挖掘教材插圖隱含價值 有效提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)

摘 要：文章以人教版高中化學(xué)教科書中的電池圖片和電解質(zhì)的電離圖片為例，分別對其進(jìn)行整合設(shè)計，通過構(gòu)建電池認(rèn)知模型及實驗?zāi)Ｐ?，以教材中的圖片為例，從微觀角度使學(xué)生充分認(rèn)識電解質(zhì)電離的本質(zhì)，使學(xué)生在輕松掌握化學(xué)概念、構(gòu)建知識體系的同時，切實提高其化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，并且啟示高中化學(xué)教師在今后的教學(xué)中優(yōu)化使用插圖資源，以提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教科書;插圖;化學(xué)學(xué)科素養(yǎng);優(yōu)化使用

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2022）18-0160-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.18.054

一、認(rèn)識插圖在教學(xué)中的用途

作為化學(xué)教科書的一部分，有些插圖是對文字知識的補(bǔ)充說明，有些插圖是對化學(xué)知識的直接詮釋。相較于文字，插圖形象生動，一目了然。特別是對于那些微觀抽象的化學(xué)知識，插圖往往能夠起到“無聲勝有聲”的作用，可以簡單明了地將不便理解的知識顯性化。教師在教學(xué)過程中合理利用插圖，能夠使學(xué)生快速掌握化學(xué)原理，輕松建構(gòu)化學(xué)知識，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

二、插圖資源整合設(shè)計案例

化學(xué)教材中的原理示意圖往往隱含著知識的形成脈絡(luò)，是建構(gòu)知識的依托。教師應(yīng)充分挖掘圖片中的隱性知識，歸納整合后找到知識的生長點，精心設(shè)計教學(xué)方案，并以此為主線帶領(lǐng)學(xué)生感悟知識的形成過程。文章以干電池的工作原理和電解質(zhì)的電離圖片整合設(shè)計為例，來說明教科書插圖在化學(xué)教學(xué)中的重要地位。

（一）以插圖為支架解析干電池的工作原理

干電池出現(xiàn)在人教版高中化學(xué)必修二“化學(xué)能與電能”的第二節(jié)“化學(xué)電源”，通過前一節(jié)原電池的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了原電池的工作原理。但干電池作為實際應(yīng)用的電池，與學(xué)生學(xué)過的原電池裝置有一定差別，如果教師在教學(xué)中直接按干電池構(gòu)造示意圖講解其工作原理，學(xué)生不僅理解費勁，還會產(chǎn)生與所學(xué)知識不相符、聯(lián)系不緊密的疑惑。因此，教師可以應(yīng)用圖片找到支點，串起實驗室中的電池裝置與生活中的電池的聯(lián)系，理清從理論學(xué)習(xí)到實際應(yīng)用的演變過程，讓學(xué)生從理論輕松過渡到應(yīng)用，自主建構(gòu)干電池的相關(guān)知識。教學(xué)設(shè)計為：先從簡單的銅鋅原電池工作原理出發(fā)，逐步向干電池的工作原理演變，發(fā)現(xiàn)理論與實際之間存在的差異，并進(jìn)一步解釋和說明，最終實現(xiàn)銅鋅原電池向干電池原理的轉(zhuǎn)變。教師在教學(xué)時可以整合必修二中的“原電池示意圖”“干電池構(gòu)造示意圖”以及選修四中的“堿性鋅錳電池的構(gòu)造”這三幅圖片，設(shè)計思路如下：

根據(jù)圖片整合衍變，教學(xué)思路如下。

案例分析：本教學(xué)設(shè)計先從學(xué)生熟悉的原電池原理入手，逐步由開放環(huán)境中的原電池過渡到封閉模式的原電池，得到基本的干電池模型即Zn—C—稀H2SO4電池，并對封閉環(huán)境中出現(xiàn)的電解液流動、氣體膨脹等問題加以分析改進(jìn)，實現(xiàn)了實驗室電池到應(yīng)用電池的自然銜接，符合建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀點。這一過程中，知識不再是“空中樓閣”，學(xué)生不僅能在已有的知識基礎(chǔ)上自主構(gòu)建新知，也能認(rèn)識到化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，從而激發(fā)出對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

