圖式表征法在化學教學中的應用

隨著學習的深入，學習的內容和難度都在逐漸增大，學生往往會遇到兩個主要問題：一是記不住的內容越來越多；二是記住了大量的事實與公式，卻不能靈活運用，出現“一聽就懂，一看能做，一做就錯”的尷尬現象。究其原因，主要還是沒有完全掌握化學的學習方法，沒有建立系統的知識網絡，不能靈活存取大腦中的知識。所以，在進行課堂教學時，教師的首要任務是幫助和引導學生把所學到的化學知識加以歸納整理，把知識點構建成系統的知識模塊，以簡潔明了、通俗易懂的方式呈現在學生面前。圖式表征作為一種重要的科學方法和學習工具，可以幫助學生理解和掌握一些抽象的概念和理論，對于提高學生的理解水平、培養學生的創新能力等有很大幫助。筆者結合自己的教學實踐，介紹幾種常見的化學知識的圖式表征方式。

一、構建示意圖，將化學知識化繁為簡

化學示意圖是把用文字敘述的化學內容用簡要的符號、文字、圖形或圖像等形式加以表現，用以說明知識結構和內涵，揭示化學變化規律的一種直觀方法，具有可視化的特點，如原子結構示意圖、原電池示意圖等。它的使用是從人的生理、心理特點出發，既充分發揮兩個大腦半球在思維中的優勢，又極力強調視聽感官在教學過程中的積極作用。可以變課堂的單向傳遞為多向傳遞，變學生被動的“接受式”學習為主動的“發現式”學習[1]。如在學習“氧化還原反應與四種基本反應類型的關系”的時候，多數學生只能靠機械的死記硬背，一到考試就容易出錯。為了加深學生的記憶和印象，筆者勾勒出了一副關系示意圖，如圖1，板書一出來，就深深吸引了學生，不僅僅是因為可愛的造型，關鍵是學生能理解含義，同時也掌握了相關知識。

在實際教學中，教師要根據學生的問題和教學需要創造性地畫出合適的示意圖。這種示意圖是化學教師對知識的總結提升，是化學教師思維的“火花”，它的使用，是一種藝術，一種境界，一種科學的精神。

二、構建曲線圖，把握化學規律的發展趨勢

曲線圖是數學模型的一種，是用曲線表現數字資料的統計圖。在高中化學中有很多關于性質的遞變規律的知識，如能巧妙利用好曲線圖，就能使復雜的化學知識化繁為簡，不僅深化了學生對化學知識的理解，培養了學生的動手能力和思維能力，而且有利于培養學生透過現象揭示本質的洞察力和嚴密的思維品質。如為了更直觀地說明1～36號元素的第一電離能的遞變規律，采用如圖2所示的曲線圖，簡潔明了地表示出前四周期元素的第一電離能的遞變規律。

《考試說明》中強調：“將分析解決問題的過程和成果，用正確的化學術語及文字、圖表、模型、圖形等表達，并作出解釋。”實際上在近三年的浙江高考理綜試卷中，都出現了關于讀曲線圖能力的考察。例如，2009年27題要求考生畫出三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖；2010年26題提供了在25℃的條件下，2.0×10-3mol/L氫氟酸水溶液中，調節溶液pH，得到c（HF）、c（F-）與溶液pH的變化曲線圖，要求考生作答；2011年27題提供了三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液的水解反應速率，得到c（NH2COO-）隨時間變化的曲線圖，要求考生作答。由此可見，曲線圖能夠清楚直觀地表示出兩個量之間的數量關系或變化關系，顯示研究對象發展變化的規律性和特殊性。借助曲線圖表征，可以將定性和定量的分析巧妙地聯系起來，是高考試題中常見的考察考生讀圖能力的題型，這一點不得不引起我們的重視。

三、構建環狀圖，貫通知識的因果聯系

環狀圖的特點是其所建立的相關知識鏈式模型首尾相連、形成環狀，用于表達化學知識的因果關系效果比較好。比如在復習原子結構、元素位置和元素性質三者關系，即所謂的“位、構、性”三者之間的相互關系時，我們可以用環狀圖來清晰地表達出來，如圖3，我們可以看出三者之間的關系是：元素原子的核外電子排布決定元素在周期表中的位置，也決定了元素的性質；元素在周期表中的位置，以及元素的性質，可以反映出原子的核外電子排布。

孔子曰：“學而不思則罔，思而不學則殆。”學習過程中要積極開展思維活動，只有這樣，才會有收獲。在進行章節知識復習的過程中，可以嘗試讓學生將整節知識點進行總結，然后畫出這些直觀的、立體的、可視的環狀圖，將“看不見，摸不著”的抽象且內在的東西，形象地展示出來，幫助學生“厚書讀薄”，或者幫助學生把“薄書讀厚”，從而把握知識的內在邏輯，培養學生的分析和綜合能力。顯然，它們會讓課堂和講解更出自自發行為、更有創造性、更令人喜悅，學生和教師都是如此[2]。

四、構建放射性圖，建立知識的縱橫聯系

放射性圖的特點是確立一個核心事件，搜索與之相關的事件，建立起化學知識之間的縱橫聯系，使化學知識的構建呈放射狀、網絡狀。蘇教版化學2專題1《微觀結構與物質的多樣性》的內容可歸納為如圖4所示的關系，它反映了晶體結構、原子形成分子或晶體的形式、元素多樣性、微粒及微粒間作用力多樣性等各部分之間的整體性相互聯系以及這些知識之間深刻的結構層次關系。

只有將新知識同化到學生已有的概念框架中，有意義學習才會發生，教學就是要采取有效方法促進學生有意義學習的發生[3]。學生要構建起放射性圖式，就必須熟悉相關內容，從而將彼此孤立、割裂、猶如一盤散沙的相關化學知識，串在一起，形成一個知識體系，既梳理、鞏固、深化了知識，又鍛煉了發散性思維和聯想能力。

教師借助放射性圖不僅使整個教學過程和流程設計更加的系統和科學有效，進一步加強對所教內容的整體把握，而且還可以根據教學過程和實際情況的需要做出具體的合理的調整。哪些知識點該詳細講解分析、哪些知識點可以點到即止、哪些知識點需要適當有效的重復，這些都可以通過一幅放射性圖反映出來。這樣利于把握重點和難點，易于掌控整個教學流程，便于引導學生思考、消化與吸收，切實把握學生的動態，使整個教學更加有序和流暢。

總之，圖式表征是一種重要的科學方法和學習工具。它作為學的策略，能促進學生合作學習和創造性學習，最終促使學生主動構建，學會學習；作為教的策略，能有效地改變學生的認知結構，幫助學生建立結構化的知識，切實提高教學效果。

參考文獻

[1] 姜宏飛.示意圖在高中化學教學中的妙用.廣東教育，2011（1）.

[2] [英]東尼·博贊，巴利·博贊.思維導圖.葉剛譯.北京：中信出版社，2009.

[3] 王春.概念圖在化學課堂教學中的應用.中學化學教學參考，2007（6）.

（責任編輯 郭振玲）