基于問題導引圖示教學法的實踐與反思

薛青峰

摘要：圖示是化學學科提供信息的重要載體、難點突破的重要途徑、知識梳理的重要形式。以“從鋁土礦到鋁合金” 為例，以問題帶動教學進程，促進學生的知識建構；探討了圖示教學法在新授課、單元復習課及高考總復習課三個階段課堂教學中的應用。

關鍵詞：問題導引；圖示教學；化學教學

文章編號：1005–6629（2017）6–0057–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

圖示法就是借助圖示（圖形或圖像）揭示事物之間的相互關系或事物在發(fā)展變化過程中的相互轉化及其變化規(guī)律的一種方法，具有較強的直觀性、簡約性和概括性等特點，正是由于這些特點，它可以實現(xiàn)抽象思維形象化、復雜問題簡明化、零散知識系統(tǒng)化，因此它作為一種提供信息的重要載體、難點突破的重要途徑、知識梳理的重要形式而被廣泛移植到中學化學的課堂教學中。下面以蘇教版必修1專題3第一單元“從鋁土礦到鋁合金”在新授課、單元復習課及高考總復習三個階段的教學處理為例，探討圖示教學法在化學教學中的具體應用，以期探討如何根據(jù)教學內容的自身特點和學生實際水平，設計出恰當?shù)摹皥D示”以優(yōu)化教學組織形式，實現(xiàn)最大程度提高課堂的教學效果。

1 新授課——初步掌握鋁及其化合物相關性質

新課教學不僅要讓學生達成學科知識層面的目標任務，更重要的是讓學生在學習過程中學會分析和推理，學會應用已有知識解決相關問題的基本方法，提高相關能力。

“從鋁土礦到鋁合金”屬于元素化合物知識范疇，根據(jù)本單元內容特點和教學任務，從“從鋁土礦中提取金屬鋁”的工業(yè)生產(chǎn)過程入手，將其過程簡化為如下流程圖（圖1），再將教學任務以問題形式融入流程圖中，讓學生主動參與到教學過程中。

問題1：流程圖中從“鋁土礦”到“Al2O3”這三步的目的是什么？

問題2：鋁土礦中的Al2O3和NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉（NaAlO2）和水，寫出此反應的化學方程式和離子方程式，在該反應中，氧化鋁體現(xiàn)了什么性質？

問題3：從氧化物及其對應水化物之間物質類別的關系看，氫氧化鋁可能屬于什么化合物？請設計有關實驗證明你的猜想。

問題4：在偏鋁酸鈉溶液中通入CO2氣體，生成Al（OH）3的同時生成Na2CO3或NaHCO3，請寫出有關反應的化學方程式或離子方程式，你認為在實際工業(yè)生產(chǎn)中生成的主要是Na2CO3還是NaHCO3？為什么？

問題5：課后自主解決：在電解氧化鋁時為什么要加入冰晶石？（下節(jié)課匯報）

該流程中涵蓋了工業(yè)生產(chǎn)過程中所涉及的主要化學原理，它們都是中學化學的重要基礎知識。所設計的相關問題都來自于流程圖中所提供的相關信息，問題1起到導引作用，培養(yǎng)學生的概括總結能力，問題2和問題3培養(yǎng)學生對比分析能力和自學能力，為氧化鋁和氫氧化鋁的兩性學習作好鋪墊，問題4培養(yǎng)學生具體問題具體分析能力和知識應用能力，問題5培養(yǎng)學生自主解決問題能力。通過這樣的教學設計，使學生感覺到所學知識并不是死的知識，而是有靈魂的，有實際應用的，更重要的是本節(jié)教學目標的達成都是由學生自主完成。因此在具體教學過程中應根據(jù)相關教學內容選擇合適的教學思路以達到教學效果的最大化。

轉化流程圖是一個具有程序性特點的組織結構，它是將研究對象放在特定過程中，根據(jù)其所發(fā)生變化的關鍵性節(jié)點按照一定順序組織起來的結構簡圖，它能直觀地反映出研究對象的變化過程。中學化學主要將其用于描述物質間的轉化過程及物質制備過程，轉化流程圖是學習元素化合物的一種重要載體，不僅有利于學生從整體上把握物質的流向，感受化學來源于生產(chǎn)實際又服務于生產(chǎn)實際，更有利于培養(yǎng)學生提取信息、加工信息從而獲取知識的能力（即學習能力）。

2 單元復習課——構建鋁及其化合物知識網(wǎng)絡

單元復習教學目標是進一步讓學生從知識整體架構上厘清它們之間的關系，使本單元主干知識形成網(wǎng)絡化，以幫助學生記憶，同時還應使學生在原有的基礎上對本單元知識有更深層次的認識。

在“從鋁土礦到鋁合金”單元復習教學中，為了使學生厘清“鋁及其重要化合物”之間的轉化關系，設計如下“問題串”以幫助學生自主建構知識網(wǎng)絡框架。

問題1：在“從鋁土礦中提取金屬鋁”的工業(yè)生產(chǎn)中，涉及了哪些主要反應？請寫出這些反應的化學方程式或離子方程式。

問題2：你有哪些方法可以一步實現(xiàn)鋁轉化為氯化鋁或氧化鋁？

問題3：實驗設計：請你根據(jù)實驗桌上提供的試劑設計有關實驗方案制備氫氧化鋁，并比較這些方案的優(yōu)劣。（試劑：Al2O3、稀鹽酸、NaOH溶液、氨水、CaCO3）

