關(guān)于高中化學(xué)圖表信息提取能力培養(yǎng)的研究

馬 佳 孔興蕊

（1.河北省石家莊市第二十八中學(xué)，河北石家莊 050000）

（2.河北省石家莊市新華區(qū)教育局，河北石家莊 050000）

在“新高考理念”的指導(dǎo)下，高考命題理念從知識(shí)立意、能力立意向素養(yǎng)立意轉(zhuǎn)變，更加關(guān)注學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決真實(shí)情境下實(shí)際問(wèn)題的能力。高中化學(xué)圖表題是指通過(guò)圖形、圖像、圖表等形式呈現(xiàn)試題信息及問(wèn)題情境的一類試題。每種圖像都充分體現(xiàn)了學(xué)科特色，試題信息外顯或內(nèi)隱于圖像中。近幾年高考試題中，圖表在客觀或主觀題出現(xiàn)頻率高，讓人感到耳目一新之余，也令考生驚慌失措，尤其是針對(duì)主觀題往往讓考生無(wú)從下手，得分率極低。因此，研究高考化學(xué)圖表信息題以及在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生提取圖表信息能力，是高中化學(xué)教師需要探討一個(gè)的課題。

一、高中化學(xué)圖表信息提取的意義

（一）符合高考評(píng)價(jià)體系的要求

《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》的內(nèi)容包括“一核四層四翼”，其中“四層”為考查內(nèi)容，包括“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)”，其中在關(guān)鍵能力中明確要求學(xué)生具備符號(hào)理解能力、信息整理能力、數(shù)據(jù)處理能力、演繹推理能力等。

（二）提升學(xué)生的核心素養(yǎng)水平

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 版）》中提出了化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)，對(duì)高中生的能力提出了新的要求。其中多次提到“圖表”“圖示”等字眼，通過(guò)“圖表”“圖示”能夠客觀、精確地反映物質(zhì)的本質(zhì)與數(shù)量關(guān)系，以簡(jiǎn)潔、高效的方式表現(xiàn)化學(xué)概念和規(guī)律，加深學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解。

（三）提高學(xué)生的學(xué)科必備能力

高中化學(xué)圖表加工理論認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)或是解答圖表題都是一個(gè)信息加工的過(guò)程，這包括圖表中獲取信息并與學(xué)生已有知識(shí)加以匹配、聯(lián)系和整合，以尋求理解或答案的過(guò)程。它包括輸入、編碼、加工、再提取、使用等過(guò)程。教師應(yīng)根據(jù)圖表加工理論圍繞學(xué)生的不同圖表加工能力來(lái)開(kāi)展教學(xué)，以此提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。因此，通過(guò)對(duì)歷年高考化學(xué)試卷中圖表信息題的命題特點(diǎn)進(jìn)行研究，針對(duì)學(xué)生現(xiàn)狀，在課堂中高效培養(yǎng)學(xué)生的圖表信息的提取能力。

二、高中化學(xué)圖表題的特征

高中化學(xué)圖表題是指以能夠體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科特色的圖像為載體來(lái)呈現(xiàn)試題信息或問(wèn)題情境的一類特殊形式的試題。化學(xué)圖表題的共同特點(diǎn)是全面深入地考查知識(shí)、新穎活潑的材料、隱蔽委婉地提供信息、廣泛多變的出題角度、綜合全面的能力要求。

（一）種類多

高考化學(xué)圖表信息題（特別是圖類信息題）的數(shù)量呈逐年增多的趨勢(shì)，其中，轉(zhuǎn)化關(guān)系圖、工藝流程圖和信息記錄表屬于當(dāng)前較多使用的3 類圖形和表類，而實(shí)驗(yàn)裝置圖的使用量和數(shù)據(jù)曲線圖呈遞減趨勢(shì)，理解示意圖、物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖和實(shí)物樣品圖是在新課標(biāo)改革之后出現(xiàn)的較為新穎的3 類圖形。

（二）綜合度高

近幾年大多省份高考化學(xué)中，圖表信息題越來(lái)越綜合化：一道圖表信息題采用多種表類或圖形考查學(xué)生的知識(shí)素養(yǎng)與能力素養(yǎng)，而且還憑借多種圖表交叉重疊的方式考查學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

