卢丛建
高中化學图像涉及的内容主要包括质量守恒定律的应用、pH值的变化、导电情况分析、沉淀量与气体量关系计算、跨学科知识应用、溶液有关问题等.通过考查图像题,教师能够准确地掌握学生对化学知识的掌握程度,了解学生的抽象、概括、分析判断能力.高中化学图像包含了大量隐含信息,解答这类题目必须运用有效的解题思维.教会学生准确、迅速地解答高中化学图像题,是化学教学的重点内容.
一、审清题意,准确获取信息
教师在教学过程中应重点指导学生审题,科学合理的审题方式能够使学生迅速解答出图像题,并提高解题准确率.
1.理解显性信息,找准重点内容
一些图像题中包含了十分复杂的信息,从繁多的信息中迅速找到有用信息,是解题的关键之处.所以,教学过程中教师应重点指导学生整理和归类题干信息.例如2015年天津高考卷中的图像(图1).
以上图像中包括了很多操作信息、试剂信息和转化信息,迅速理解和分析信息是准确、快速解题的关键.首先对每一步产生的反应进行准确分析,然后对每一步具体实验操作进行准确判断.采用过滤法分离难溶性液体和固体,因此操作①属于过滤行为,采用分液法分离互不相溶的液体,因此操作②和③属于分液;当石墨为电极电解硫酸铜溶液时,阴极上铜离子放电,阳极上氢氧根离子放电;从硫酸铜溶液提取胆矾,然后通过加热、冷却、过滤便产生了晶体.
2.挖掘隐性信息,获取关键内容
一些图像题中包含的信息比较少,那么利用有限的信息分析出隐含的信息就是准确解题的关键点.对于这类问题,教学过程中教师应多向学生提问,引导学生找出隐含信息.例如,2015年四川高考卷第11题的图像(图2)清楚地表现出操作说明、转化关系和试剂名称等信息,但是解题则需要学生弄清楚每一步滤液的成分、操作的目的和试剂在整个反应中起到的作用等内容.第一步用硫酸浸取硫铁矿烧渣,过滤操作后滤液成分是什么?第二步选择活化硫铁矿作还原剂的原因是什么?通过这一操作后溶液中包含的成分有哪些?选取FeCO3调节溶液中pH值的原因是什么?再一次过滤后的溶液中包含的离子有哪些?调节pH值时为什么还需要加入空气?通过这一系列的发问,不仅能够监测学生的审题情况,而且还能够活跃课堂气氛.
二、原型启发,提高读图效率
在解图像题的过程中,“原型”能够启发学生,使其结合相关知识形成解题思路,从而迅速、准确地解题.高中化学教师在教学过程中经常引入和分析各种“原型”,不仅可以加深学生对知识点的印象,在解图像题时迅速提取知识,而且有利于培养学生创造性思维能力和解决问题的能力.
1.以生活实例为原型,激发学生的解题兴趣.
目前,高考命题与生活实际的联系越来越密切了,例如,2015年北京卷第六题中图像均是我们日常生活中常见的家电电器.因此,教师应注重引导学生观察和分析生活中的化学变化和现象,灵活运用已学知识解决生活实际问题.
2.以教材图像为原型,培养学生的问题意识.
当前,课本是考试题设计材料的主要来源,很多图像题都来自于课本.例如,2014年福建卷第三十一题图像、2015年新课标第一卷三十七题图像均来自高中课本《物质结构与性质》章节中的图像,只是在课本图像基础上稍微改变了角度.所以,高中化学教师应对课本内容进行深入挖掘,引导学生探究课本图像,培养和提高学生发现和提出问题的能力.
3.以实验装置为原型,建立学生的经验模型.
高中化学教学中,教师应尽量为学生亲身体验实验过程创造条件,即便无法带领学生进入实验室,也应该开展演示实验使得学生观察到整个实验过程.观察过程中,实验装置原型便在学生大脑中形成,从而有利于迅速解答图像题.
三、注重引导,掌握解题技巧
在图像题的教学过程中,教师应该在讲题过程中注重引导学生观察和分析图像,并灵活利用图像中的信息解题,有意识地提高学生的观察分析能力.
1.引导学生观察图形结构,提高学生的观察能力.
部分图像题中的图像设计得比较复杂,与日常教学和练习中遇到的图像区别较大.此时,教师需要引导学生找到图像中本质和原理,将其还原为熟悉的图像模型.
图3为2015年福建卷第6题图像.这个图像看起来十分复杂,学生无从下手.该图其实体现了电解池电解原理,可先把图像中的主干结构转变为熟悉的装置模型(如图4),再根据相关知识点进行解题.这一解题技巧能够避免无关信息对解题思维的干扰.
2.引导学生理解曲线走势,提高学生的分析能力
在解图像题时,教师应引导学生注意观察图像横向和纵向坐标的含义,这是图像观察的基本点.另外,学生还应该遵照点、线、面的流程有计划地进行分析,这是数据图像图分析的重要方法.同时学生在数据曲线图解题时,不可只使用某一种方法.例如2015年新课标第一卷28题图像(图5).
该图像曲线走势和横、纵坐标内容均十分清楚,纵向坐标表达的是CH3OCH3产率或CO转化率,横向坐标表达的是温度变化情况.随着温度的上升,反应物CO转化率逐渐下降,产物CH3OCH3产率的变化情况则为:t低于290°时,随着温度的上升产率增加;当t高于290°时,随着温度的上升而产率降低.该题解答的关键在于分析曲线走势形成的原因,随着温度的提升,CH3OCH3先是升高,而后则降低,这一反应是放热反应.结合勒夏特列原理,当温度到达一定值时,升高温度会平衡地向放热方向移动,所以,产率曲线中的产率到达最高点后则会降低,CO转化率则迅速下降.
3.引导学生处理数据信息,提高学生的应用能力.
图像题不仅要考查学生的观察与分析能力,而且还会考量学生的计算能力.例如2014年江苏卷第十八题要求学生根据实验数据计算出碳酸铝镁样品中的n(OH-):n(CO32-).解答该题的过程中学生极易忽视物理量之间单位的转化.教学中应引导学生重视分析图像、数据和计算方法,同时也要注重各细节,避免出现错误.