問題4：通過對以上的問題解決，請用簡潔的框圖網(wǎng)絡描述上述五種含鋁物質之間的轉化關系圖。

本教學流程通過層層遞進的前三個問題，使學生加深對鋁及其重要化合物之間的轉化條件和途徑的全面理解，為學生自主建構其關系圖作好鋪墊。基于教材的問題1是為了喚醒學生對前知識的記憶，為解決問題3提供知識準備；高于教材的問題2強化了前后知識的相互聯(lián)系，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維；跳出教材的問題3強調了知識的應用，培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力；回歸教材的問題4突出物質之間的轉化關系，培養(yǎng)學生的知識歸理能力，按照元素化合物轉化的一般思路：單質→氧化物→氧化物對應的水化物→鹽的順序并結合鋁的兩性布局為圖2格式，然后再轉化成圖3形式。單元復習課不等于教材內容的快速處理，應充分發(fā)揮學生的主體作用，將教學內容設計成相關問題，讓學生在解決問題的過程中，逐漸清晰知識間的脈絡，最終實現(xiàn)學生自主建構復習內容的體系和框架。

知識網(wǎng)絡圖是一個具有模塊化結構特點的組織系統(tǒng)，它是將具有一定聯(lián)系的不同知識點通過知識框圖的形式融合為一個整體，可以較好地發(fā)揮學生潛在的認知協(xié)同優(yōu)勢，強化記憶，提高學生對知識的理解能力。物質之間相互轉化關系的知識整理所形成的網(wǎng)絡框圖，一定要能體現(xiàn)學習者的思維過程，便于學生在知識運用時對所需知識的快速檢索，提升學生解決問題的能力。

3 高考總復習課——理解鋁及其化合物的轉化關系

高考總復習除了喚醒學生的已有知識記憶，同時還應該加強前后聯(lián)系，從不同視角去理解相關知識，為學生靈活運用所學知識解決實際問題作好鋪墊。

在高三復習此單元內容時，以Al（OH）3的兩性為抓手、以函數(shù)圖像為出發(fā)點，采用問題導引教學模式，將教學過程設計如下：向某鹽酸和AlCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，測得生成的沉淀質量與所加NaOH溶液的體積之間的關系如圖4所示。

問題1：你能從此圖中獲取哪些信息？

問題2：OA、AB和BC線段分別發(fā)生了什么反應？

問題3：x和y之間存在著怎樣的函數(shù)關系？

問題4：如果將NaOH溶液換成等物質的量濃度的氨水，所繪制的圖像與此圖像存在哪些差異？為什么？

問題5：向等物質的量濃度的NaOH和NaAlO2的混合溶液中逐滴加入相同物質的量濃度的稀鹽酸，繪制出生成沉淀的質量與消耗鹽酸體積之間的關系圖。

此圖像不僅直觀表達了Al（OH）3的生成與溶解時消耗堿的量之間的關系，同時也表達出反應的先后順序關系。問題1屬于開放式問題，目的是喚醒學生的相關知識記憶，問題2和問題3用于復習鋁三角之間的轉化關系（包括量的關系：抓住AB段和BC段耗堿量是3：1），問題4是為了進一步加深學生對Al（OH）3性質的認識，引導學生關注整體趨勢的同時還要關注細節(jié)差異（引導學生分析開始生成沉淀時的氨水體積是否與NaOH溶液的體積相等？），使學生養(yǎng)成大局處著眼，細微處入手的思維習慣；問題5通過函數(shù)圖像的繪制進一步提升學生對鋁的重要化合物轉化的再認識。函數(shù)圖像圖示法教學改變了以往就知識點復習知識點的模式，不僅有效提升了教學的節(jié)奏和綜合度，同時也充分發(fā)揮了學生在教學過程中的主體作用，變被動接受為主動學習，提升了學生的思維強度和學習效率。

函數(shù)圖像是描述某物理量隨另一物理量的變化而發(fā)生相應變化的圖像，函數(shù)圖像不僅可以表示出變化的趨勢，還可以反映出變化的原因。化學中的函數(shù)圖像不僅有顯性的數(shù)學關系，更有隱性的化學原理，因此基于化學原理建構起來的函數(shù)圖像所包含的信息較純數(shù)學函數(shù)圖像多得多，它更加有利于培養(yǎng)學生提取并篩選有用信息解決相關問題的能力。

4 結束語

圖示教學方法與其他教學方法一樣，教學的主體仍然是學生，圖示只不過是教學的一種媒介，是信息提供的一種載體，是教師對教學內容之間內在關系的自我理解。在具體教學過程中，教師必須發(fā)揮自身的主導作用，根據(jù)教學內容特點和學生的認知規(guī)律，設計出符合學生實際的圖示，激發(fā)學生的學習熱情，充分發(fā)揮他們的能動作用，才能真正發(fā)揮圖示法在教學中的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學1[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2014.

[2]王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學反應原理[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2014.