在化學(xué)圖表中發(fā)展初中生的化學(xué)表述能力

張芳琴

（常州市朝陽(yáng)中學(xué)江蘇常州213004）

在化學(xué)圖表中發(fā)展初中生的化學(xué)表述能力

張芳琴

（常州市朝陽(yáng)中學(xué)江蘇常州213004）

化學(xué)圖表是化學(xué)表述的重要方式，也是發(fā)展學(xué)生化學(xué)表述能力重要工具。文章結(jié)合教學(xué)實(shí)際，探討了以化學(xué)圖表為載體，尋求發(fā)展初中生化學(xué)表述能力的途徑與方法。

化學(xué)圖表；化學(xué)表述能力

用圖表表述化學(xué)過程或呈現(xiàn)背景信息是化學(xué)表述的基本方式，它能使繁瑣的文字表述更加簡(jiǎn)約，使得化學(xué)表述更加直觀和形象。化學(xué)圖表的類型比較多，有實(shí)驗(yàn)裝置圖、反應(yīng)現(xiàn)象圖、操作流程圖、物質(zhì)轉(zhuǎn)化推斷圖、數(shù)據(jù)表格圖、數(shù)據(jù)圖像圖、知識(shí)地圖等等。通過圖表可以進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、分析動(dòng)態(tài)趨勢(shì)、揭示變化規(guī)律。參閱若干年的常州市中考化學(xué)試卷及其他省、市中考化學(xué)試卷，數(shù)據(jù)圖、表是永恒的熱門“話題”，也都是失分點(diǎn)比較大的試題，它對(duì)學(xué)生的能力提出較高的要求。需要學(xué)生能夠獨(dú)立的獲取信息，利用和加工信息，分析和解決化學(xué)問題，這也是化學(xué)表述能力形成和發(fā)展的一種重要心理表征。

2011版新課標(biāo)在課程目標(biāo)的“過程與方法”中要求學(xué)生能用文字、圖表和化學(xué)語(yǔ)言表述有關(guān)信息，這也就是對(duì)初中生的化學(xué)表述能力提出明確的要求。在教學(xué)中或測(cè)試中，我們不難發(fā)現(xiàn)化學(xué)圖表對(duì)大部分學(xué)生解決化學(xué)問題制造了“障礙”。首先，學(xué)生看到此類問題的第一感覺是難題，心理上產(chǎn)生畏懼感，有部分學(xué)生甚至繞它而去，徹底放棄了；其次，圖表表述的信息量大，學(xué)生不能很好地了解圖表所呈的化學(xué)含義，從中提煉出相關(guān)的化學(xué)信息；第三，信息的數(shù)據(jù)處理能力較弱，更不必說(shuō)嘗試應(yīng)用圖表分析解決化學(xué)問題，表述自己的思路與思維的結(jié)果。這都說(shuō)明初中生的化學(xué)圖表表述能力薄弱，需要有意識(shí)地加強(qiáng)培養(yǎng)與發(fā)展。本文依據(jù)教學(xué)實(shí)踐，探討促進(jìn)學(xué)生化學(xué)圖表表述能力發(fā)展的幾點(diǎn)體會(huì)。

一、解讀化學(xué)圖像，掌握基本的分析剖析方法

化學(xué)圖像是化學(xué)圖表表述的重要組成部分，它能把化學(xué)知識(shí)簡(jiǎn)明、直觀、形象地寓于坐標(biāo)曲線上。讀圖時(shí)必須抓住有關(guān)概念和有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)規(guī)律及圖象特點(diǎn)等，析圖的關(guān)鍵在于從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度對(duì)“數(shù)”“形”“義”“性”進(jìn)行綜合思考，其重點(diǎn)是弄清“起點(diǎn)”“交點(diǎn)”“轉(zhuǎn)折點(diǎn)（拐點(diǎn)）”“終點(diǎn)”及各條線段的化學(xué)含義。

