基于问题导引图示教学法的实践与反思

薛青峰

摘要：图示是化学学科提供信息的重要载体、难点突破的重要途径、知识梳理的重要形式。以“从铝土矿到铝合金” 为例，以问题带动教学进程，促进学生的知识建构；探讨了图示教学法在新授课、单元复习课及高考总复习课三个阶段课堂教学中的应用。

关键词：问题导引；图示教学；化学教学

文章编号：1005–6629（2017）6–0057–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

图示法就是借助图示（图形或图像）揭示事物之间的相互关系或事物在发展变化过程中的相互转化及其变化规律的一种方法，具有较强的直观性、简约性和概括性等特点，正是由于这些特点，它可以实现抽象思维形象化、复杂问题简明化、零散知识系统化，因此它作为一种提供信息的重要载体、难点突破的重要途径、知识梳理的重要形式而被广泛移植到中学化学的课堂教学中。下面以苏教版必修1专题3第一单元“从铝土矿到铝合金”在新授课、单元复习课及高考总复习三个阶段的教学处理为例，探讨图示教学法在化学教学中的具体应用，以期探讨如何根据教学内容的自身特点和学生实际水平，设计出恰当的“图示”以优化教学组织形式，实现最大程度提高课堂的教学效果。

1 新授课——初步掌握铝及其化合物相关性质

新课教学不仅要让学生达成学科知识层面的目标任务，更重要的是让学生在学习过程中学会分析和推理，学会应用已有知识解决相关问题的基本方法，提高相关能力。

“从铝土矿到铝合金”属于元素化合物知识范畴，根据本单元内容特点和教学任务，从“从铝土矿中提取金属铝”的工业生产过程入手，将其过程简化为如下流程图（图1），再将教学任务以问题形式融入流程图中，让学生主动参与到教学过程中。

问题1：流程图中从“铝土矿”到“Al2O3”这三步的目的是什么？

问题2：铝土矿中的Al2O3和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和水，写出此反应的化学方程式和离子方程式，在该反应中，氧化铝体现了什么性质？

问题3：从氧化物及其对应水化物之间物质类别的关系看，氢氧化铝可能属于什么化合物？请设计有关实验证明你的猜想。

问题4：在偏铝酸钠溶液中通入CO2气体，生成Al（OH）3的同时生成Na2CO3或NaHCO3，请写出有关反应的化学方程式或离子方程式，你认为在实际工业生产中生成的主要是Na2CO3还是NaHCO3？为什么？

问题5：课后自主解决：在电解氧化铝时为什么要加入冰晶石？（下节课汇报）

该流程中涵盖了工业生产过程中所涉及的主要化学原理，它们都是中学化学的重要基础知识。所设计的相关问题都来自于流程图中所提供的相关信息，问题1起到导引作用，培养学生的概括总结能力，问题2和问题3培养学生对比分析能力和自学能力，为氧化铝和氢氧化铝的两性学习作好铺垫，问题4培养学生具体问题具体分析能力和知识应用能力，问题5培养学生自主解决问题能力。通过这样的教学设计，使学生感觉到所学知识并不是死的知识，而是有灵魂的，有实际应用的，更重要的是本节教学目标的达成都是由学生自主完成。因此在具体教学过程中应根据相关教学内容选择合适的教学思路以达到教学效果的最大化。

转化流程图是一个具有程序性特点的组织结构，它是将研究对象放在特定过程中，根据其所发生变化的关键性节点按照一定顺序组织起来的结构简图，它能直观地反映出研究對象的变化过程。中学化学主要将其用于描述物质间的转化过程及物质制备过程，转化流程图是学习元素化合物的一种重要载体，不仅有利于学生从整体上把握物质的流向，感受化学来源于生产实际又服务于生产实际，更有利于培养学生提取信息、加工信息从而获取知识的能力（即学习能力）。

2 单元复习课——构建铝及其化合物知识网络

单元复习教学目标是进一步让学生从知识整体架构上厘清它们之间的关系，使本单元主干知识形成网络化，以帮助学生记忆，同时还应使学生在原有的基础上对本单元知识有更深层次的认识。

