巧用数形结合 优化化学教学

陈琦鹏

(福建省安溪铭选中学 362400)

当前高中化学课堂不仅要提高学生解题能力，还要培养有利于学生继续学习和终生发展的学科素养.化学教师教学时渗透数形结合法，培养学生读图、识图能力，将数字与图形结合起来，培养学生思维能力，进而促进教学质量提升.

一、高中化学教学与数形结合法分析

高中化学对于学生而言，知识点繁杂且抽象难理解，使得很多学生产生畏难情绪.数形结合法，即利用直观图形将化学知识点表达出来，这样更为方便学生记忆与理解.“数”和“形”之间相互转化，彼此之间存在联系，可以将复杂化学知识点转为图像，利用具体内容体现抽象问题，实现提升教学质量的目的.

当前高考选拔人才更注重能力层面的选拔，更注重提取信息、分析解决实际问题能力的考查.近几年高考题在定量计算、图像分析题方面加大考查力度.如2019理综全国Ⅰ卷第11、27题等多次测重了数形结合的考查.因此只有重视利用数形结合思维审视问题、分析问题，拓宽学生化学解题思路，提升化学解题质量与效率，方能在高考中取得好成绩.数形结合对于抽象、复杂的化学难题目的解决具有积极的作用.数形结合法的最大特点就是直观与简洁，同时还更为形象，符合高中生的思维特点与接受能力.与传统化学教学方法相比，数形结合方法更能吸引学生注意力，快速、准确解决化学问题，培养与提升学生化学思维，实现培养学生学科核心素养的目的.

二、高中化学教学中数形结合法的应用

1.提高解题效率，提升学科素养

“图形”中的问题可以利用“数学”精确分析，将其转变为清晰的数量关系；“图形”明确问题实质，并将抽象问题具体化，提高解题效率.如酸碱中和滴定曲线的分析：

首先看纵坐标，搞清楚是酸加入碱中，还是碱加入酸中；其次看起点，起点可以看出酸性或碱性的强弱；再次找滴定终点和pH=7的中性点，判断滴定终点的溶液酸碱性，然后确定中性点pH=7的位置；最后分析其他的特殊点，如滴定一半点，过量一半点等，分析酸、碱过量曲线情况.

2.运用数形结合辅助概念教学

在高中化学教学中，化学概念是比较重要的知识点，如溶解度、焓变、化学平衡、电离平衡、水的离子积、酸碱中和滴定等.概念教学抽象、难理解，教师在实际教学过程中，也经常会引入数形结合的思想来引导学生理解并掌握化学概念.如此，在图形的帮助下，学生对于化学概念有一个更加直观的了解和感受，从而掌握化学概念.

以“化学平衡”教学为例，学生在以前学习过程中尚未涉及到与之相关内容，所以对这些抽象内容理解起来比较困难.因此，很多教师在教学过程中都会采用v-t图像的方式帮助学生对平衡状态进行理解，其中v是纵坐标，代表反应速率，而t是横坐标，代表反应时间，以此帮助学生实现对题目的深刻理解，更好的掌握数和图之间的直观联系，同时在图形的直观帮助下，学生能对化学反应的数量关系进行直观分析，搞清正逆反应和化学平衡之间的联系与条件.例如，化学反应

中，经过一段时间，其正反应速率会不断降低，而逆反应的速率却在不断增大，当正逆反应速率相等时，整个化学反应达到平衡状态.而很多学生会认为当化学反应达到平衡之后，所有的反应都将会停止，不在进行.这种思路是错误的，在图形的帮助下，可以直观了解到，再达到平衡时，化学反应仍在进行，只是正逆化学反应的速率达到相等状态，物质的量不在发生改变.

3.培养图像与数字转换能力

在高中化学解题过程中引入数形结合法，教师还可以引导学生将题目中的数量关系与相关化学内容进行联系，同时辅以图形帮助，帮助学生对所学化学内容及原理实现清晰理解和灵活运用.通过将数字、图形和相关化学内容进行联系，帮助学生提高自身推理能力和逻辑思维能力，达到“以数解形”、“以形助数”的效果.不仅化抽象为形象，同时该解题法结合了图形的形象性和数字的精确性，达到化繁为简的目的，帮助学生对化学知识进行理解和掌握.以容量瓶读数误差为例进行分析：当以仰视姿态读数时，液面超过实际高度，导致读出的溶液实际体积偏大，所配置出的溶液浓度降低；当以俯视姿态读数时，液面低于实际高度，导致读出的溶液实际体积偏小，所配置出的溶液浓度增大.而学生容量瓶读数错误主要是因为读数时视线位置不同而导致的，所以学生在误差分析时经常会产生错乱.因此教师在对学生纠错时，可以利用绘制图形的方式帮助学生直观分析，同时认识到误差产生的原因，进而在以后读数时进行改正.

图1

(1)右图，当以俯视姿态读数时，液面低于实际高度，导致读出的溶液实际体积偏小，所配置出的溶液浓度增大；(2)左图，当以仰视姿态读数时，液面超过实际高度，导致读出的溶液实际体积偏大，所配置出的溶液浓度降低；在进行化学实验过程中，学生经常会在定容时对俯视与仰视而产生的误差分析错误，为了帮助学生加深记忆，很多教师就总结出“仰大俯小”这一读数技巧，但这一技巧并不适用于所有条件，要想从根本上生帮学生解决这一问题，就应借助数形结合，帮助学生理清液面、视线以及刻度线三者之间的相互关系，帮助学生清晰认识道自己错误的原因，从而在以后读数时才能避免再次出错.

综上所述，高中化学教学中巧用数形结合法，将图形与数字联系起来，帮助学生准确把握题干中的数量关系，夯实后续分析环节，提升后续求解过程.教师培养学生数形结合法时，要选择合适的切入点，打破常规教学模式的限制，提升化学课堂教学质量，提升学生化学学科核心素养.