浅谈化学图表在知识生成和整合中的功能

1、浅谈化学图表在知识生成和整合中的功能浙江省象山第二中学 李根福 315731新课程背景下的教学目标是“知识与技能、过程与方法、情感与价值”的三个维度，让学生获得化学知识的同时，在思维能力、情感态度与价值观等多方面也能得到提高和发展。注重“整合”，即化学与其它学科知识的整合、知识与情景的整合，知识与方法的整合，知识与价值的整合等。加强图表的理解和创建是“开发学生潜能，塑造健全人格”实现新课程背景下教学目标的教学策略之一。下面就对课堂教学中充分挖掘图表的功能，并将难理解的文字信息转换成直观的图表形式，发挥化学图表在知识生成和整合中的功能，谈一点本人的认识和体会。一、利用章头图、名人肖像、实物图、科

2、技成果图，培养学生情感态度和价值观在新的课程标准中，强调注重情感态度和价值观的教学新理念。而课本中的这些图表恰恰是进行情感态度和价值观教育的很好载体。例如绪言中的硅原子晶面上有最小的汉字“中国”两字的照片，碱金属中的侯德榜科学家的肖像，第二册第八章的合成材料的实物图等等图表。这些都蕴含了丰富的内含，如能配合教师充满激情的陈述，就能使他们感受化学世界的奇妙与和谐，更能激发他们参与化学科技活动的热情，又使他们能感受到化学对个人生活和社会发展的贡献，培养他们树立为民族复兴，为人类文明和社会进步而努力学习的责任感和使命感。再如第六章“硫及化合物，环境保护”中“清澈的河水”照片，图6-11“河水污染”这

3、几幅图，结合学生身边的环境污染及治理后的“清澈山河”的图片进行启发和讨论。能使学生关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的思想，也能激发学生学习化学的兴趣。二、利用数据表格图、知识网络图，培养学生分析、比较、归纳等思维能力新课程关注的是教学过程，即关注概念的形成过程、原理的发现与推导过程、问题的探索与解决过程、思想方法的深化过程。建构主义认为知识是不能传递的，教师传递的是信息，知识须通过学生的主动构建才能获得。学生怎样才积极主动地去建构知识呢？应在解决问题中建构知识。通过对数据、表格的分析，网络图的构建，能使学生体验知识获取的过程和方法，“元素周期律”的得出，“化学平衡中合成氨条件”

4、的确定等知识，都是通过这种途径建构的。在过量计算中，如果补充用表格的形式讨论过量计算，能使学生进一步理解过量计算的实质，进一步掌握数据分析能力和提高解题技能。例：某天然碱（纯净物）可看成是由NaOH和CO2反应后生成的产物组成，称取天然碱样品4份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度和体积的盐酸，产生CO2的体积在标准状况下如下表。盐酸体积v/mL30.030.030.030.0样品质量w/g3.324.155.817.47CO2体积v/mL672840896672问：哪组数据中盐酸过量？若用2.49g样品进行同样的实验，应产生CO2 mL（标准状况）分析表数据：从的过程。可知样品分别增加0.81g

5、和0.812g，但气体体积增加为168mL和56mL。因逐滴加入，如有存在，不应立即产生CO2。再根据第数据可知，样品中有和离子。可知、中盐酸一定过量。则2.49g样品进行同样的实验会产生CO2的体积：。 通过相关数据表格的分析讨论，对培养学生探究问题的能力，运用比较，分类归纳，概括等方法对信息进行加工处理的能力大有益处。三、利用图表，培养学生发散思维，提高实验设计能力有关物质的性质、制法的实验装置图，起到了简明直观，增加了视觉效果。对这些图的分析可培养他们观察能力，分析辨别能力，有利于发散思维能力的培养，增强实验设计能力，加深对实验操作的理解。例第一册第三章物质的量中物质的量浓度配置实验过程

6、的示意图，包含了大量的信息。引导学生利用配置过程的实验示意图，用自己的语言描述溶液质量分数实验配置过程，再讨论这两种配置实验过程示意图中量筒的作用（定性的，定量的）。这样加深了学生对物质的量浓度的含义及配制的实验操作的理解。又如在对次氯酸漂白作用的图解中，应进一步通过提问启发学生：要得到干燥的氯气一般用什么样的装置来干燥？右边的装置图能不能用来收集氯气？如果能，应从哪一端通入氯气？如果此装置图的瓶中盛满饱和食盐水，能不能用此装置收集氯气？如果能，则氯气从那一端通入？能不能用瓶中盛满饱和食盐水的此装置收集20毫升的氯气？如果能，则要知道哪些数据和需什么仪器？这样使学生拓展实验思路，提高实验设计操

7、作能力。四、培养学生对化学图形，曲线的观察能力，提高思维逻辑性在溶解度知识，化学反应速率与化学平衡等章节中有各种不同的化学图形、曲线。在这些图形、曲线里包含着大量的信息。而这些信息一般情况下都是不明显的。所以要让学生学会观察，将观察的结果进行加工，分析，以便总结出其中所反映的规律。并获取所需要的信息。那怎样观察和分析图形、曲线呢？首先要弄清楚图形和曲线中自变量和因变量所代表的含义。第二，应特别注意曲线中起点，拐点，交叉点的含义和曲线变化趋势。第三，通过对图表中各种数据的分析，找出它们变化规律和化学原理直接的，隐含的相互联系。并将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，通过判断或计算来解决。例：现