在“从铝土矿到铝合金”单元复习教学中，为了使学生厘清“铝及其重要化合物”之间的转化关系，设计如下“问题串”以帮助学生自主建构知识网络框架。

问题1：在“从铝土矿中提取金属铝”的工业生产中，涉及了哪些主要反应？请写出这些反应的化学方程式或离子方程式。

问题2：你有哪些方法可以一步实现铝转化为氯化铝或氧化铝？

问题3：实验设计：请你根据实验桌上提供的试剂设计有关实验方案制备氢氧化铝，并比较这些方案的优劣。（试剂：Al2O3、稀盐酸、NaOH溶液、氨水、CaCO3）

问题4：通过对以上的问题解决，请用简洁的框图网络描述上述五种含铝物质之间的转化关系图。

本教学流程通过层层递进的前三个问题，使学生加深对铝及其重要化合物之间的转化条件和途径的全面理解，为学生自主建构其关系图作好铺垫。基于教材的问题1是为了唤醒学生对前知识的记忆，为解决问题3提供知识准备；高于教材的问题2强化了前后知识的相互联系，培养学生的发散思维；跳出教材的问题3强调了知识的应用，培养学生运用知识解决问题的能力；回归教材的问题4突出物质之间的转化关系，培养学生的知识归理能力，按照元素化合物转化的一般思路：单质→氧化物→氧化物对应的水化物→盐的顺序并结合铝的两性布局为图2格式，然后再转化成图3形式。单元复习课不等于教材内容的快速处理，应充分发挥学生的主体作用，将教学内容设计成相关问题，让学生在解决问题的过程中，逐渐清晰知识间的脉络，最终实现学生自主建构复习内容的体系和框架。

知识网络图是一个具有模块化结构特点的组织系统，它是将具有一定联系的不同知识点通过知识框图的形式融合为一个整体，可以较好地发挥学生潜在的认知协同优势，强化记忆，提高学生对知识的理解能力。物质之间相互转化关系的知识整理所形成的网络框图，一定要能体现学习者的思维过程，便于学生在知识运用时对所需知识的快速检索，提升学生解决问题的能力。

3 高考总复习课——理解铝及其化合物的转化关系

高考总复习除了唤醒学生的已有知识记忆，同时还应该加强前后联系，从不同视角去理解相关知识，为学生灵活运用所学知识解决实际问题作好铺垫。

在高三复习此单元内容时，以Al（OH）3的两性为抓手、以函数图像为出发点，采用问题导引教学模式，将教学过程设计如下：向某盐酸和AlCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，测得生成的沉淀質量与所加NaOH溶液的体积之间的关系如图4所示。

问题1：你能从此图中获取哪些信息？

问题2：OA、AB和BC线段分别发生了什么反应？

问题3：x和y之间存在着怎样的函数关系？

问题4：如果将NaOH溶液换成等物质的量浓度的氨水，所绘制的图像与此图像存在哪些差异？为什么？

问题5：向等物质的量浓度的NaOH和NaAlO2的混合溶液中逐滴加入相同物质的量浓度的稀盐酸，绘制出生成沉淀的质量与消耗盐酸体积之间的关系图。

此图像不仅直观表达了Al（OH）3的生成与溶解时消耗碱的量之间的关系，同时也表达出反应的先后顺序关系。问题1属于开放式问题，目的是唤醒学生的相关知识记忆，问题2和问题3用于复习铝三角之间的转化关系（包括量的关系：抓住AB段和BC段耗碱量是3：1），问题4是为了进一步加深学生对Al（OH）3性质的认识，引导学生关注整体趋势的同时还要关注细节差异（引导学生分析开始生成沉淀时的氨水体积是否与NaOH溶液的体积相等？），使学生养成大局处着眼，细微处入手的思维习惯；问题5通过函数图像的绘制进一步提升学生对铝的重要化合物转化的再认识。函数图像图示法教学改变了以往就知识点复习知识点的模式，不仅有效提升了教学的节奏和综合度，同时也充分发挥了学生在教学过程中的主体作用，变被动接受为主动学习，提升了学生的思维强度和学习效率。

函数图像是描述某物理量随另一物理量的变化而发生相应变化的图像，函数图像不仅可以表示出变化的趋势，还可以反映出变化的原因。化学中的函数图像不仅有显性的数学关系，更有隐性的化学原理，因此基于化学原理建构起来的函数图像所包含的信息较纯数学函数图像多得多，它更加有利于培养学生提取并筛选有用信息解决相关问题的能力。

4 结束语

图示教学方法与其他教学方法一样，教学的主体仍然是学生，图示只不过是教学的一种媒介，是信息提供的一种载体，是教师对教学内容之间内在关系的自我理解。在具体教学过程中，教师必须发挥自身的主导作用，根据教学内容特点和学生的认知规律，设计出符合学生实际的图示，激发学生的学习热情，充分发挥他们的能动作用，才能真正发挥图示法在教学中的优势。

参考文献：

[1]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2014.

[2]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2014.