化學教學中培養(yǎng)學生運用圖表表述與處理信息能力的策略

朱國美 董 海

（南京市建鄴區(qū)教師發(fā)展中心 江蘇 南京 210017）

運用圖表表述與處理信息既是課程目標的明確要求，也是適應(yīng)現(xiàn)代生活及未來社會所必需的技能和方法。在化學教學實踐中，重視培養(yǎng)學生運用圖表表述與處理信息的能力， 不僅能夠幫助學生理解知識，還能讓學生掌握科學的學習與研究方法，從而有效地提高學生的科學素養(yǎng)。以下三種教學策略，可高效地達成上述目標，供一線教師參考。

一、通過對教材中圖表的比較與歸納，幫助學生認識常見圖表的類型與特點

學生在閱讀教材中圖表、獲取信息的過程中，通過教師引導(dǎo)、同學交流，比較不同圖表的圖形特點與教材中的運用情況，歸納出教材中運用的三種圖表的類型與特點（見表1）。

了解了三種常見圖表的特點，既為學生正確地選擇圖表表述有關(guān)信息，又為他們?nèi)鏈蚀_地處理有關(guān)圖表信息奠定了堅實的基礎(chǔ)。

表1 人教版九年級化學教材中圖表情況的分析

二、獲取類型多樣的數(shù)據(jù)信息， 引導(dǎo)學生運用Excel 繪制合適圖表表述信息

學生獲取的信息可以是通過自己調(diào)查、查閱資料、實驗獲得，也可以是教師提供的。基于不同的數(shù)據(jù)信息類型和加工處理的目的，依據(jù)圖表的特點，選擇合適的圖表類型表述相關(guān)信息。如在教學中，學生得到了以下三組數(shù)據(jù)信息：

信息1：我國黃海海水中所含元素，見表2。

信息2：1000g 不同燃料燃燒產(chǎn)生CO2和SO2的質(zhì)量，見表3。

表2 我國黃海海水中所含元素

表3 1000g 不同燃料燃燒產(chǎn)生CO2 和SO2 的質(zhì)量

信息3： 某小組從南京古代建筑維修現(xiàn)場搜集了一些舊墻灰，取12．0g 舊墻灰（主要成分是碳酸鈣）放入燒杯中，并加入足量稀鹽酸（假設(shè)其他雜質(zhì)不參加反應(yīng)，不考慮H2O、HCl 逸出），反應(yīng)開始時，燒杯及所盛物質(zhì)的總質(zhì)量為300．0g，實驗數(shù)據(jù)記錄見表4：

表4 反應(yīng)時間與物質(zhì)質(zhì)量

要求學生用合適的圖表分別表述出海水中主要元素的質(zhì)量分數(shù)、三種燃料燃燒產(chǎn)物（CO、SO2）的質(zhì)量的大小關(guān)系、反應(yīng)生成CO2質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系。學生通過分析得知： 海水中元素的質(zhì)量分數(shù)即部分占整體的比例； 燃燒產(chǎn)物質(zhì)量的大小關(guān)系即比較不同項目的值多少； 生成CO2質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系即化學反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量與反應(yīng)時間的函數(shù)關(guān)系。這樣學生就能合理地選擇餅狀圖（見圖4）、柱形圖（見圖6、7）、帶有平滑線的散點圖（見圖5）分別表述信息1、3、2。

圖4 黃海海水中元素的質(zhì)量分數(shù)

圖5 生成CO2 的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系

圖6 三種燃料燃燒生成CO2的比較

圖7 三種燃料燃燒生成SO2的比較

從上面的實例可以總結(jié)出以下方法：如果側(cè)重表示一個事物中各部分所占的百分比， 一般采用餅形圖，如金屬元素、非金屬元素、稀有氣體元素的種類占元素總數(shù)的百分比；如果側(cè)重比較相關(guān)的幾個事物在同一個（或幾個）項目上值的大小，一般采用柱形圖；如比較一些常見物質(zhì)的著火點（或密度、熔點、溶解性、硬度等）的大小；如果要反映兩個事物之間存在的某種函數(shù)關(guān)系，可以采用帶有平滑線的散點圖，如固體物質(zhì)溶解度與溫度的關(guān)系、化學反應(yīng)中某種物質(zhì)質(zhì)量變化與反應(yīng)時間的關(guān)系、某一化學反應(yīng)中兩種物質(zhì)質(zhì)量變化之間的關(guān)系等。以上只需把相關(guān)內(nèi)容與數(shù)據(jù)輸入Excel 的表格中，然后選中它們插入相應(yīng)圖表即可。