例如：2011年常州市中考化學(xué)試題第20題。圖像表述如圖1，圖像說(shuō)明：圖l表示向一定量氯化鈣和稀鹽酸的混合溶液中滴加碳酸鈉溶液，橫坐標(biāo)表示加入的碳酸鈉溶液的質(zhì)量，縱坐標(biāo)表示實(shí)驗(yàn)中得到的沉淀或氣體的質(zhì)量；問題表述：①判斷圖1中oa段表示什么？②圖l中c點(diǎn)表示什么？

圖1

圖2

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理析圖，氯化鈣和稀鹽酸混合溶液與碳酸鈉溶液反應(yīng)有先后順序，滴加入的碳酸鈉溶液先于鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，當(dāng)鹽酸完全反應(yīng)后再與溶液中的氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，讀圖判斷知oa線段表示實(shí)驗(yàn)中氣體質(zhì)量的變化情況，a點(diǎn)表示混合溶液中的鹽酸已反應(yīng)完，b點(diǎn)表示碳酸鈉開始與氯化鈣反應(yīng)，由于縱坐標(biāo)既表示氣體又表示沉淀的質(zhì)量，使得圖像呈現(xiàn)不連續(xù)性，但是化學(xué)反應(yīng)是連續(xù)的，bc線段表示實(shí)驗(yàn)中沉淀質(zhì)量的變化情況，c點(diǎn)表示上述混合溶液與碳破鈉溶液恰好完全反應(yīng)，c后的線表示加入的碳酸鈉溶液已過量，不再發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

再如：2010年常州市化學(xué)試題第24題。圖像表述如圖2，圖像說(shuō)明：甲、乙兩種固體的溶解度曲線如圖2所示。問題表述：

（1）_______℃時(shí)，甲和乙的溶解度相等；

（2）_______40℃時(shí)，若將40g乙（不含結(jié)晶水）放入160g水中充分溶解，所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______，該溶液是_______溶液（填“飽和”或“不飽和”）；

（3）40℃時(shí)，將甲、乙兩物質(zhì)的飽和溶液各100g降溫至20℃，析出晶體（均不含結(jié)晶水）的質(zhì)量關(guān)系是：m（甲）m（乙）（填“＞”、“=”或“＜”）。

根據(jù)溶解度曲線的含義作出圖解分析，曲線上的每一點(diǎn)表示一定溫度下的溶解度大小，還可以根據(jù)給出的數(shù)據(jù)計(jì)算出該溫度下這種飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大?。徊煌€的交點(diǎn)表示對(duì)應(yīng)溫度下兩物質(zhì)的溶解度相等；曲線的變化趨勢(shì)表示該物質(zhì)的溶解度受溫度的變化情況等等。因此，圖2中甲乙曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度是20℃，表示在20℃時(shí)，甲和乙的溶解度相等；讀圖2知40℃時(shí)，乙物質(zhì)的溶解度是40g，表示100g水中最多溶解40g乙物質(zhì)，此時(shí)溶液達(dá)飽和狀態(tài)，若將40g乙（不含結(jié)晶水）放入160g水中充分溶解，判斷所得溶液應(yīng)為不飽和溶液，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40g/（40g+160g）×100%= 20%；從兩曲線的變化趨勢(shì)及數(shù)據(jù)說(shuō)明，等質(zhì)量的兩物質(zhì)的飽和溶液由40℃降溫至20℃，析出晶體（均不含結(jié)晶水）的質(zhì)量甲要大于乙，還可以用數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證。

在溶液知識(shí)（如溶解度曲線、溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化、溶液pH的變化），化學(xué)反應(yīng)中某物質(zhì)的質(zhì)量變化中出現(xiàn)大量的化學(xué)圖像表述。要讓學(xué)生學(xué)會(huì)讀圖，將解讀的信息進(jìn)行加工，分析，總結(jié)出圖像所反映的規(guī)律，并獲取所需要的信息，解決問題，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)圖像表述能力的發(fā)展。

