读图析图借图破解

读图析图借图破解——高中化学图形教学的研究朱家星（桐乡市高级中学嘉兴314500）摘要化学术语、图表、模型、课本插图、二维图像等都是高中化学图形教学中重要的呈现方式，本文从读图析图、借图破解两个角度尝试引导学生对化学图表的合理运用和深入理解，从而培养学生严谨的化学思维和提高综合分析问题的能力。关键词读图析图图形教学一、我遇到的问题或困惑化学是一门神奇的学科，他的神奇不仅表现在研究大千世界的变化，更在于他有着属于自己的特有的文字图形。苏教版高中化学教材中运用了大量的插图，有结构图、直观图、现象图、概念图、表格图等。这些图形使深奥的道理形象化，抽象的概念具体化，枯燥的知识趣味化，繁冗的文字叙述条理化。因此化学教学中如何引导学生有效地读懂这些特有的化学术语及图表、模型、图形表征化学问题？如何引导学生感受、分析课本的图片信息？如何根据实验数据绘制的二维图象整合化学信息，解决实际化学问题？二、对问题产生的原因分析1.学生基础知识及读图能力不足虽然有些学生已经认识到了学习读图的重要性，但是由于欠缺一定的读图基础知识及方法，读图过程中信息理解不全，找不到解题的突破口，其中很多高中生还缺乏一定的空间想象能力，碰到“平衡移动”问题就晕，一遇到化学平衡的问题就不知所措。此外，一些学生的抽象思维能力不足，他们不能准确理解化学术语，例如不懂如何对滴定图像进行观察和分析。2.教师忽视学生读图能力的培养部分教师只是专注于化学知识的传授，忽略了对读图、析图能力的培养。还有老师采用传统的“填鸭式”的教学方式来处理读图题，其中典型的方法是首先让学生获取图的表面信息，再由教师分析总结，此过程中，学生练习的仅仅是表层信息获取能力的训练，对思维能力的训练则明显不足，这样将不利于学生读图、析图能力的提高。三、本问题研究综述国外化学教育普遍重视学生化学读图、析图和绘图能力的培养。在美国的《国家化学课程标准》中就明确指出“对于学生来说，绘制图形应成为和写一段文字一样普通、自然和简单的事情。”国外学者Tilbury和wiiliams认为学生应掌握的图形技能涵盖阅读图形的能力，阅读图形是学生独立地从图形中获取信息的过程，综合了感知、思维、化学图像知识和基本读图方法，并且在阅读图形的过程中，同时必须解释图形，即把化学先备知识与图形上观察到的类型、特性产生相关。国内有关化学读图、析图和绘图能力培养的研究较少，主要是在数学、物理、地理学科上研究图形教学较多。如：地理学科汪文达老师根据地理评价目标,说明从五个方面来谈在教学中如何去培养和提高学生的读图能力；物理学科刘益民老师的高中物理图象教学的思考与实践等。我国新课程改革后,化学学科其核心理念是:为了中华民族的复兴,为了每位学生的发展。高中阶段的基本理念是：第一，培养现代公民必备的化学素质；第二，满足学生不同的化学学习需要；第三，重视对化学问题的探究；第四，强调信息技术在化学学习中的应用；第五，注重学习过程评价与学习结果评价的结合。四、课题研究的界定有关“读图能力”解释有很多种，我国化学教育界大部分都认为读图能力是从图像中获取知识、信息的能力。裴新生在《地理教育中的思维·实践·创新》中指出:“读图能力就是学生能够独立地从一幅没有读过的地图中获得知识的能力,也可以叫做地图的判读能力”。吴建新在《提高学生地图能力构建地理认知新模式》提到地图能力的内涵包括地图的认知能力、理解能力、操作能力、应用能力等一系列地理能力。他还进一步指出,“地图能力包含三个层次:一是有图必依,即利用各种现存地图、示意图表、地理模型等理解和掌握地理知识,同时通过画图,初步掌握编制常用图表和示意图的基本方法和技能。二是无图显图,即通过自己编制地图对地理知识进行归纳和总结。三是通过前二个层次的逐渐培养、训练和提高,不断改变学生认知习惯、思维习惯和心理习惯,通过地图对地理知识进行加工、贮存的能力培养,达到“图文合一”。这三个层次由表及里,逐渐深化,又相互促进“。也有不少地理教学第一线的教师指出“读图能力即从地理图像中检索信息的能力”。所谓“读图，就是随着识图能力的提高，依据读图规范，学生能用语言或文字表述出图形的内容，即把图形的形象语言转化成文字语言的过程。”《浙江省普通高学业水平考试暨高考选考科目考试标准》化学考试注重考查学科基本能力，同时注意考查学生初步运用化学视角和化学原理去观察和解决生活、生产和社会现象中某些化学问题的能力。例如：记忆、识别、再现元素符号、原子符号、原子结构示意图、电子式、离子符号、化学式、结构式、结构简式、化学方程式、电离方程式、离子方程式。