例谈图表在初中化学教学中的应用

摘要：图表在初中化学教学中既是教学内容，形象、生动，信息量大，知识的关联度高，也是教学手段，能多维度展示概念、变化，帮助学生克服学习障碍，让思维外显。

关键词：图表;初中化学;思维外显

文章编号：1008-0546（2019）01-0019-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.01.005

初中化学知识体系较为松散，知识点较多，教学中需要借助图表将知识进行联系、整合，帮助学生建构网络。一些概念较为抽象，借助图表可以将概念的变量充分展现，可以联系同一变化中的不同维度，是一种非常重要的教学手段。改变图表的数值模拟概念中变量的变化，还可以将思维过程外显，讲清定性与定量间的逻辑，帮助学生理解一些抽象的问题。

图表，可以是思维导图、欧拉图、函数图、数轴、流程图、网络图、表格等。在初中化学教学中利用图表，是图式理论在教学中的应用。美国人工智能专家鲁梅尔哈特在前人理论的基础上完善了完整的现代图式理论体系：认为图式是大脑中为了便于信息储存和处理，而将新事物与已有的知识、经历有机地组织起来的一种知识表征形式，是相互关联的知识构成的完整的信息系统 [1]。徐宜秋认为通过图式的“同化”能帮助学生形成新概念图式，通过图式的“顺应”能比较概念间的必要特征和无关特征，从而促进学生形成完整的化学概念。李少坤从操作层面介绍在溶液单元复习中利用图表突破教学难点 [2]。文中运用图表展示了溶液单元的具体概念及相互关系，采用表格信息对比、直角坐标图中质点的运动变化、图形等效变化促进学生理解概念的核心要素及概念之间的关系。

笔者从上述两文学习中收获良多，认为有些问题还可以论述得更为详实，也有些问题需要继续探讨。结合自身的教学实践，笔者认为图表在初中化学教学中既是教学内容，形象、生动，信息量大，知识的关联度高，也是教学手段，能多维度展示概念、变化，帮助学生克服学习障碍，让思维外显。

一、图表是初中化学教学内容

1.书中的图表

沪教版九年级《化学》中很多的图表 [3]展示了物质的转化、各项数据之间的比较、物质变化的微观实质等，直观、形象，特别是将微观的问题宏观化，有助于初学化学的学生在已有知识基础上“同化”，更好地理解微观问题。

2.将教材中的关联信息整合转化为图表

教材中部分有关联的信息呈现比较分散，可以用图表的形式进行整合，能够便于学生整体把握。

例：将教材中“空气中各组分的体积分数”的文字描述用表格、饼状图的形式呈现：

例：将氧气的熔沸点与氧气颜色状态整合成一张图表：

3.选取主题，将知识点关联成图表

化学知识点较为零碎，选取知识点关联的核心主题，绘制知识网络图表，有利于学生建构知识体系。这种图表形式有很多，笔者喜欢用思维导图的形式呈现。

例：金属的性质、变化与冶炼 [4]

笔者还鼓励学生在学习过程中绘制知识网络图。

例：下图为学生绘制的“溶液”的知识网络

这样的图表既是知识的总结，也可以用来作为教学的内容。复习课中展示这样的图表，然后让学生进行出声思维展示，用自己的语言对相关知识点进行回忆、表述。笔者常在学生出声思维时进行录音，并不打断学生，待学生完全展示，根据录音，让其他学生进行点评、纠错。

二、图表是初中化学教学手段

1.对变化进行多维度展示

（1）展示变化的过程，使复杂的过程简约化

例：工业上制取氧气，采用的是分离液体空气的方法。具体过程为：先将除杂后的空气液化，然后提高温度，使氮气气化，留下液氧。为了帮助学生理解，笔者引导学生画出下列图像：

（2）展示变化的多个维度，加深对变化的理解

例：向饱和的氢氧化钙溶液中加入少量氧化钙固体，随着时间的变化，溶液的各维度变化如下：

2.帮助厘清物质的不同维度之间的关系

很多老师在讲解饱和溶液与浓、稀溶液的关系时，都会用到下面图12。确实，该图能直观形象地呈现相似概念之间的区别与联系 [1]，特别是图形重合部分ABCD能帮助学生记忆溶液的状态与浓度大小之间的联系。但笔者对此图也有不同的看法，图13中的阴影部分的状况是什么呢？既不是饱和状态也不是不饱和状态？其实饱和状态、溶质质量分数的大小属于溶液的两种不同维度，这样的图表展示是否科学还有待商榷。笔者教学中，常结合计算，绘制如图14所示，让学生进行计算、填空，以帮助理解两个概念之间的关系。这样设计，帮助学生进行基于证据、数据的推理，而不是凭空想当然。