（二）整合電離插圖，深入理解電解質(zhì)概念教學(xué)

對于化學(xué)概念，教師如果利用圖片展開問題式教學(xué)，讓學(xué)生在問題中不斷構(gòu)建概念，將會達(dá)到意想不到的效果。教師要給學(xué)生拋出有效的問題，以此喚起學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)生的主動探究思維。學(xué)生在接到教師給出的問題后，要帶著問題去自學(xué)教材，從教材內(nèi)容的描述中理解教師的提問意圖，然后和同伴展開討論交流。最后教師歸納整理學(xué)生的討論結(jié)果，在學(xué)生已經(jīng)習(xí)得的知識基礎(chǔ)上，有針對性地進(jìn)行補(bǔ)充講解，引導(dǎo)學(xué)生最終解決問題。

用插圖進(jìn)行問題式概念教學(xué)時，教師首先要引導(dǎo)學(xué)生熟悉插圖，了解插圖所表達(dá)的信息，學(xué)會將圖像信息翻譯成文字內(nèi)容或化學(xué)符號語言，或者用文字語言來復(fù)述圖像信息。在此基礎(chǔ)上，教師開始提出問題，對于簡單的問題，學(xué)生可以根據(jù)先前準(zhǔn)備的知識來回答;對于稍有難度的問題，教師要組織學(xué)生展開討論交流。教師提問的時候，要注意問題應(yīng)循序漸進(jìn)，由易到難，將提問與解決問題相結(jié)合，不能一下子拋出很多問題，以免打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。最后教師整合歸納先前的一系列信息，對于特別的問題，教師要有針對性地進(jìn)行講解。通過完成上述環(huán)節(jié)，學(xué)生就可以自主生成化學(xué)概念。

舉例說明，教師可以運用教材插圖讓學(xué)生從微觀上理解電解質(zhì)的概念教學(xué)。

首先，學(xué)生自主閱讀圖片，并歸納羅列圖片信息。教師在學(xué)生讀圖時要提醒應(yīng)該閱讀的內(nèi)容，包括插圖題目、插圖畫面、文字描述等。

其次，教師開始設(shè)置問題。

教師問題一：從圖3-1中能夠看出氯化氫電離后的水溶液中有幾種微粒？學(xué)生回答：氯化氫電離后的水溶液中有兩種微粒。

教師問題二：這兩種微粒分別代表什么？溶液中是否有HCl分子？學(xué)生交流作答：一種是氯離子，一種是水和氫離子。溶液中不存在氯化氫分子。

教師問題三：觀察第二幅圖片，看看溶液中存在幾種微粒。學(xué)生交流給出答案：第二幅圖片中電離后的溶液中有三種微粒。

教師問題四：這三種微粒的名稱分別是什么？學(xué)生看圖交流后回答：三種微粒分別是H3O+，CH3COO-和CH3C00H分子。

教師問題五：聯(lián)系圖3-1和3-2，說明氯化氫和醋酸的電離的區(qū)別。學(xué)生看圖后回答：HCl在水中全部電離，CH3C00H在水中只有部分電離。

教師問題六：根據(jù)圖中鹽酸與醋酸的電離程度，結(jié)合教材中的文字?jǐn)⑹?，給強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)下定義，并描述它們各自的特點。學(xué)生歸納總結(jié)，教師從旁指導(dǎo)，從而得出強(qiáng)弱電解質(zhì)的定義。

最后，教師布置任務(wù)，要求學(xué)生將圖3-1和3-2所表示的內(nèi)容改畫成柱狀圖，以此加深學(xué)生對強(qiáng)弱電解質(zhì)的概念的認(rèn)識。

通過對上面問題的分析和討論，學(xué)生初步認(rèn)識了強(qiáng)弱電解質(zhì)的概念，并在微觀層面認(rèn)識了電解質(zhì)電離的本質(zhì)。這種建構(gòu)是在學(xué)生自主參與的前提下層層內(nèi)化的，并不是以往的接受式學(xué)習(xí)。在這種提問式教學(xué)中，教師的作用在于引導(dǎo)學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)中來。學(xué)生通過親身實踐，能夠喚起思維的主動性，不僅從問題中學(xué)到了學(xué)科知識，自學(xué)能力和探索精神也得到了鍛煉。