三、充分利用比較、分類、概括和定量計算等方法，指導(dǎo)學生初步學會全面準確地處理圖表信息

餅形圖、柱形圖的特點決定了首先要引導(dǎo)學生運用比較的方法加工信息， 得到各項目的值的大小順序，然后運用分類、概括的方法處理信息。如處理教材中“塑料制品的應(yīng)用范圍的餅形圖”（見圖1）時，學生先通過比較得出塑料制品用量由大到小的順序為：包裝＞建筑＞其他＞電子＞交通＝家具＞玩具，然后概括出包裝和建筑的用量之和近60%，從而能夠很好地理解為什么過度包裝對資源和環(huán)境等方面的影響很大以及合成材料在建筑上的廣泛運用。再如處理教材中“世界人均水量和一些國家的人均水量的柱形圖”（見圖2）時，引導(dǎo)學生把各個國家的人均水量與世界人均水量進行比較，得出巴西、印尼、美國人均水量高于世界人均水量，日本、印度、中國則低于世界平均水量，在此基礎(chǔ)上學生再運用分類的方法，把這些國家分為兩類： 水資源較為豐富的國家和水資源相對短缺的國家，最后概括得出世界水資源的分布是不平衡的這一清晰的認知。

帶有平滑線的散點圖揭示了兩個量之間的函數(shù)關(guān)系，初中化學中除了溶解度曲線外，運用最多的是某一化學反應(yīng)中兩種物質(zhì)質(zhì)量之間的關(guān)系圖，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)中兩種物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系是正比例函數(shù)關(guān)系，反應(yīng)過程中的圖像為通過原點的一條直線。準確處理此類圖表信息的關(guān)鍵是依據(jù)相關(guān)反應(yīng)的化學方程式進行定量計算，即根據(jù)有關(guān)物質(zhì)間的質(zhì)量比進行計算。另外需要說明的是，化學反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量的變化與反應(yīng)時間的關(guān)系有時也可粗略地看出一次函數(shù)關(guān)系。舉例說明如下：

【問題1】取Mg、Al 各2．4g 分別與等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的足量的稀H2SO4充分反應(yīng)， 生成氫氣質(zhì)量與金屬質(zhì)量的關(guān)系如圖8。請指出兩條曲線分別對應(yīng)哪種金屬。

【 分 析】 由 Mg ＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑可知：m（H2）∶m（Mg）＝2∶24；由2Al＋3H2SO4＝Al2（SO4）3＋3H2↑可知：m（H2）∶m（Al）＝6∶54；根據(jù)圖像，當縱坐標的值均為0．2g 時，圖像甲對應(yīng)的橫坐標的值為1．8g， 圖像乙則為2．4g；0．2g ∶1．8 ＝6 ∶54，0．2g∶2．4g＝2∶24；因此甲對應(yīng)Al，圖像乙對應(yīng)Mg。

圖8 金屬質(zhì)量與氫氣質(zhì)量關(guān)系圖

【問題2】向等質(zhì)量的鋁粉和鎂粉中分別滴入質(zhì)量分數(shù)相同的足量的稀鹽酸，下列圖像能正確反映對應(yīng)變化關(guān)系的是 （ ）

其他諸如反應(yīng)中生成沉淀質(zhì)量（或固體質(zhì)量的變化、溶液質(zhì)量的變化等）與某種物質(zhì)質(zhì)量（或反應(yīng)時間）的關(guān)系也同樣運用上述方法加以處理。

［1］孫玉明．兩類化學圖像題解答策略［J］．中學教與學，2005，（6）

［2］董海．談中考實驗與計算綜合題的分類與解法［J］．中學化學教學參考，2004，（11）