二、尋求關(guān)鍵數(shù)據(jù)，突破化學(xué)圖表表述的內(nèi)涵

化學(xué)圖表中的數(shù)據(jù)多，信息量大，我們是有目共睹的，學(xué)生要學(xué)會(huì)從中獲取有效信息，分析隱含的數(shù)據(jù)，并將其加工成化學(xué)語(yǔ)言，同時(shí)與化學(xué)概念、化學(xué)原理結(jié)合，從而快速解決問題。

例如：2011年常州市化學(xué)中考試題第19題。內(nèi)容表述為：A和B可發(fā)生如下反應(yīng)：3A+2B=A3B2，某學(xué)生做了3次該實(shí)驗(yàn)（每次均充分反應(yīng)），反應(yīng)前A和B的質(zhì)量和都是l0g。有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：

序號(hào)反應(yīng)前A的質(zhì)量反應(yīng)后A3B2的質(zhì)量①8g 2g 6g②4g 6g 6g③xg yg 9g反應(yīng)前B的質(zhì)量

問題表述：x∶y的比值可能為（）

A 1∶lB 2∶1C1∶4D3∶2

解決問題的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)分析，比較①②組數(shù)據(jù)，相同的是生成物A3B2的質(zhì)量都為6g，根據(jù)反應(yīng)前A和B的質(zhì)量判斷出4gA與2gB恰好完全反應(yīng)，參加反應(yīng)的A與B的質(zhì)量之比為2∶1，從而可以計(jì)算出③組中生成9gA3B2，參加反應(yīng)的A與B的質(zhì)量分別是6g和3g，然后依據(jù)反應(yīng)前兩者的質(zhì)量和為10g，反應(yīng)后有1g剩余可能為A物質(zhì)，也可能是B物質(zhì)，從而得出x、y組合：x=6g、y=4g（或者x=7g、y=3g）。因此，答案D正確。

通過對(duì)圖表中各種數(shù)據(jù)的分析，找出它們變化規(guī)律以及與化學(xué)原理直接的或隱含的相互聯(lián)系。并將化學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題，通過判斷或計(jì)算來(lái)解決，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)化學(xué)數(shù)據(jù)的敏感性，也促進(jìn)了學(xué)生化學(xué)數(shù)據(jù)表述能力的發(fā)展。

三、嘗試?yán)L制化學(xué)圖表，發(fā)展學(xué)生圖表與文字、實(shí)驗(yàn)表述互相轉(zhuǎn)化的能力

利用數(shù)學(xué)中的二維圖像來(lái)描述化學(xué)問題，它體現(xiàn)了數(shù)學(xué)方法在解決化學(xué)問題中的應(yīng)用。學(xué)生已有數(shù)學(xué)繪圖的基礎(chǔ)，現(xiàn)要求將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用圖表的形式來(lái)表述，增強(qiáng)了化學(xué)表述的直觀和形象。也可以讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)圖表與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)之間的密切聯(lián)系。

例如：2012年滬教版九年級(jí)化學(xué)教材下冊(cè)P51第12題。在一定體積10%的氫氧化鈉溶液中滴加10%的鹽酸（室溫下），反應(yīng)中溶液溫度的變化如下：

加入鹽酸的體積（V）/mL 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20溶液溫度上升（△t）/℃5.2 9.6 12.0 16.0 18.2 16.7 15.7 14.7 13.7 12.9

要求繪出溶液溫度上升與加入鹽酸體積之間的變化關(guān)系圖，并根據(jù)曲線討論溶液溫度發(fā)生變化的原因。

根據(jù)表格數(shù)據(jù)繪圖如圖3，討論分析溶液溫度變化的原因：鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出熱量，當(dāng)加入10mL鹽酸時(shí)，放出的熱量最多；加入鹽酸的量在2mL～10mL之間，與氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸量增加，導(dǎo)致放熱增多；加入鹽酸量在10mL～20mL之間，鹽酸過量，起冷卻作用，使溫度下降。

