初中化學(xué)圖像教學(xué)之坐標(biāo)圖教學(xué)小議

楊曉

摘要：圖像教學(xué)是落實初中化學(xué)核心素養(yǎng)要求的教學(xué)方法之一，它既體現(xiàn)了“雙基”即基礎(chǔ)知識和基本技能在教學(xué)中的重要性，又體現(xiàn)了“能用多種模型來描述和解釋化學(xué)現(xiàn)象，預(yù)測物質(zhì)及其變化的可能結(jié)果”的初中化學(xué)核心素養(yǎng)精神。通過在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)問題、思考解決方法，就可以不斷優(yōu)化我們的教學(xué)，有利于我們提高教學(xué)的質(zhì)量，提升教師的教學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);圖像教學(xué);坐標(biāo)圖

中學(xué)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的化學(xué)思維方式中提出，“讓學(xué)生能用多種模型來描述和解釋化學(xué)現(xiàn)象，預(yù)測物質(zhì)及其變化的可能結(jié)果，能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架”。教學(xué)中如何實現(xiàn)這一核心素養(yǎng)，有很多的方法。其中，利用圖像模式進(jìn)行教學(xué)，便是實現(xiàn)這一核心素養(yǎng)的途徑之一。

圖像教學(xué)有實驗圖、推斷圖、表格圖、流程圖、坐標(biāo)圖等多種模式。而本文重點所談之坐標(biāo)圖即通常所說的數(shù)形結(jié)合題。它是以二維坐標(biāo)的思維模式，將物質(zhì)發(fā)生的變化用圖像的形式反映出來。既考查學(xué)生對化學(xué)變化的原理、條件、現(xiàn)象、過程等化學(xué)基礎(chǔ)知識的認(rèn)知程度，還考察了學(xué)生對圖像的認(rèn)知、運(yùn)用、分析、加工等綜合思維能力。

在多年的教學(xué)實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在圖像教學(xué)的學(xué)習(xí)中非常吃力，究其原因，主要有兩點：一是對初中階段的化學(xué)知識掌握不牢固，二是對一些基本技能如對知識的分析思維加工的能力不足。如何解決上述問題？我認(rèn)為在今后的教學(xué)中要注意以下幾點。

第一，夯實“雙基”?！度罩屏x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出“雙基”是指在中學(xué)化學(xué)階段，學(xué)生應(yīng)該掌握的基礎(chǔ)知識和基本技能，它歷來都是中學(xué)化學(xué)內(nèi)容的重要組成部分?；A(chǔ)知識是指我們對物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)，性質(zhì)變化，用途制法等知識的認(rèn)知，基本技能是指對這些基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力。坐標(biāo)圖的信息來源于化學(xué)基礎(chǔ)知識，要解決學(xué)生看不懂，學(xué)不會的問題，最根本的方法還是要狠抓基礎(chǔ)知識，在認(rèn)真掌握了初中化學(xué)的一些基本概念、物質(zhì)的性質(zhì)、重要的化學(xué)變化以及變化所需要的條件等等基礎(chǔ)知識的前提下，才能解決為什么變？怎樣變？從題材中獲得正確的信息，找到解決問題的正確方法。

如圖1：

該圖考察的是學(xué)生對催化劑概念的理解。催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)的速率，但不能改變化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)

的質(zhì)量關(guān)系。在相同質(zhì)量相同濃度的過氧化氫分解生成氧氣的變化中，加入或者不加入二氧化錳，二者生成氧氣的速率即所得線段的斜率不同，但反應(yīng)結(jié)束后生成的氧氣的質(zhì)量是一樣的，即兩條線段的縱坐標(biāo)值是相等的。

如圖2：

該圖不但考察了學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)是有條件的這一概念的理解。還考了學(xué)生能否掌握依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算這一基本技能。相同質(zhì)量相同形狀的鐵和鋅與相同濃度、相同體積的稀硫酸反應(yīng)生成氫氣。圖像中線段的斜率也就是反應(yīng)的速率與金屬活動順序有關(guān)，鋅的活動性大于鐵，則線段的斜率大于鐵。而生成氫氣的質(zhì)量大小應(yīng)該根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算得出。如果鹽酸過量，生成的氫氣的質(zhì)量與金屬有關(guān)，即生成相同價態(tài)的金屬離子時，相對原子質(zhì)量越小，生成的氫氣的質(zhì)量越多，應(yīng)為圖A。但如果是金屬過量，生成的氫氣的質(zhì)量跟酸有關(guān)，即生成相同價態(tài)的金屬離子時，消耗酸的質(zhì)量相同，生成氫氣的質(zhì)量也相同，應(yīng)為圖B。