三、對插圖應(yīng)用于教學(xué)的啟示

（一）插圖可以培養(yǎng)學(xué)生的問題意識

學(xué)生在看到教材中的插圖時，都有好奇的心理，比如說看到氯化鈉的電離示意圖時，就會思考氯化鈉是在水分子的作用下發(fā)生解離的，為什么寫出來的電離方程式中沒有出現(xiàn)水，水到底是怎么使氯化鈉解離的，像氯化鈉一樣，水也會對其他的物質(zhì)產(chǎn)生相同的作用嗎，等等。這種一閃而過的非預(yù)設(shè)性的問題，可以引發(fā)學(xué)生深入探究的欲望，使學(xué)生在不知不覺中建構(gòu)化學(xué)知識，提升問題意識，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。

（二）插圖可以提高學(xué)生獲取信息的能力

教師應(yīng)該重視引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中的插圖，圖片看多了，學(xué)生就會快速捕捉到圖片中的關(guān)鍵信息，并加深對圖片表達(dá)的信息的理解，比說筆者就曾遇到學(xué)生問氯化鈉電離的時候為什么周圍有六個水分子，這六個水分子是隨意畫上去的，還是有一定的科學(xué)依據(jù)。他們通過查閱資料了解到了離子水化數(shù)的影響因素和計算方法，并在教師的指導(dǎo)下做成了關(guān)于離子水化數(shù)的課題。學(xué)生通過研究提高了信息獲取的能力，同時培養(yǎng)了問題意識和探究能力。

（三）插圖可以提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

不同的插圖，其教學(xué)功能不盡相同，有的插圖用于認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)，這些插圖可以用來提高學(xué)生的自學(xué)能力。有的插圖用來輔助理解抽象知識，這部分插圖要求教師做好化學(xué)模型的建構(gòu)與講解。有的插圖揭示了化學(xué)與生產(chǎn)生活、科技前沿及綠色化學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，教師應(yīng)該組織學(xué)生多查閱，多調(diào)查，多展示，不要拘泥于課本上給出的圖片，在對這部分圖片進(jìn)行教學(xué)時，要注意讓學(xué)生意識到化學(xué)能夠用來指導(dǎo)實際生活。教師要讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)和生活之間的緊密聯(lián)系，讓學(xué)生有自覺應(yīng)用所學(xué)知識保護(hù)環(huán)境、服務(wù)環(huán)境的意識，為化學(xué)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展盡自己的力量。圍繞這部分內(nèi)容，教師要重點對學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度價值觀的教育。還有一些反映化學(xué)原理示意與實驗類的圖片，這部分內(nèi)容不僅能夠用來培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，往往還包含了大量的隱性知識，是開展探究性教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的素材，教師要注意帶領(lǐng)學(xué)生深入挖掘其中所包含的信息，大膽假設(shè)猜想，通過探究驗證發(fā)現(xiàn)深層次的知識。對于科學(xué)家肖像類的圖片，教師除了要激發(fā)學(xué)生崇拜科學(xué)家和崇尚科學(xué)研究的情感外，還要深入整理科學(xué)家對某一知識的發(fā)現(xiàn)歷程，透過歷史的視角，讓學(xué)生知道和了解化學(xué)原理產(chǎn)生的過程，理解這些原理是怎樣被人類發(fā)現(xiàn)和證明的。在學(xué)生跟著前人認(rèn)識化學(xué)現(xiàn)象和總結(jié)化學(xué)原理的過程中，教師要培養(yǎng)其觀察和認(rèn)識化學(xué)現(xiàn)象的水平，增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教師要把教材中的插圖作為重要的備課資源，充分利用這些插圖培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑、勇于探究的學(xué)科品質(zhì)和學(xué)科素養(yǎng)。

四、結(jié)語

教材中的插圖應(yīng)該充分引起教師和學(xué)生的重視，教師要充分用好插圖，挖掘插圖背后隱含的教學(xué)價值，切實探究插圖背后所反映的化學(xué)知識的起源、發(fā)展歷程和發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并通過實驗探究，讓學(xué)生在生成學(xué)科知識的同時，提升學(xué)科素養(yǎng)。

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作者簡介：代海濤（1981.7— ），男，漢族，甘肅武威人，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)與學(xué)法研究。