化学教学中培养学生运用图表表述与处理信息能力的策略

2015-03-13朱国美

化学教与学 2015年5期

朱国美董海

（南京市建邺区教师发展中心江苏南京 210017）

运用图表表述与处理信息既是课程目标的明确要求，也是适应现代生活及未来社会所必需的技能和方法。在化学教学实践中，重视培养学生运用图表表述与处理信息的能力，不仅能够帮助学生理解知识，还能让学生掌握科学的学习与研究方法，从而有效地提高学生的科学素养。以下三种教学策略，可高效地达成上述目标，供一线教师参考。

一、通过对教材中图表的比较与归纳，帮助学生认识常见图表的类型与特点

学生在阅读教材中图表、获取信息的过程中，通过教师引导、同学交流，比较不同图表的图形特点与教材中的运用情况，归纳出教材中运用的三种图表的类型与特点（见表1）。

了解了三种常见图表的特点，既为学生正确地选择图表表述有关信息，又为他们全面准确地处理有关图表信息奠定了坚实的基础。

表1 人教版九年级化学教材中图表情况的分析

二、获取类型多样的数据信息，引导学生运用Excel 绘制合适图表表述信息

学生获取的信息可以是通过自己调查、查阅资料、实验获得，也可以是教师提供的。基于不同的数据信息类型和加工处理的目的，依据图表的特点，选择合适的图表类型表述相关信息。如在教学中，学生得到了以下三组数据信息：

信息1：我国黄海海水中所含元素，见表2。

信息2：1000g 不同燃料燃烧产生CO2和SO2的质量，见表3。

表2 我国黄海海水中所含元素

表3 1000g 不同燃料燃烧产生CO2 和SO2 的质量

信息3：某小组从南京古代建筑维修现场搜集了一些旧墙灰，取12．0g 旧墙灰（主要成分是碳酸钙）放入烧杯中，并加入足量稀盐酸（假设其他杂质不参加反应，不考虑H2O、HCl 逸出），反应开始时，烧杯及所盛物质的总质量为300．0g，实验数据记录见表4：

表4 反应时间与物质质量

要求学生用合适的图表分别表述出海水中主要元素的质量分数、三种燃料燃烧产物（CO、SO2）的质量的大小关系、反应生成CO2质量与反应时间的关系。学生通过分析得知：海水中元素的质量分数即部分占整体的比例；燃烧产物质量的大小关系即比较不同项目的值多少；生成CO2质量与反应时间的关系即化学反应中物质质量与反应时间的函数关系。这样学生就能合理地选择饼状图（见图4）、柱形图（见图6、7）、带有平滑线的散点图（见图5）分别表述信息1、3、2。

图4 黄海海水中元素的质量分数

图5 生成CO2 的质量与反应时间的关系

图6 三种燃料燃烧生成CO2的比较

图7 三种燃料燃烧生成SO2的比较

从上面的实例可以总结出以下方法：如果侧重表示一个事物中各部分所占的百分比，一般采用饼形图，如金属元素、非金属元素、稀有气体元素的种类占元素总数的百分比；如果侧重比较相关的几个事物在同一个（或几个）项目上值的大小，一般采用柱形图；如比较一些常见物质的着火点（或密度、熔点、溶解性、硬度等）的大小；如果要反映两个事物之间存在的某种函数关系，可以采用带有平滑线的散点图，如固体物质溶解度与温度的关系、化学反应中某种物质质量变化与反应时间的关系、某一化学反应中两种物质质量变化之间的关系等。以上只需把相关内容与数据输入Excel 的表格中，然后选中它们插入相应图表即可。

三、充分利用比较、分类、概括和定量计算等方法，指导学生初步学会全面准确地处理图表信息

饼形图、柱形图的特点决定了首先要引导学生运用比较的方法加工信息，得到各项目的值的大小顺序，然后运用分类、概括的方法处理信息。如处理教材中“塑料制品的应用范围的饼形图”（见图1）时，学生先通过比较得出塑料制品用量由大到小的顺序为：包装＞建筑＞其他＞电子＞交通＝家具＞玩具，然后概括出包装和建筑的用量之和近60%，从而能够很好地理解为什么过度包装对资源和环境等方面的影响很大以及合成材料在建筑上的广泛运用。再如处理教材中“世界人均水量和一些国家的人均水量的柱形图”（见图2）时，引导学生把各个国家的人均水量与世界人均水量进行比较，得出巴西、印尼、美国人均水量高于世界人均水量，日本、印度、中国则低于世界平均水量，在此基础上学生再运用分类的方法，把这些国家分为两类：水资源较为丰富的国家和水资源相对短缺的国家，最后概括得出世界水资源的分布是不平衡的这一清晰的认知。

带有平滑线的散点图揭示了两个量之间的函数关系，初中化学中除了溶解度曲线外，运用最多的是某一化学反应中两种物质质量之间的关系图，根据质量守恒定律，化学反应中两种物质的质量关系是正比例函数关系，反应过程中的图像为通过原点的一条直线。准确处理此类图表信息的关键是依据相关反应的化学方程式进行定量计算，即根据有关物质间的质量比进行计算。另外需要说明的是，化学反应中物质质量的变化与反应时间的关系有时也可粗略地看出一次函数关系。举例说明如下：

【问题1】取Mg、Al 各2．4g 分别与等质量、等溶质质量分数的足量的稀H2SO4充分反应，生成氢气质量与金属质量的关系如图8。请指出两条曲线分别对应哪种金属。

【分析】由 Mg ＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑可知：m（H2）∶m（Mg）＝2∶24；由2Al＋3H2SO4＝Al2（SO4）3＋3H2↑可知：m（H2）∶m（Al）＝6∶54；根据图像，当纵坐标的值均为0．2g 时，图像甲对应的横坐标的值为1．8g，图像乙则为2．4g；0．2g ∶1．8 ＝6 ∶54，0．2g∶2．4g＝2∶24；因此甲对应Al，图像乙对应Mg。