三、學(xué)生讀取圖表信息存在的問(wèn)題

（一）學(xué)生的觀察能力有限

觀察化學(xué)圖表不知道從何處下手，不能全面理解圖像信息，導(dǎo)致獲取的信息不充分?；蛘叽中拇笠?，遺漏信息，不注意圖中“不起眼”的關(guān)鍵的信息內(nèi)容，例如單位、小數(shù)位等。主要是由于學(xué)生課上課下練習(xí)的比較少，對(duì)知識(shí)的整理總結(jié)不太到位，學(xué)生沒(méi)有完全掌握?qǐng)D像分析的技巧。

（二）學(xué)生讀圖時(shí)不明確圖表內(nèi)涵

學(xué)生分析橫縱坐標(biāo)代表的物理意義、特殊點(diǎn)和曲線的變化趨勢(shì)有困難，讀圖時(shí)對(duì)拐點(diǎn)、終點(diǎn)、起點(diǎn)、交點(diǎn)的含義理解不清。學(xué)生讀圖時(shí)挖掘圖像隱含信息能力薄弱，不能透析點(diǎn)與點(diǎn)的變化趨勢(shì)，無(wú)法和化學(xué)方程式、題目中給出的條件建立聯(lián)系。

（三）學(xué)生析圖時(shí)不能分析曲線的因果關(guān)系

學(xué)生無(wú)法更好地將圖表內(nèi)容與相關(guān)知識(shí)建立聯(lián)系，不能快速精準(zhǔn)地獲取、運(yùn)用新信息或者及時(shí)提取腦中儲(chǔ)備的已有信息，致使解題時(shí)思維不通暢。主要原因是學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握得不牢固，平時(shí)的訓(xùn)練題量不多，知識(shí)的綜合運(yùn)用能力較差。

（四）學(xué)生答圖時(shí)沒(méi)有系統(tǒng)的答題思路，隨意性強(qiáng)

學(xué)生用圖時(shí)不能用建立起來(lái)的聯(lián)系來(lái)揭示問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生對(duì)于圖表識(shí)別的練習(xí)不夠，缺乏圖表信息提煉的方式方法。文字表達(dá)能力差，文字不精練簡(jiǎn)潔，用詞不嚴(yán)謹(jǐn)、不規(guī)范、不科學(xué)。

四、高中化學(xué)圖表信息提取能力的教學(xué)策略

（一）重視主干脈絡(luò)，掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

布魯納曾說(shuō)過(guò)，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)不是被動(dòng)地接受，而是積極主動(dòng)地探究知識(shí)。在教學(xué)活動(dòng)中，教師在灌輸知識(shí)的同時(shí)，也要重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過(guò)程，通過(guò)自己學(xué)習(xí)探究過(guò)程中所掌握的知識(shí)非常牢固。在講授基本知識(shí)后，教師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，區(qū)分主干知識(shí)，構(gòu)建化學(xué)知識(shí)體系，使學(xué)科知識(shí)的結(jié)構(gòu)真正轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這樣才能靈活地運(yùn)用知識(shí)，解決問(wèn)題。

能力輸出的基礎(chǔ)是知識(shí)輸入，知識(shí)是能力的載體，也可以體現(xiàn)出學(xué)生能力大小。為達(dá)到在考試審題時(shí)能夠準(zhǔn)確理解試題中的化學(xué)信息，就需要學(xué)生有牢固的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，能快速、準(zhǔn)確地分析出哪個(gè)是有效信息，哪個(gè)是干擾信息，思考這些基本知識(shí)應(yīng)該如何運(yùn)用到題目中等。

例如，在必修二化學(xué)可持續(xù)發(fā)展的第一節(jié)《自然資源的開(kāi)發(fā)利用》一課中，通過(guò)課本106 頁(yè)5.6 題的講解，逐步引導(dǎo)學(xué)生框圖題的分析方式。首先要關(guān)注細(xì)節(jié)，注意題目的每一個(gè)字眼，根據(jù)題意問(wèn)什么推什么，不需要將每一種物質(zhì)都推出。然后，要帶著問(wèn)題去思考某一步或某一種物質(zhì)，精心研究設(shè)問(wèn)，注意前后的問(wèn)題是否有連帶效應(yīng)，果斷放棄做不出來(lái)的問(wèn)題。最后，作答時(shí)用學(xué)科語(yǔ)言規(guī)范表達(dá)出所提問(wèn)題，不能答非所問(wèn)。教師在教學(xué)過(guò)程中和學(xué)生一起探討出工藝流程圖，究其根本考查的就是元素的知識(shí)、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的分離與提純、化學(xué)反應(yīng)原理等。想要很好地解答工藝流程圖題的思路，首先必須有扎實(shí)的元素知識(shí)和反應(yīng)原理知識(shí)。做題時(shí)先粗讀試題，掌握工藝流程圖制備的目的，理解流程圖的含義。如果圖中出現(xiàn)超綱知識(shí)，還要關(guān)注流程圖以外的信息內(nèi)容，如表格信息、后續(xù)設(shè)問(wèn)中的提示性信息、文字描述，以便在解題中隨時(shí)聯(lián)系和調(diào)用。

