高三复习备考对于化学图表的认知研究

郭磊　许伟涛

【摘要】  图表信息题能够考查学生的综合能力，是近年来高考试题中的重要题型。主要关涉四类内容：STSE教育、反應原理、物质转化及化学实验。学生解题困境主要在于问题表征能力欠缺、信息获取及解读能力不足、化学语言表达能力薄弱等。基于此本文提出的对策为，在化学教学中要培养学生的形象思维及其转化的能力、将大量信息进行有效结构化的能力以及问题解决中循序渐进的意志力。

【关键词】  图像图表题型 读图 析图 图形教学

【中图分类号】  G633.8              【文献标识码】  A     【文章编号】  1992-7711（2018）12-249-02

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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。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？

一、图像图表题型的分析

1.图像题

对于化学有关图像问题，可按以下的方法进行分析：

（1）看图像，认清坐标系。搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。所谓看图像，是指一看轴（即横坐标和纵坐标的意义），二看点（即起点、折点、交点和终点），三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如温度、浓度、压强、转化率、产率、百分含量等的变化趋势）等，这是解题的基础。

（2）紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。

（3）看清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反应，在条件与变化之间搭桥;也可以根据坐标的数据，判断反应物或生成物在方程式中的系数、或据此求反应速率。

（4）看清起点、拐点、终点，注意图像是否经过“原点”，即是否有“0”项，尤其是特殊点的意义，看清曲线的变化趋势。

（5）先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。

（6）定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。

（7）注意图像题中物质的转化率与百分含量的关系，某物质的转化率与其“百分数”相反。

2.表格题

数据表格分析题，该题常常以列表形式传递化学的概念、原理等基础知识信息，主要考查学生对基础知识的理解和掌握程度，获取并处理信息，综合分析问题等能力，题目的信息一般比较隐蔽，它要求学生作答时首先要能够从题目中获取相关信息，并能够将此信息与教材相关的理论紧密结合，从而寻求解答题目的切入点。解题步骤是：

（1）审题  要明确标题，列标题和数据，标题的含义;分析各行格列的数据变化，最大值、最小值和平衡点。

（2）找答案   把表格转变成文字，经联想找出所要考的知识：分析各行格列的数据变化，最大值、最小值和平衡点的原因。

（3）定答案   结合概念和原理答题，把表格转变成文字，要表达正确，尽量用课本上的术语表述;书写要工整，条理要清楚。

二、学生在图像图表题中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，其中典型的方法是是首先让学生获取图的表面信息，再有教师分析总结，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、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）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、判断吧等思维活动，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。例如在乙酸的结构教学中，利用球棍模型、比例模型等载体形象地将乙醇分子立体形状、分子内各原子的相对大小和空间位置展现出来，从而有效地过渡到乙酸化学式、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。

（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，且不可要求过高，否则会适得其反。例如在分析氮气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化中，可以将课本变化图（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。

2.培养用图习惯，详解读图方法，培养学生多种思维

在具体的化学图形教学中，教师要采用各种教学方法和教学手段，有策略、有计划对学生的图形教学进行指导和强化，并同时形成学生的思维能力。

首先，要学生掌握读图程序，培养学生读图技能。读图要注意图形的名称及重要信息。以此确定图形的类型等，使学生养成习惯，培养学生空间思维能力。读图一般采用以下步骤：（1）识别图像类型，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“一图多解，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的反映出来，因此，教学中，教师要对化学知识进行归纳、综合，使学生学会一图多解、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，思维成都逐步提高，解决问题的能力得到有效培养;对同一幅图要从多角度进行观察思考，培养其发散思维能力，例如将足量的氯气通入0.02molH2SO3和0.02molHBr的混合溶液中（溶液体积变化忽略不计，且不考虑氯氣与水的反应）。关于pH与氯气用量关系图，可以引导学生写出氯气与混合液中各离子反应的方程式，并根据氧化还原反应先后顺序，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（如图2）。

以上图形题主要是研究反应先后顺序，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、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发散，从而有效的提高学生有序思维。这样，经常性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，就是重视图与图的联系，同时将几幅图来综合说明，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，在化学教学中应该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。“绘图制表、缺图补图”要求学生模仿、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像意识的目的。

第四，要学生掌握图文变换的方法，着重提高读图分析能力。图文变换主要是指根据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。

纵览近几年高考化学试题，每年都有试题以图表方式呈现相关实验结果及化学信息，要求学生在获取信息后对相关化学现象、事实作出合理解释，在推理基础上作出合理的判断或得出正确的结论。试题的新颖度、难度和区分度在一定程度上借助于图表的创新得以体现，这也是新课程高考的重要特点之一。所以图文转化能力是学生适应高考的必备能力。