巧用图像表征解决化学问题

巧用图像表征解决化学问题

朱勇

渊江阴市青阳中学

江苏江阴

圆员源源园员冤

摘要院文章就为什么要用图像表征解决问题袁教学中利用图像表征帮助学生解决问题的实施策略进行了阐述曰详细分析了图像表征对学生思维发展的作用曰指出在教学中应重视学生画图意识的培养遥关键词院图像表征曰解决问题曰思维曰能力文章编号院1008-06渊201缘冤园圆-00圆圆-园圆doi院10.3怨远怨辕躁援蚤泽泽灶援员园园愿原园缘源远援圆园员缘援园圆援园园远

中图分类号院G远猿圆援源员

文献标识码院月

视觉文化日益受到关注的今天袁图像已逐渐取代文字袁成为传达信息最重要的手段之一袁在教育传播

领域也表现出同样的趋势遥图像虽然不像文字描述尧数值显示那样直接传达某一方面的信息袁但它能提供给我们大量多方位尧多角度的总体性信息遥如果在化学教学中巧用图像表征方式袁可以有效地提高学生分析问题尧解决问题的能力袁同时还能培养和发展学生的创造能力遥

一尧为什么要用图像表征解决化学问题员援化学学科的特点

化学学科的知识是以化学基本概念尧化学反应原理和化学实验操作技能为支柱的网状结构袁语言描述尧数值显示和图像显示是学习化学时的三种表征形式遥化学基本概念和化学反应原理基本是通过语言描述呈现袁它可以在不进入具体数值的详细分析下给人们提供一般信息概况遥但化学是一门以实验为基础的科学袁很多化学反应的原理尧现象和结论需要通过具体的数值来表示化学反应的详细情况袁无论是语言描述还是数值显示袁提供的化学信息都比较单一袁缺乏全面性和总体性遥图像表征则可以一次性提供给我们化学反应或化学现象的大量的尧过程性和总体性的信息遥例如监测某地区的雨水袁分析当地污染情况袁通过图像可以一次性提供各时间段降雨强度尧雨水的责匀值袁雨水中的主要污染物等信息袁有利于对当地环境污染进行整体性和开放性的研究袁这是语言描述和数值显示无法一次性就达到的遥

在化学学习和研究中必然要用到上述三种表征形式袁从人类认知的层面来看袁图像表征具有两个根本特征院一是可以直接提供跨越诸多抽象层次的信息曰二是可以给研究者提供对象的大量信息咱员暂遥化学学科与其他学科联系密切袁所呈现的知识覆盖面广袁而原圆圆原

且知识点多尧细尧琐碎遥在化学学习和研究中运用图像表征袁不仅可以对现有单一的尧零散的知识进行整合重组袁形成知识网络袁而且还能将这些多层次的抽象知识转化为可以直接得到的袁并能立即反馈应用的知识袁有利于创新思维的形成遥

圆援图像表征对学生思维发展的作用

图像表征并不是原封不动地将原有知识进行同化袁而是通过知识间的本质关系和意义袁归纳抽象出同一层次的结构性知识袁因而将看似无关的知识形成了逻辑上的必然联系遥授之以鱼不如授之以渔袁如何让学生自动地利用大脑中已有的知识储备袁快速有效地解决实际问题袁图像表征即可以很好地驱动大脑中的知识遥

渊员冤图像表征使信息集中化

根据物质的组成对物质进行分类袁可以将物质分为混合物和纯净物袁纯净物又可以分为单质和化合物袁单质还可以分为非金属单质和金属单质袁化合物还可以分为无机化合物和有机化合物噎噎学生单靠文字识记有一定困难袁通过图像表征可以把诸多信息集中起来袁形成知识网络结构袁利于学生构建知识体系袁便于大脑调动利用遥

渊圆冤图像表征使问题清晰化

化学实验中面临许多复杂问题袁这些问题错综复杂而又环环相扣袁迷惑性很大遥学生遇到这样的问题望而却步遥图像表征可以对现有信息进行分析尧筛选尧加工袁和学生大脑中已有的信息进行重组尧建构袁大大简化了学生对模糊信息或不完整信息的破译咱圆暂遥让学生在野山穷水尽疑无路冶中发现野柳暗花明又一村冶遥

渊猿冤图像表征使思维最优化

学生在遇到具体问题时袁大脑中往往会形成多种方法袁并对这些方法平行加工遥但现有的知识储备使

化学教与学圆园员缘年第圆期

得学生在同时处理多种信息的时候困难重重袁也无法

集中注意力去解决最关键的问题遥图像表征作为一个知识网络储存在大脑中袁直接为学生提供了解决问题的野心理捷径冶袁减轻思维的负担袁使思维最优化袁大大提高了解决问题的效率遥