（二）以教材知識(shí)圖像為解題原型，增強(qiáng)探索能力

大多數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置圖或者流程圖取材于教材，有的在原有圖像基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，形成了新的試題。由于很多實(shí)驗(yàn)裝置或者流程圖分布在不同章節(jié)，在化學(xué)學(xué)科教與學(xué)的過(guò)程中，一方面要深入理解和掌握每一個(gè)知識(shí)模塊，由點(diǎn)及面，由局部到整體，整合知識(shí)，形成模塊化的思維；另一方面也不能忽略對(duì)教材圖像信息的深入挖掘，以教材為核心，要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)教材圖像信息的理解與探究能力，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

為了培養(yǎng)和提高化學(xué)信息能力，教師與學(xué)生在平時(shí)的教與學(xué)中有重點(diǎn)、有目的地精選課上的實(shí)驗(yàn)裝置或者流程圖，細(xì)化教與學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地強(qiáng)化訓(xùn)練，形成對(duì)化學(xué)圖像類型題的綜合分析能力。

例如，在選擇性必修3 第三章第五節(jié)《有機(jī)合成》的講授中，以資料卡片裝置為原型，精選歷年的高考真題，構(gòu)建制備高考試題有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的解題思維模型，進(jìn)而提煉總結(jié)高考實(shí)驗(yàn)題的思路和理念。高中化學(xué)必修一中的第二章、第三章進(jìn)行大單元理念備考課程的設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)項(xiàng)目式教學(xué)，分為實(shí)驗(yàn)的基本操作，物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離與提純，將帶領(lǐng)學(xué)生走出題海，將同類型題目中的考點(diǎn)進(jìn)行提煉整合，融入到課堂中，講深講透幾個(gè)好題，以提升學(xué)生的素養(yǎng)和能力，使得學(xué)生在嶄新的情境中才能更好地適應(yīng)。

（三）注重引導(dǎo)，掌握解圖技巧

數(shù)據(jù)曲線圖能夠幫助研究者分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，它是在處理化學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)常用的一種圖形，可以分為溶解度- 溫度關(guān)系圖、電導(dǎo)率- 溶液體積關(guān)系圖、物質(zhì)的量- 溶液體積關(guān)系圖、溶液pH- 溶液體積關(guān)系圖、物質(zhì)能量- 反應(yīng)過(guò)程圖像、速率- 時(shí)間圖像、濃度- 時(shí)間圖像、含量- 時(shí)間- 溫度圖像等類型。要想在教學(xué)中突破數(shù)據(jù)曲線題，必須引導(dǎo)學(xué)生分類訓(xùn)練、總結(jié)每類數(shù)據(jù)曲線圖的解題步驟和解題技巧。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)圖形結(jié)構(gòu)的觀察，提高觀察能力，通過(guò)對(duì)曲線走勢(shì)的理解，提高分析能力。讀圖析圖時(shí)要注意概念的講授，以把握基礎(chǔ)知識(shí)為前提，進(jìn)行讀圖析圖行為的習(xí)慣的培養(yǎng)。

