思维可视化在初中化学解题中的应用分析

徐瑶

摘 要：在初中化学学习中，学生常常对一些复杂的、抽象的问题感到无从下手，考察的知识点都知道，就是做不对题目，说明学生缺乏将所学知识应用到实际问题中的解题思维能力。针对此现象，文章介绍如何利用思维可视化技术来培养学生的解题思维能力，将一些复杂抽象的问题，利用思维导图、表格、图示等方法转化为简单的、直观的问题。

关键词：思维可视化技术;初中化学解题;思维能力

在初中化学的学习过程中，由于学生是刚开始接触化学，尚未形成一定的学科思维，对于一些抽象的、复杂的反应过程、概念难以理解，在知识的应用上面存在着拦路虎，往往是对这个知识点的内容已经掌握了，却不知道该如何去应用，这便是学生学习化学时遇到的一大阻碍，无法实现“我知道”到“我会用”这一步跨越，如何解决这个问题呢？需要教师们能够培养学生的解题思维，让学生懂得如何运用学的知识作为工具，去解决实际的问题，这便是对学生思维能力的要求，灵活的运用知识，做到学以致用。

“思维可视化”是指运用一系列图示技术把本来不可视的思维（思考方法和思考路径）呈现出来，使其清晰可见的过程。实现“可视化思维”的技术主要包括两类：图示技术（思维导图、模型图、流程图、概念图等）及生成图示的软件技术。思维可视化技术利用图示可以将抽象思维转化为形象思维，有利于教师来培养学生的解题思维，提高学生解决实际问题的能力。思维可视化教学在教育领域的研究很多，本次笔者将来谈一谈思维可视化在初中化学解题中的应用。

一、 思维可视化在解题中应用的意义

（一）化抽象为直观

初中阶段的化学反应过程中各个量变化、质量守恒定律的应用等都是一些比较抽象的变化过程，学生往往是不能理解的，在解题过程中无法理清整个变化过程，无从下手，长此以往，就会使得学生一遇到此类题型便望题色变，产生畏难情绪。而教师在教学过程中，可以利用思维可视化技术将这些抽象过程以图示的形式直观呈现出来，让学生更容易接受与理解。

（二）化复杂为简单

存在多个化学反应的过程对于初中生而言是一种复杂的过程，对于反应过程中反应的先后问题、反应物量的问题、反应快慢问题等是学生解决这一类题目的障碍，利用思维可视化技术便可以将这些问题以图示的方式呈现出来，对于可能发生的反应以表格或图像将其具体化，让学生能够根据这些图示将一个复杂的反应过程简化为一幅具体的图示过程，做到反应复杂，有图可依，过程清晰，轻松解题。

（三）化无序为有序

对于考查学生思维能力的题目，学生在解题时会显得手忙脚乱，毫无章法可言，反映出学生在应用知识解题时缺乏思维逻辑，不知道如何去思考问题，我该先做什么，再做什么。因此教师在教学过程中需要培养学生的解题逻辑思维，让学生在面对问题时，化无序为有序，清楚地知道我该怎么做，如何去做。而利用思维可视化技术便能够在平时的教学中培养学生的解题思维逻辑，让学生在学会知识的基础上，能够应用知识，做到学以致用。

二、 思维可视化在初中化学解题中的应用实例

（一）利用思维导图解决质量守恒定律应用问题

【例1】 （2017年常州中考题）在一密闭容器中发生某反应，容器中各物质的质量变化如表所示，其中未知数据正确的是（ ）

A. m1=30.8B. m2=24

C. m3=13.6D. m4=34

解析：该问题属于密闭容器内质量守恒定律的应用，以表格的形式来反映过程中各物质质量的变化，是一种常见的题型，考查学生对质量守恒定律的理解，在教学过程中，可以将此类题型构建模型图，教会学生如何应用知识进行程序化解题。对于此类问题，抓住质量守恒定律的核心：反应前后总质量不变，形成如图1所示解题思维导图。

图1 密闭容器内质量守恒定律应用解题思维导图

针对此类问题学生利用解题思维导图，便可以有法可依，根据第一步密闭容器内物质总质量为80，计算出m4=0;第二步根据物质的质量变化判断出甲和乙为反应物，丙和丁为生成物，写出反应的表达式;第三步将实际参加反应的质量写在各物质的正下方，得到如图2所示的化学表达式，将一个复杂的、抽象的反应过程转化为简单直观的依据化学方程式计算的问题，从而计算出剩余未知数的值。通过构建该题目的解题思维模型，学生便能够按图索骥，学会如何思考问题，渐渐地将所学内容从“我知道”转变为“我会用”。

图2 化学表达式

依据该思维导图我们还可以解决一系列关于密闭容器中质量守恒定律应用的题目，例1中是通过表格来反映各物质质量的变化，该类型题目还可以通过饼图、折线图、柱状图等形式来反映各物质质量的变化情况，学生往往对于新题目会感到无从下手，在学会如何利用思维导图去思考问题后，只要是密闭容器内的质量守恒定律应用类题目，都可以将其转化为依据化学方程式的计算题目。不管题目如何千变万化，只要掌握解题思维导图，便能够熟练的应用所学知识解决实际问题，将复杂问题的问题简单化。

（二）利用表格解决置换反应的定性判断问题

【例2】 （2017年常州中考题）向盛有氯化亚铁和氯化铜混合溶液的烧杯中加入一定量的锌粉，充分反应后，得到固体M和溶液N。下列叙述错误的是（ ）

A. 锌有剩余时，M中一定有Fe、Cu和Zn

B. 锌有剩余时，N中一定没有FeCl2和CuCl2

C. 锌无剩余时，M中一定有Cu、可能有Fe

D. 锌无剩余时，N中一定有ZnCl2和FeCl2

解析：该题属于置换反应的定性判断类问题，考查学生对置换反应发生条件的判断、反应先后顺序和化学反应中量的问题，都是学生容易存在问题的地方，解决此类问题，学生能够根据金属的活动性顺序判断出发生了哪些反应，之后就不知道如何处理问题，对于初中生而言，多个化学反应的过程比较复杂，难以理解，因此在此类问题解题时，要让学生能够理清整个反应过程，将其清晰地、具体地、直观地展示在学生面前。使用表格根据锌加入的量进行分类，將所有的可能情况列举出来，分类谈论在理科学习上是一种重要的解题方法，能够锻炼学生的逻辑思维能力，在化学学习中，也可利用这一方法将复杂的问题理清脉络，细化过程。