二员援尧学图生像野表看征帮助图冶感知图学生解决问题的实施策略量瓶咱读例数员暂误差一分定物析遥

质的量像浓表征度溶液的便的利性

配制中袁关于容有关读数的误差分析学生很容易出错袁有的学生甚至采用死记硬背的方法袁什么野俯大仰小冶之类的袁但发现并不是野放之四海而皆准冶袁换成量筒或者其他仪器又会出错遥如果采用画图的方法袁则可以处变不惊遥

俯视

刻度线

凹液面

凹液面

刻度线

仰视

通过图示可以发现溶液的凹液面与容量瓶的标准刻度线可谓野泾渭分明冶袁分析误差变得很容易袁准确性大大提高遥学生通过看图分析误差袁便利尧准确尧快速袁也更容易接受袁遇到量筒读数的误差分析尧滴定管的读数误差分析袁都可以采用这种方法袁屡试不爽袁对图像圆援产沉淀咱完例教师生了圆暂野向画野好感硫图酸冶实冶遥

现由抽象到具象的转变

渊员冤全渊圆冤如袁并钠溶液中滴加氯化钡溶液使杂韵源圆原何将证月葬杂韵明杂韵源过滤尧洗涤干净遥

源圆原已沉淀完全钥渊猿冤如仅从抽象如何何洗涤判沉淀钥

的文字定沉淀描述来已经洗涤解决干这净道钥

题目袁学生常常无处下手袁如果利用图像则可以展现野实验情境冶袁学生可以玉援快速画示找意图出解袁再决现问题野真的方实实案验遥

冶院

月葬悦造圆溶液

晕葬悦造晕葬溶液圆杂韵源溶液

月葬杂韵源

设问淤院如果硫酸钠和氯化钡恰好完全反应袁那么得到什么溶液钥化学教与学圆园员缘年第圆期

窑教学研究窑

设问于院如果硫酸根离子未沉淀完全袁那么所得溶液中域援应设问画该盂院沉淀含有我们洗涤哪些用装离如置子图图

钥

所示的装置来洗涤沉淀袁沉淀应放在哪里洗涤钥如何操作钥

学生普遍没有沉淀洗涤的实验经

历袁画出洗涤沉淀的装置图袁可以让学生了解洗涤沉淀的过程袁感受到实验的真实性袁为今后解决相似问题提供借鉴猿援液袁咱其例学生中猿暂自遥

匀圆杂韵现有我野画图源为猿园园皂蕴冶促进知识员援园园皂燥造匀辕圆蕴袁晕葬杂韵源的和内晕葬化

圆圆杂韵源为杂韵园援愿园园源的混合溶皂燥造辕蕴遥若皂燥造要使匀圆杂韵源变为圆援园园皂燥造辕蕴袁晕葬圆杂韵源硫酸辕蕴袁多则应玉援少画毫在示升溶液意图钥再加中水加稀入释怨愿援园豫渊至多少密毫度为变员援愿源为早园援缘园园辕糟皂猿冤灾袁再现杂韵实验过程

升钥

员皂蕴浓匀圆源

水猿园园皂蕴匀圆杂韵源和晕葬圆杂韵源的混合液灾皂蕴匀员皂燥造辕蕴匀域援画关札系图袁找突破口

圆杂韵源和晕葬圆杂韵源的混合液

圆杂韵源猿园园皂蕴灾员皂蕴怨愿豫浓匀圆杂韵源水灾皂蕴

圆皂燥造辕蕴匀圆杂韵源园援愿皂燥造辕蕴匀圆杂韵源

突破的一道题目袁学生通过画图园援缘皂燥造辕蕴匀圆发现杂韵源

原本无法变化过程中并没有涉及到硫酸钠袁抓住变化前后硫酸钠的物质的量不变袁可以很快求出变化后混合溶液的体积袁所加浓硫酸的体积灾员也迎刃而解遥学生通过画图袁找出问题的关键所在袁体验了成功的喜悦袁促进了知识的内化和源援升华袁对学生思维的拓展也起到推堂上咱演例文字描述和图像表征相得益彰

