可視化思維在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

陸玉松

【摘要】在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)碰到一些看上去很復(fù)雜的問(wèn)題，這些問(wèn)題涉及的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)往往思維性比較強(qiáng)，如果使用一般的解題方法可能會(huì)花費(fèi)比較多的時(shí)間，而且在解題過(guò)程中還容易錯(cuò)。對(duì)于類似復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題，我們其實(shí)可以運(yùn)用可視化思維去將涉及的知識(shí)點(diǎn)圖形化，然后將題目中的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖形，直接從圖上進(jìn)行分析與解答。本文首先簡(jiǎn)單介紹了可視化思維技術(shù)，然后分析了可視化思維方法應(yīng)用于高中化學(xué)解題的依據(jù)和意義，最后實(shí)例展示了可視化思維方法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】可視化思維技術(shù)；高中化學(xué)解題；直觀性；簡(jiǎn)單化

“可視化思維技術(shù)”是指運(yùn)用一系列圖示技術(shù)工具把本來(lái)不可視的思維（思考方法和思考路徑）呈現(xiàn)出來(lái)，使其清晰可見(jiàn)的過(guò)程。被可視化的“思維”更有利于理解和記憶，因此可以有效提高信息加工及信息傳遞的效能。

一、可視化思維應(yīng)用于高中化學(xué)解題的依據(jù)及意義

通常情況下，學(xué)生對(duì)于化學(xué)知識(shí)的理解認(rèn)知包含兩個(gè)層面：形象思維認(rèn)知和抽象思維認(rèn)知，相比于抽象思維認(rèn)知而言，學(xué)生們對(duì)于形象思維認(rèn)知的接受度相對(duì)更高. 而思維的可視化恰恰可以滿足高中化學(xué)知識(shí)的形象化展示需求，采取具備形象性的表達(dá)工具以及問(wèn)題表現(xiàn)形式，通過(guò)圖像、圖形、符號(hào)、圖示等頗具形象性的元素，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)起可視化思維解題的能力. 通過(guò)可視化思維在高中化學(xué)解題過(guò)程中的實(shí)踐成果可以看出，可視化思維憑借其生動(dòng)性、直觀性、整體性等特征，對(duì)于學(xué)生快速找到問(wèn)題解答方法有很大幫助. 也就是說(shuō)，可視化思維給學(xué)生帶來(lái)的不僅僅是高中化學(xué)問(wèn)題的解答成果，更為學(xué)生基于高中化學(xué)知識(shí)的問(wèn)題解答能力的培養(yǎng)提供了有利條件，幫助學(xué)生形成高效的化學(xué)問(wèn)題解答的思維模式.

實(shí)現(xiàn)“可視化思維”的技術(shù)主要包括兩類：圖示技術(shù)（如概念圖、思維導(dǎo)圖、模型圖、流程圖等）及生成圖示的軟件技術(shù)。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理制作相應(yīng)化學(xué)參數(shù)和相關(guān)變量之間的關(guān)系圖示，以供學(xué)生分析化學(xué)問(wèn)題所用. 高中化學(xué)中所應(yīng)用的可視化思維方法具有數(shù)形結(jié)合的典型特征，可以清晰、直觀、生動(dòng)地反映出化學(xué)反應(yīng)的已知量和未知量之間存在的關(guān)聯(lián)性. 可以說(shuō)，作圖法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用增強(qiáng)了高中化學(xué)課程教學(xué)的巧妙性、在一定程度上提升了高中化學(xué)課程的教學(xué)效率.

二、實(shí)例展示可視化思維方法在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用效果

1.溶液稀釋問(wèn)題

例1.在25℃的條件下，將體積都為10 mL，pH都等于3的醋酸和鹽酸，加水稀釋到 a mL和 b mL，測(cè)得稀釋后溶液的pH均為5，則稀釋時(shí)加入水的體積為（ ）

A.a=b=1 000 mL B.a=b>1 000 mL

C.ab

解析：上述問(wèn)題可以先采用可視化思維方法將溶液稀釋這個(gè)知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為圖形的形式，然后再根據(jù)圖形進(jìn)行解答。

在溶液中，鹽酸電離是不可逆的，而CH3COOH的電離是可逆的，存在電離平衡，在加水稀釋的過(guò)程中，鹽酸溶液里c（H+） 的主要變化只有一個(gè)，即減??；CH3COOH溶液里c（H+）的主要變化有兩個(gè)，即減小和增大。因此，在稀釋過(guò)程中HCl的PH變化將更明顯一些，故可以繪制圖示如下：

依據(jù)左圖，我們很清楚地看到b>a，所以答案選D。

另外依據(jù)圖形，我們還能解決兩溶液稀釋相同倍數(shù)后溶液pH值大小比較的問(wèn)題（如右圖）。

2.蓋斯定律的應(yīng)用

例2.已知C（s）+12O2（g）===CO（g） ΔH。上述反應(yīng)在O2供應(yīng)充分時(shí)，可燃燒生成CO2；O2供應(yīng)不充分時(shí)，雖可生成CO，但同時(shí)還部分生成CO2。因此該反應(yīng)的ΔH無(wú)法直接測(cè)得。但是下述兩個(gè)反應(yīng)的ΔH卻可以直接測(cè)得：

（1）C（s）+O2（g）=CO2（g）ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

（2）CO（g）+12O2（g）=CO2（g）ΔH2=-283.0 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，就可以計(jì)算出欲求反應(yīng)的ΔH。

分析上述兩個(gè)反應(yīng)的關(guān)系，即知：ΔH= 。

則C（s）與O2（g）生成CO（g）的熱化學(xué)方程式為 。

解析： 我們可以用可視化思維方法將蓋斯定律的概念，虛擬成如下過(guò)程圖：

由圖可知ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1

則熱化學(xué)方程式是C（s）+12O2（g）===CO（g） ΔH=-110.5 kJ·mol-1。

3.仰視、俯視對(duì)讀數(shù)的影響問(wèn)題

例3. 滴定前平視，滴定終點(diǎn)俯視，使標(biāo)準(zhǔn)液體積讀數(shù) 。

解析：我們可以用可視化思維方法將仰視、俯視的誤差分析，繪制成如下過(guò)程圖：

由圖可知俯視滴定管，刻度偏小，標(biāo)準(zhǔn)液的體積也就是刻度差也偏小。

當(dāng)然，在具體分析時(shí)還要注意具體儀器得特征以及實(shí)驗(yàn)操作的目的。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將可視化思維應(yīng)用于高中化學(xué)的解題過(guò)程是一種很值得我們學(xué)習(xí)的解題方法，利用該方法不但更快更有效地解答出我們的化學(xué)問(wèn)題，而且更為重要的是在運(yùn)用該方法過(guò)程中，我們同學(xué)的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到了一定程度的提高，這對(duì)我們將來(lái)的學(xué)習(xí)乃至生活都是十分重要的。

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