高三復(fù)習(xí)備考對于化學(xué)圖表的認(rèn)知研究

郭磊　許偉濤

【摘要】? 圖表信息題能夠考查學(xué)生的綜合能力，是近年來高考試題中的重要題型。主要關(guān)涉四類內(nèi)容：STSE教育、反應(yīng)原理、物質(zhì)轉(zhuǎn)化及化學(xué)實驗。學(xué)生解題困境主要在于問題表征能力欠缺、信息獲取及解讀能力不足、化學(xué)語言表達(dá)能力薄弱等?；诖吮疚奶岢龅膶Σ邽?，在化學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的形象思維及其轉(zhuǎn)化的能力、將大量信息進行有效結(jié)構(gòu)化的能力以及問題解決中循序漸進的意志力。

【關(guān)鍵詞】? 圖像圖表題型 讀圖 析圖 圖形教學(xué)

【中圖分類號】? G633.8? ?? ? ? ? ? ?【文獻標(biāo)識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2018）12-249-02

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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。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?jǐn)⑹鰲l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？

一、圖像圖表題型的分析

1.圖像題

對于化學(xué)有關(guān)圖像問題，可按以下的方法進行分析：

（1）看圖像，認(rèn)清坐標(biāo)系。搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與勒沙特列原理掛鉤。所謂看圖像，是指一看軸（即橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義），二看點（即起點、折點、交點和終點），三看線（即線的走向和變化趨勢），四看輔助線（如等溫線、等壓線、平衡線等），五看量的變化（如溫度、濃度、壓強、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、百分含量等的變化趨勢）等，這是解題的基礎(chǔ)。

（2）緊扣可逆反應(yīng)的特征，搞清正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱，體積增大還是減小、不變，有無固體、純液體物質(zhì)參加或生成等。

（3）看清速率的變化及變化量的大小關(guān)系，注意圖像的走向是否符合給定的反應(yīng)，在條件與變化之間搭橋;也可以根據(jù)坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，判斷反應(yīng)物或生成物在方程式中的系數(shù)、或據(jù)此求反應(yīng)速率。

（4）看清起點、拐點、終點，注意圖像是否經(jīng)過“原點”，即是否有“0”項，尤其是特殊點的意義，看清曲線的變化趨勢。

（5）先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率-時間圖上，先出現(xiàn)拐點的曲線先達(dá)到平衡，此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強高。

（6）定一議二。當(dāng)圖象中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系。

（7）注意圖像題中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率與百分含量的關(guān)系，某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率與其“百分?jǐn)?shù)”相反。

2.表格題

數(shù)據(jù)表格分析題，該題常常以列表形式傳遞化學(xué)的概念、原理等基礎(chǔ)知識信息，主要考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和掌握程度，獲取并處理信息，綜合分析問題等能力，題目的信息一般比較隱蔽，它要求學(xué)生作答時首先要能夠從題目中獲取相關(guān)信息，并能夠?qū)⒋诵畔⑴c教材相關(guān)的理論緊密結(jié)合，從而尋求解答題目的切入點。解題步驟是：

（1）審題? 要明確標(biāo)題，列標(biāo)題和數(shù)據(jù)，標(biāo)題的含義;分析各行格列的數(shù)據(jù)變化，最大值、最小值和平衡點。

（2）找答案? ?把表格轉(zhuǎn)變成文字，經(jīng)聯(lián)想找出所要考的知識：分析各行格列的數(shù)據(jù)變化，最大值、最小值和平衡點的原因。

（3）定答案? ?結(jié)合概念和原理答題，把表格轉(zhuǎn)變成文字，要表達(dá)正確，盡量用課本上的術(shù)語表述;書寫要工整，條理要清楚。

二、學(xué)生在圖像圖表題中問題產(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(rèn)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(zhǔn)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，其中典型的方法是是首先讓學(xué)生獲取圖的表面信息，再有教師分析總結(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、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）認(rèn)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、判斷吧等思維活動，完成從直觀到抽象、從感性到理性這一認(rèn)識過程，獲取新的知識。例如在乙酸的結(jié)構(gòu)教學(xué)中，利用球棍模型、比例模型等載體形象地將乙醇分子立體形狀、分子內(nèi)各原子的相對大小和空間位置展現(xiàn)出來，從而有效地過渡到乙酸化學(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(dá)方式。

（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，且不可要求過高，否則會適得其反。例如在分析氮氣和氧氣反應(yīng)生成一氧化氮的能量變化中，可以將課本變化圖（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。

2.培養(yǎng)用圖習(xí)慣，詳解讀圖方法，培養(yǎng)學(xué)生多種思維

在具體的化學(xué)圖形教學(xué)中，教師要采用各種教學(xué)方法和教學(xué)手段，有策略、有計劃對學(xué)生的圖形教學(xué)進行指導(dǎo)和強化，并同時形成學(xué)生的思維能力。

首先，要學(xué)生掌握讀圖程序，培養(yǎng)學(xué)生讀圖技能。讀圖要注意圖形的名稱及重要信息。以此確定圖形的類型等，使學(xué)生養(yǎng)成習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力。讀圖一般采用以下步驟：（1）識別圖像類型，明確讀圖目的;（2）認(rèn)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“一圖多解，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(zhǔn)確的反映出來，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)會一圖多解、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(rèn)識不斷深化，思維成都逐步提高，解決問題的能力得到有效培養(yǎng);對同一幅圖要從多角度進行觀察思考，培養(yǎng)其發(fā)散思維能力，例如將足量的氯氣通入0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中（溶液體積變化忽略不計，且不考慮氯氣與水的反應(yīng)）。關(guān)于pH與氯氣用量關(guān)系圖，可以引導(dǎo)學(xué)生寫出氯氣與混合液中各離子反應(yīng)的方程式，并根據(jù)氧化還原反應(yīng)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（如圖2）。

以上圖形題主要是研究反應(yīng)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、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發(fā)散，從而有效的提高學(xué)生有序思維。這樣，經(jīng)常性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，就是重視圖與圖的聯(lián)系，同時將幾幅圖來綜合說明，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?，在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)該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?！袄L圖制表、缺圖補圖”要求學(xué)生模仿、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(rèn)識，從而達(dá)到強化學(xué)生圖像意識的目的。

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。圖文變換主要是指根據(jù)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。

縱覽近幾年高考化學(xué)試題，每年都有試題以圖表方式呈現(xiàn)相關(guān)實驗結(jié)果及化學(xué)信息，要求學(xué)生在獲取信息后對相關(guān)化學(xué)現(xiàn)象、事實作出合理解釋，在推理基礎(chǔ)上作出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。試題的新穎度、難度和區(qū)分度在一定程度上借助于圖表的創(chuàng)新得以體現(xiàn)，這也是新課程高考的重要特點之一。所以圖文轉(zhuǎn)化能力是學(xué)生適應(yīng)高考的必備能力。