例如，在高二化學(xué)選擇性必修1 第三章《水溶液中的離子反應(yīng)與平衡》教學(xué)時(shí)，第一，分析平衡曲線特點(diǎn)：1.倒數(shù)對(duì)數(shù)坐標(biāo)，直線曲線常見(jiàn)；2.多個(gè)離子反應(yīng)，多種物質(zhì)糾纏；3.電離水解溶解，多重平衡交叉；4.考查內(nèi)容較多，比較守恒計(jì)算。第二，對(duì)數(shù)坐標(biāo)題引導(dǎo)學(xué)生做法如下：1.看清題意，抓住重點(diǎn)：在解決問(wèn)題之前，先明確題目要求，了解需要解決的問(wèn)題，聯(lián)系相關(guān)知識(shí)；2.看懂圖像，理解坐標(biāo)：仔細(xì)研究圖像，重點(diǎn)了解坐標(biāo)的含義，特別是分析隨著橫坐標(biāo)的變化，縱坐標(biāo)如何變化，為什么這樣變化。同時(shí)，需要抓住圖像的拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)和特殊點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)行分析，充分挖掘圖像背后的隱含信息；3.分析選項(xiàng)，在理解題意，看懂圖像之后，逐項(xiàng)分析，解決問(wèn)題，正確作答。第三，總結(jié)對(duì)數(shù)坐標(biāo)題的方法：分析坐標(biāo)看走勢(shì)，理清關(guān)系得數(shù)據(jù)，理解過(guò)程比大小，重點(diǎn)分析溶液中呈中性的點(diǎn)、恰好反應(yīng)的點(diǎn)、反應(yīng)一半的點(diǎn)，溶液成分和離子濃度大小關(guān)系。有些題目中，涉及離子濃度或分布系數(shù)，可以找出特殊點(diǎn)，通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，確定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)。

數(shù)據(jù)分析曲線種類繁多，學(xué)生均可以按照以下步驟進(jìn)行分析，使得學(xué)生通過(guò)遷移練習(xí)，掌握解圖技巧，得出解題步驟。具體來(lái)說(shuō)，可以概括為“一明標(biāo)”“二析點(diǎn)”“三識(shí)線”三個(gè)步驟。第一，明確橫縱坐標(biāo)的含義；第二，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析圖像的起點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)，它們代表一個(gè)反應(yīng)階段的結(jié)束或條件的改變；第三，正確理解水平段居多的直線、有上升、下降、平緩、轉(zhuǎn)折變化的曲線。針對(duì)有轉(zhuǎn)折變化的曲線，要分段分析，每一段可能代表不同的反應(yīng)，因此要找出各段曲線的變化趨勢(shì)，思考變化的意義。

（四）規(guī)范解題思路，培養(yǎng)圖表表達(dá)能力

對(duì)于信息量較少的圖表題而言，獲取隱性信息是在有限信息下解題的關(guān)鍵。針對(duì)這種題目，在實(shí)際教學(xué)中，教師可以采取問(wèn)題引導(dǎo)的形式，讓學(xué)生自主思考，挖掘題目中的信息。審清題意，巧掘隱性信息，準(zhǔn)確表達(dá)題意。教師也要指導(dǎo)學(xué)生高效獲取關(guān)鍵內(nèi)容，規(guī)范解題思維。

例如，在高二化學(xué)選擇性必修一第四章第一節(jié)《原電池》教學(xué)中通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)的方式，將題目改編成填空題，讓學(xué)生深入的了解原理。最終形成規(guī)律如下：1.確定原電池的原理反應(yīng)；2.根據(jù)原理反應(yīng)確定出電池的負(fù)極、正極；3.確定出電子(電流)的方向和電極上的電極反應(yīng)。4.得出結(jié)論:電極質(zhì)量的變化，氣體的逸出，溶液中離子濃度的變化、離子向某電極移動(dòng)等。在高二化學(xué)選擇性必修一第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第二節(jié)電解池教學(xué)中：1.確定電解池的陰極、陽(yáng)極；2.判斷溶液中離子在兩電極上的放電順序；3.得出結(jié)論：電極質(zhì)量的變化、氣體的逸出、沉淀的生成、溶液pH的變化、離子向某電極移動(dòng)等。教師對(duì)現(xiàn)在高考全國(guó)卷及各省市地方卷進(jìn)行研究，分析電化學(xué)在Ⅱ卷的設(shè)問(wèn)主要集中在電化學(xué)計(jì)算或者用電極反應(yīng)式等作答。通過(guò)上述教學(xué)過(guò)程的問(wèn)題引導(dǎo)，讓學(xué)生們突破難點(diǎn)，準(zhǔn)確作答。

五、結(jié)語(yǔ)

化學(xué)圖表信息題具有取材廣泛、形式簡(jiǎn)單、信息隱蔽、體現(xiàn)科學(xué)研究過(guò)程、難度較大等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生思維能力、化學(xué)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)要求較高。在教學(xué)中，通過(guò)將圖表信息題進(jìn)行分類，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用引導(dǎo)、變式練習(xí)，深挖教材，建立模型，重視主干知識(shí)等策略，幫助學(xué)生識(shí)別圖表、從中提取信息，學(xué)會(huì)用圖表來(lái)描述問(wèn)題，從而提高學(xué)生解決圖表信息問(wèn)題的能力，整體提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。