例：请根据信息完成下列问题。已知20℃时，各物质的溶解度如下表：

20℃时，向四只装有100g水的烧杯中分别加入定量的物质，请填空（阴影部分为参考答案）

由上述表格，你认为下列说法正确的是（ ）

A.饱和溶液不一定是浓溶液，也不一定是稀溶液

B.相同溫度下，同种溶质的饱和溶液比不饱和溶液浓度大

3.图表法能有效克服学习障碍

图表法教学，应是帮助学生有效克服学习障碍，降低学习难度，建构知识网络，提高思维力的一种方法。不能化简为繁，变成学生新的负担。所以，运用图表教学应是基于学生现有知识的、简洁的、直观的。

例：铁与某种金属的混合物6g，与足量的酸完全反应，产生氢气0.2g，另一种金属可能是（ ）

A.Al B.Mg

C.Zn D.Cu

常见的几种金属与酸反应生成氢气的质量比可以用数轴表示为：

此数轴上的点既可以表示为金属质量与氢气的质量比，也可理解为金属的相对原子质量与化合价之比（Cu除外）。利用此数轴，可以轻松得出例题答案为CD。

4.图表能使思维过程外显

教学方法、手段、辅助工具的运用是否能提高教学效果，并不是由方法、手段、辅助工具本身决定的，而是决定于方法、手段、辅助工具与所要解决问题的匹配性、与所在课堂学生的知识、能力水平的契合度。图表，在教学中可以让一些内在的思维过程外显，把抽象的推理过程形象化，从而帮助学生理解、把握解题的思路。

例：“接近饱和的溶液通过增加溶质向饱和溶液转变”过程中（假设溶质溶解时温度几乎不变），填表说明溶液中各要素的变化情况（填写“增大”或“不变”）。（阴影部分为参考答案）

请画出上述各种要素与所加溶质质量之间的关系

溶质的质量、溶液的质量、溶质质量分数均可以表示为：

溶解度、溶剂的质量均可表示为：

溶液中的各个维度的质量关系存在内在的约束，就是溶解度。在学习溶解度曲线知识时，要充分考虑溶解度曲线上的点所表示的涵义。在讨论溶液中各要素之间变化时，要借助溶解度曲线，将思维过程外显，以帮助学生加深理解。

例：上图为KNO3的溶解度曲线，组成曲线的点除了表示KNO3在不同温度下的溶解度，还可以表示KNO3在不同温度下的饱和溶液，还可以表示KNO3在不同温度下的质量分数最大的溶液。也就是说，溶解度曲线图中的点可以表示溶解度、溶液的状态、溶液中溶质质量分数的大小关系。

若将A点所示溶液升高温度，溶液的状态、溶质质量、溶剂的质量、溶质质量分数分别是怎么变化的？

分析过程：通过图像可知，升高温度，点应该是向右水平移动，点A从曲线上移动到了曲线下，很清晰地发现变得不饱和了，点的高低没有变化，所以溶质质量分数没有改变。改变温度不会改变溶剂的质量，所以溶质的质量也不会改变。

若将B点降温，上述维度如何改变？

分析过程：通过图像可知，降低温度，点应该是向左水平移动。在一定范围内，点B只是平行移动，到达曲线后，无法向左再水平移动，会沿曲线下滑。故降温后，开始不饱和，后来饱和;开始质量分数不变，后来变小;溶剂质量不变;溶质质量开始不变，后来变小。

通过上述例析不难发现，当我们把抽象的问题用图表的方法呈现，使思维过程外显，能降低思维的难度，帮助学生突破思维的瓶颈。

图表既承载了一定的教学内容，更是重要的学习化学的工具和方法。形象、简明、包含信息量大，这些图表教学的优点，有时也成为学生学习的难点。在初中化学教学中，为了更好地发挥图表的功效，我们还要注重培养学生从图表中汲取信息、数据分析、数据处理的能力。

参考文献

[1] 徐宜秋.运用图式理论指导初中化学概念教學[J].化学教学，2010（9）：13-15

[2] 李少坤.巧用图表突破概念教学难点[J].化学教学，2017（12）：47-51

[3] 王祖浩，王磊.义务教育教科书·化学[M].上海：上海教育出版社

[4] 朱国定.从核心素养培养角度看初中化学课堂教学的逻辑起点[J].化学教与学，2017（12）：47-51