读图能力是分析能力的一部分，对于学生读图能力的培养，本人认为要有计划地对学生进行训练，集中训练，掌握了基本的读图知识后，要在其他各章节分散练习各种读图能力，进而全面提高读图、析图能力的水平。引导学生联系实际情况，按照顺序，一步一步地阅读图形，直到找到解题所在。在学生看一遍不明白的情况下,引导学生反复多看几遍，还可以变换角度看图，这样往往可得到更好的效果。五、高中化学图形教学的措施与方法1.把握图形教学应遵循的原则。1.1认识规律原则：图形中的内容，多是学生没有接触的化学事物及其有关的理性知识，图形教学须从形象的、感性的具体事物入手，以学生已有知识作铺垫，采用启发式，通过教师讲解图形，学生读图、分析、归纳、判断等思维活动，完成从直观到抽象、从感性到理性这一认识过程，获取新的知识。例如在乙酸结构的教学中，利用球棍模型，比例模型等载体形象地将乙酸分子立体形状、分子内各原子的相对大小和空间位置展现出来，从而有效的过渡到乙酸化学式，结构式、结构简式、电子式的规范书写，而这些文字图形也恰恰是各种分子最佳的表达方式。1.2实际性原则：图形教学要结合学生生活、社会和知识水平的实际，注意考虑学生的接受能力，有的放矢，切不可要求过高，否则会适得其反。例如在分析氮气与氧气反应生成一氧化氮的能量变化中，可以将课本中的变化图（如图1）运用起来进行分析，从而让学生明白化学反应中能量变化的微观原因。图12.培养用图习惯，详解读图方法，培养学生多种思维能力在具体的化学图形教学中，教师要采取各种教学方法和教学手段，有策略、有计划地对学生的图形教学进行指导和强化，并同时形成学生的各种思维能力。首先，要学生掌握读图基本程序，培养学生读图技能。读图要注意图形的名称及重要的信息，以此确定图形的类型等。使学生养成用图习惯，培养学生空间思维能力。读图一般采取以下几个步骤：(1)识别图象类型，明确读图目的；(2)认真读图，弄清问题；(3)自我检查，相互交流读图结果；(4)师生讨论得出结论。其次，要利用“一图多思、多图并用”，培养学生发散思维和归纳思维的能力。因为化学反应及多种化学现象常常结合在一起，相互之间有紧密的联系，这些联系可以通过化学图形准确地反映出来，因此，教学中，教师要对化学知识进行归纳、综合，使学生学会一图多思、一图多用。每一幅图都提出“是什么?”、“为什么?”，直至解决“为什么?”，这样由浅入深、由表及里，使学生的认识不断深化，思维程度逐步提高，解决问题的能力得到有效培养；对同一幅图要从多个角度进行观察和思考，培养其发散思维能力。例如将足量Cl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中(溶液体积变化忽略不计，且不考虑Cl2与水反应)。关于pH与Cl2用量的关系图，可以引导学生写出Cl2与混合溶液中各离子反应的方程式，并根据氧化反应的先后顺序，将各方程式根据先后顺序排序，最终根据各种酸性强弱特征绘制出定量关系图（图2） 图2以上图形题主要是研究反应的先后顺序，在引导时要注重氧化反应的先后顺序，同时将定量问题结合在一起，这一类问题还可以进行合理的拓展，比如优先氧化、还原原理、优先放电原理、优先沉淀(或结晶）原理、优先中和原理，这些反应的先后都可以利用这种图形进行发散，从而有效的提高学生有序思维。这样，经常性进行多角度分析问题的训练，对于培养学生的发散思维能力将大有好处。多图并用，就是重视图与图之间的联系，同时用几幅图来综合说明、比较某些化学现象，这在教学中可以更广泛地加以运用。总之，化学教学中应注意多渠道地进行图形教学，注意图的变式，一图多用，多图并用，从而提高学生的读图意识及思维能力。第三，训练学生绘图制表、缺图补图的技能，培养学生的创造能力。“绘制图表、缺图补图”要求学生能模仿、记忆、想象，做到眼、手、脑并用，有利于加深对化学知识的记忆和理解，也是读图过程中的重要环节。通过学生的动手绘画过程，能加强对图形的认识，从而达到强化学生图形意识的目的。第四，要学生掌握图文变换的方法，着重提高读图分析能力。图文变换主要是指数据表格与图形之间的变换，通过变换培养读图能力，如针表格、沉淀溶解曲线、滴定曲线等方面的问题，通过图文变换将柱状图变成曲线图，或叠加图形或改变设问角度等方式提高读图分析能力。要善于通过读图、识图获得与某些热点问题有关的化学信息，并善于用这些信息联系已学过的化学知识来分析和解决现实问题。高中学生对图形判断、分析能力普遍较差，为此高中化学教学的一线教师和一些专家对此也做了不少的研究，也有很多这方面的论述，提出了不少解决问题的建议和方法，但有些不够全面，有些方法效果不够显著。对此，我愿意通过不懈努力，为提高高中学生化学的读图、析图能力尽自己的一点绵