8、有可逆反应A(g) + 2B(g) nC(g )， 在不同温度、相同压强时，混合气体中A的含量跟反应时间的关系（如图）则下列关系中正确的是： （A）正反应放热T1 > T2 （B）正反应吸热T1 < T2（C）正反应放热T1 < T2 （D）正反应吸热T1 > T2分析：（1）读懂纵横坐标、转折点的含义（所包含的化学相关知识），纵坐标表示混合气体中A的百分含量情况。发现不管是T1还是T2温度下，开始是A的含量下降，到一定时间后不变，这就告诉我们达到了平衡，因此转折点是平衡点。那么转折点对应的时间长短不一样说明什么？从横坐标可知，T1温度下达到平衡的时间比T2温度下达到平

9、衡的时间短。根据速率理论可知在其他条件相同下T1的温度比T2高。（2）根据曲线变化的含义，结合方程式（或事实）判断平衡移动方向。从T2温度下的平衡状态到T1温度下的平衡状态，温度升高。图中可知平衡混合气体中的A的含量增加，结合方程式可知，使A的含量增加，平衡只有向逆向移动。（3）结合平衡移动原理和（2）判断的移动方向应一致性，从而得出答案。根据平衡移动原理，升高温度，平衡向降低温度方向（吸热方向）移动，结合分析可知，逆向是吸热的，答案为A 。五、利用图表，引导学生观察、分析微观物质结构的图形，培养学生空间想象力中学化学课本中有许多物质结构示意图，引导学生观察这些图表，从中获取有价值的信息，挖掘

10、各种信息间的关系,从而培养学生的空间想象能力。例如：在观察甲烷的正四面体结构时，引导学生进一步思考：如碳原子和2个氢原子构成一个平面，那么另2个氢原子与这个平面有什么样的关系？通过观察分析，可得出这两个氢原子分别处于该平面的上下方。这样，有机化学中涉及甲基的有多少个原子共面问题就清楚易懂了。又如：氯化钠晶胞结构观察，不能只注意每个离子周围最近且距离相等的异性电荷离子的数目（6个），还应同时注意与之最近且距离相同的同性电荷数目（12个）。应再进一步讨论：设钠离子与氯离子的半径之和为a，则边长为2a的氯化钠立方体模型中有几个氯化钠基本单元？经分析：体心有一个钠离子，立方体有12个钠离子（边上），边

11、上每个钠离子为4个等大立方体所共有，每个立方体只占四分之一个钠离子，所以一个边长为2a的立方体中含有4个钠离子，同理可推知边长为2a的氯化钠立方体模型中含有4个氯离子，即相当于含有4个氯化钠基本单元。六、创建图表，开拓学生解题思路，培养有序思维，提高解题能力在研究、分析、解决化学问题时，可以创建合理的模型，常见有物质模型和概念模型。利用图示、草图、表格等形式，化抽象为具体，利用这些图表进行解题，不但使学生简明易懂，活跃思维，而且还能达到时半功倍的效果。例1可知这类题目是把质量大的溶液分成两部分，一部分与另一部分质量相等，然后进行混合，将得到的混合液再与剩下部分混合，根据平均的思想很快找到了答案

12、，关键要注意溶液密度和质量分数的关系，即质量分数大的，密度是越大还是越小。避免了烦琐的数学运算，直截了当地找到答案，有利于掌握解题技巧。例2：现有铁和铜的合金共amol，其中铜的物质的量分数为x。将此合金研成粉末后全部投入含bmolHNO3的稀硝酸中，微热，使其充分反应，HNO3的还原产物只有NO。 用微粒符号表示残留固体及溶液中的离子可能的几种全部情况。 当溶液中只有Fe2+、Cu2+时，b的取值范围。 当x=0.5溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量相等时，在标准状况下共产生672mLNO，求a、b值。分析：学生知道HNO3、Fe3+有强氧化性，混合过程中相互反应的方程式较多，理不出头绪，感到无从考虑，陷入思维紊乱之中。如构造一个物质模型，根据还原性强弱用图表的形式把有序思维的过程表示出来，问题就迎刃而解了。可以把题目构造成“在合金当中逐滴加入稀HNO3，直至反应完毕。”这样一个物质模型： 所以有以下情况：可能情况残留固体Fe、CuCuCu无无无溶液中离子Fe2+Fe2+Cu2+ 、Fe2+Cu2+ 、Fe2+Fe3+、Cu2+ 、Fe2+Fe3+、Cu2+这样，第二问题很简单了：是Fe刚好反应完转化为Fe2+，到Cu恰好全部转化为Cu2+时消耗HNO3,就是所求的范围。根据电子得失守恒，可知有第三问题，可知溶液中有Fe(NO3)2、Fe(NO3)3、Cu(NO3)