué)習(xí)奠基。這也就要求高中化學(xué)教師要認真鉆研課本中各種圖表的功能，挖掘圖表內(nèi)涵，積極思考并展示各種圖表所具有的魅力，真正達到圖表教學(xué)的最佳效果。

參考文獻：

[1] 徐敏，莫明遠.新教材《烴的衍生物》教學(xué)的幾點思考[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2002，（12）：11-14.

[2] 駱傳漢.據(jù)圖像“秒殺”——混合物的成分的判斷[EB/OL].駱傳漢的菜地的博客blog.sina.com.cn/lch7026[2017-8-2].

作者簡介：

陳水金，福建省漳州市，福建省詔安第一中學(xué)。