动作用遥

示源暂了在学生已一个趣味实经知验道院把氯一水朵的成分带露的后红袁老师玫瑰在课放到盛有干燥氯气的集气瓶中遥红玫瑰很快变成野白冶玫瑰遥学生对此进行了猜测遥

猜测一院氯气具有漂白性袁能使红玫瑰褪色

猜测二院氯气与玫瑰上的水分作用袁产生的盐酸使红玫瑰上两渊员冤种渊圆冤猜你褪请测认色

你袁为请哪设计给出种猜实你测验的是正确的钥如果你不同意以方猜案测袁遥

证明你渊下转第员源页冤

原圆猿原

窑教学研究窑

认为在以后高三复习野沉淀溶解平衡的应用冶时要处

理好以下几个方面的问题院

最好在环节二中绘制酝早悦韵猿在水中的溶解平衡曲线袁体会加入院酝早悦造圆固体尧晕葬圆悦韵猿固体尧氨水尧稀盐酸尧加热等条件变化时沉淀溶解平衡移动的曲线表征遥选择酝早悦韵猿袁与环节一中野工业锅炉中水垢的形成及除去冶遥相呼应尧一气呵成袁既可以让学生进一步体化时图中野点冶的移动袁还可以让学生深入体会温度升高酝早悦韵猿转化为酝早渊韵匀冤圆的曲线表征遥而粤早悦造由于会酝早悦韵猿生成尧溶解及转化的曲线表征及离子浓度变

况下袁足够的时间更能反映教学实施效果遥

在高三化学复习过程中袁选取适宜的教学内容实施野四重表征冶教学模式既能够增进学生对化学知识的理解尧促进学生构建良好的认知结构袁又能够提高学生分析和解决化学问题的能力袁有利于学生深刻理解化学科学的本质袁建构化学基本观念咱猿暂遥

参考文献

咱员暂咱圆暂咱猿暂咱源暂咱缘暂

曾国琼援以野元素化合物冶知识为载体培养学生化学基本观念咱允暂援中学化学教学参考袁圆园员猿袁渊员冤院缘原怨

曾国琼援将化学观念的培养融入到叶有机化学基础曳教学中咱允暂援中学化学教学参考袁圆园员猿袁渊员园冤院员园原员源

曾国琼援运用野四重表征冶教学模式培养学生化学基本观念的实践研究咱允暂援中学化学教学参考袁圆园员圆袁渊员园冤院员猿原员缘刘建祥援野四重表征冶化学教学模式与野手持技术冶整合的案例研究咱允暂援化学教育袁圆园员猿袁渊苑冤院猿员原猿缘

鲁新玲援运用野手持技术冶与野互动课堂反馈系统冶的高三化学复习教学实践与思考咱允暂援中学化学教学参考袁圆园员园袁渊源冤院员愿原圆员

既难溶于水又难溶于稀袁就不能让学生在此体会沉淀溶解时的曲线表征遥

画图后不仅要以糟渊粤早垣冤随糟渊悦造原冤的变化的溶解平衡曲线图为例进行分析尧讲解袁更要将重点放在条件改变时原造早糟渊酝早圆垣冤随原造早糟渊悦韵猿圆原冤的变化的溶解平衡曲线图中野点冶的移动上袁只有这样才能加强学生对于平衡曲线图中野对数冶图或野负对数冶的理解遥

检测时间要足够袁由于学生刚刚复习了野沉淀的溶解平衡的应用冶袁尤其是对曲线表征还比较陌生情

渊上接第圆猿页冤

的观点遥渊提供的实验用品有院带露的玫瑰尧风干的玫瑰尧盐酸尧干燥的氯气尧氯水尧蒸馏水袁实验仪器自选遥冤

实验方案院遥这样一道探究性实验题袁如果单用语言描述袁繁琐而且可能表达不清袁如果用示意图来回答袁则简洁明了遥

干燥的氯气稀盐酸干燥的红玫瑰现象院红玫瑰不褪色

野教学中要教会学生把应用题耶画出来爷噎噎冶遥教学中教师要做好示范引导袁把图像表征的方法教给学生袁如同给学生提供了一个知识的野最近发展区冶袁提供给学生一种思维方式袁让学生去模仿学习袁不断提高遥

圆援教师积极鼓励学生画图袁让画图成为习惯学生体会到了图像表征的便利性和重要性袁逐渐产生了画图的需要袁教师要及时抓住学生的心理需求袁鼓励学生在问题解决过程中尝试去画图袁不断感悟袁在

干燥的红玫瑰现象院红玫瑰不褪色

一次次成功的体验中感受图像带来的好处袁从而产生主动画图的需要袁让画图成为一种良好的习惯遥

参考文献

咱员暂咱圆暂

刘高岑援科学研究中的图像表征方法及其创新功能咱允暂援科学学研究袁圆园员圆袁渊员圆冤院员苑愿圆

张向葵袁华炜援图式院发展学生创新能力的奠基石咱允暂援当代教育论坛袁圆园园猿袁渊员圆冤院缘源原缘远

反之袁通过示意图也可以将干燥的氯气尧氯水在性质上的差异在大脑中转化为语言描述袁通过学生之口讲述出来袁提高学生的语言文字表达能力遥文字描述和图像表征相辅相成袁相得益彰遥

三尧反思

员援教师教学中重视画图袁做好示范引导作用

苏霍姆林斯基在叶给教师的建议曳一书中说过院原员源原

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