第二，培養(yǎng)學(xué)生多種思維方式，提升學(xué)生預(yù)測物質(zhì)及其變化的可能結(jié)果的基本技能。圖像思維是用圖的形式反映化學(xué)信息的一種思維模式。圖像上的曲線或線段是由無數(shù)個點構(gòu)成的，每一個點反映了縱坐標(biāo)隨橫坐標(biāo)變化的情況?；瘜W(xué)變化是一個動態(tài)的變化，反映在圖像上是一條不斷變化的曲線或線段，當(dāng)出現(xiàn)拐點時，表明舊的變化結(jié)束，新的變化開始。

如圖3：

該圖不但考察了學(xué)生對金屬活動順序的掌握情況，還考察了學(xué)生利用數(shù)字和點的動態(tài)變化來提煉化學(xué)信息的能力。在硝酸銀和硝酸銅溶液中加入足量的鋅粒，由于金屬的活動性不同，鋅與硝酸銀先發(fā)生反應(yīng)，ab段發(fā)生的變化為：2AgNO3 + Zn = Ag + Zn（NO3）2。這時溶液中溶質(zhì)有硝酸鋅、硝酸銅和未發(fā)生反應(yīng)的硝酸銀，固體有銀和鋅。由于銀的相對原子質(zhì)量大于鋅，所以溶液的總質(zhì)量減小。該反應(yīng)結(jié)束后，鋅再與硝酸銅發(fā)生反應(yīng)，bc段發(fā)生的變化為：Cu（NO3）2+ Zn = Cu + Zn（NO3）2。此時的溶液中溶質(zhì)為硝酸鋅和未發(fā)生反應(yīng)的硝酸銅，固體有銅、銀和鋅。由于銅的相對原子質(zhì)量小于鋅，所以溶液的總質(zhì)量增大。圖像上出現(xiàn)了一個拐點b，這個拐點就是鋅與硝酸銀反應(yīng)的結(jié)束點，也是鋅和硝酸銅發(fā)生反應(yīng)的起始點。c點是反應(yīng)的總結(jié)束點。

第三，充分挖掘圖像信息，依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。提升學(xué)生歸納、演繹等邏輯思維的基本技能。

如圖4：

溶解度曲線上的每一個點，表面上反映的是該溫度下的飽和溶液，深挖點的信息，我們還可以獲知該點說明了該溫度下的飽和溶液中溶質(zhì)和溶劑的一個比值關(guān)系（S∶100），即在該溫度條件下配制的溶液中，飽和溶液的溶質(zhì)和溶劑的比值是最大比值，當(dāng)溶液中的溶質(zhì)和溶劑的比值小于該數(shù)值時（比如ba），改變溫度（如將c點溶液從t2℃降溫至t1℃）時，溶液中多余的溶質(zhì)[按比值為溶質(zhì)∶溶劑 =? （S2-S1）∶100]就會以晶體的方式析出。同時點也能反映溶液濃度的大小，即溶質(zhì)與溶液的質(zhì)量之比，圖像上的每一個點都可以理解為在相同的溶劑中溶解的溶質(zhì)質(zhì)量的多少，當(dāng)然點越高（比如c>a），表明相同溶劑中溶解的溶質(zhì)質(zhì)量越多，即濃度越大。即點高為濃，點低為稀。上述兩條信息告訴我們，飽和溶液不一定是濃溶液，不飽和溶液也不一定是稀溶液。如果讓點動起來，我們會獲得更多的信息，如采取改變溫度讓點左右移動，或改變?nèi)苜|(zhì)和溶劑的比值使點在線的上下運(yùn)動，我們就找到了不飽和溶液與飽和溶液的轉(zhuǎn)化方法。我們還可以在點的動態(tài)變化中理解結(jié)晶等現(xiàn)象。

總結(jié)：在教學(xué)中，我們應(yīng)該重視對基礎(chǔ)知識的教學(xué)，這是解決問題的根源，同時應(yīng)該根據(jù)初中學(xué)生的思維特點，幫助他們形成多種思維方式，提高他們認(rèn)識問題、解決問題的能力。學(xué)無止境，不斷的思考教學(xué)中出現(xiàn)的問題，會使我們的教學(xué)經(jīng)驗豐富多彩，教學(xué)素養(yǎng)不斷提升，實現(xiàn)初中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)需要達(dá)到的目的。