圖3

圖4

同時(shí)，有條件的學(xué)校也可以借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中的手持技術(shù)，采集該反應(yīng)中溫度、pH等數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理功能，動(dòng)態(tài)的繪制各種變化圖像、圖表，實(shí)時(shí)實(shí)地的顯示實(shí)驗(yàn)的變化過程，你可以選擇一種顯示方式任意查看某一時(shí)刻、某一段時(shí)間或整個(gè)過程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。記錄的數(shù)據(jù)也會(huì)保存在計(jì)算機(jī)中，可以隨時(shí)再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程。利用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)，可以使得化學(xué)圖像表述更加直觀。如圖4為計(jì)算機(jī)軟件繪制的氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸的溶液pH變化曲線圖。

教師在教學(xué)中要多使用化學(xué)圖表教學(xué)，讓學(xué)生自己動(dòng)手繪制圖表并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)學(xué)生良好的認(rèn)知和學(xué)習(xí)習(xí)慣，幫助學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中積累有關(guān)的化學(xué)圖表知識(shí)。并加以化學(xué)圖表題型的變式訓(xùn)練，讓學(xué)生的化學(xué)思維變得靈活、深刻，這樣才能更好地提高學(xué)生對(duì)化學(xué)圖表的分析和處理能力，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)圖表表述能力的發(fā)展。

四、利用微觀示意圖，化抽象為形象，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)概念表述能力

微觀示意圖能把看不見的、抽象的微觀粒子，借助模型圖的形式形象展現(xiàn)出來(lái)，以便用來(lái)解釋抽象的概念、化學(xué)反應(yīng)或?qū)嶋H問題等。微觀示意圖可以表述分子、原子的種類和個(gè)數(shù)，也可以表述化學(xué)反應(yīng)的過程，可以用來(lái)判斷物質(zhì)的變化，物質(zhì)的分類和化學(xué)反應(yīng)類型。增強(qiáng)了化學(xué)表述的趣味性和可讀性，提高了學(xué)生的辨析能力。

例如：2009年南京市中考試題第18題。圖表表述：如圖5；圖表說(shuō)明：下列各圖中“”和“”分別表示兩種質(zhì)子數(shù)不同的原子；問題表述：找出能表示由兩種化合物組成的混合物的圖。

圖5

根據(jù)圖例判斷出兩種不同的圈代表不同種元素的原子，因此，各圖中的都是有兩種元素組成，再觀察各圖不難發(fā)現(xiàn)A圖表示有一種單質(zhì)分子構(gòu)成的混合物，B圖表示兩種化合物分子構(gòu)成的混合物，C圖表示一種化合物分子構(gòu)成的純凈物，D圖表示一種單質(zhì)分子和一種化合物分子構(gòu)成的混合物。

通過以上分析，學(xué)生很直觀地認(rèn)識(shí)了微粒的不同，不同分子的構(gòu)成，也從微觀的角度理解了純凈物、混合物、單質(zhì)、化合物的概念。

五、利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、流程圖，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)表述能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖、流程圖，可以表述物質(zhì)的性質(zhì)和制法，使得實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、步驟簡(jiǎn)明直觀，也增加了視覺效果。對(duì)這些圖的分析可培養(yǎng)他們觀察能力，分析辨別能力，也有利于發(fā)散思維的培養(yǎng)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的理解，在此過程中也能促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)表述能力的發(fā)展。

總之，化學(xué)圖表是化學(xué)信息的重要載體，是獲取科學(xué)知識(shí)的信息源，是學(xué)生化學(xué)表述能力發(fā)展的重要工具。學(xué)生化學(xué)圖表與文字、實(shí)驗(yàn)相互轉(zhuǎn)化能力的強(qiáng)弱，直接影響著化學(xué)學(xué)習(xí)的效果。發(fā)展學(xué)生的化學(xué)表述能力，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高學(xué)生科學(xué)探究的能力；能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)能力；也能進(jìn)一步提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。

［1］張惠，唐羚，楊秀梅，周青.高中化學(xué)圖表題的類型與教學(xué)策略［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2009，（1-2）

［2］張順清.淺談圖解法在化學(xué)教學(xué)中的有效運(yùn)用［J］.中學(xué)化學(xué)教與學(xué)，2007，（5）

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