巧用數形結合 優化化學教學

陳琦鵬

(福建省安溪銘選中學 362400)

當前高中化學課堂不僅要提高學生解題能力，還要培養有利于學生繼續學習和終生發展的學科素養.化學教師教學時滲透數形結合法，培養學生讀圖、識圖能力，將數字與圖形結合起來，培養學生思維能力，進而促進教學質量提升.

一、高中化學教學與數形結合法分析

高中化學對于學生而言，知識點繁雜且抽象難理解，使得很多學生產生畏難情緒.數形結合法，即利用直觀圖形將化學知識點表達出來，這樣更為方便學生記憶與理解.“數”和“形”之間相互轉化，彼此之間存在聯系，可以將復雜化學知識點轉為圖像，利用具體內容體現抽象問題，實現提升教學質量的目的.

當前高考選拔人才更注重能力層面的選拔，更注重提取信息、分析解決實際問題能力的考查.近幾年高考題在定量計算、圖像分析題方面加大考查力度.如2019理綜全國Ⅰ卷第11、27題等多次測重了數形結合的考查.因此只有重視利用數形結合思維審視問題、分析問題，拓寬學生化學解題思路，提升化學解題質量與效率，方能在高考中取得好成績.數形結合對于抽象、復雜的化學難題目的解決具有積極的作用.數形結合法的最大特點就是直觀與簡潔，同時還更為形象，符合高中生的思維特點與接受能力.與傳統化學教學方法相比，數形結合方法更能吸引學生注意力，快速、準確解決化學問題，培養與提升學生化學思維，實現培養學生學科核心素養的目的.

二、高中化學教學中數形結合法的應用

1.提高解題效率，提升學科素養

“圖形”中的問題可以利用“數學”精確分析，將其轉變為清晰的數量關系；“圖形”明確問題實質，并將抽象問題具體化，提高解題效率.如酸堿中和滴定曲線的分析：

首先看縱坐標，搞清楚是酸加入堿中，還是堿加入酸中；其次看起點，起點可以看出酸性或堿性的強弱；再次找滴定終點和pH=7的中性點，判斷滴定終點的溶液酸堿性，然后確定中性點pH=7的位置；最后分析其他的特殊點，如滴定一半點，過量一半點等，分析酸、堿過量曲線情況.

2.運用數形結合輔助概念教學

在高中化學教學中，化學概念是比較重要的知識點，如溶解度、焓變、化學平衡、電離平衡、水的離子積、酸堿中和滴定等.概念教學抽象、難理解，教師在實際教學過程中，也經常會引入數形結合的思想來引導學生理解并掌握化學概念.如此，在圖形的幫助下，學生對于化學概念有一個更加直觀的了解和感受，從而掌握化學概念.

以“化學平衡”教學為例，學生在以前學習過程中尚未涉及到與之相關內容，所以對這些抽象內容理解起來比較困難.因此，很多教師在教學過程中都會采用v-t圖像的方式幫助學生對平衡狀態進行理解，其中v是縱坐標，代表反應速率，而t是橫坐標，代表反應時間，以此幫助學生實現對題目的深刻理解，更好的掌握數和圖之間的直觀聯系，同時在圖形的直觀幫助下，學生能對化學反應的數量關系進行直觀分析，搞清正逆反應和化學平衡之間的聯系與條件.例如，化學反應

中，經過一段時間，其正反應速率會不斷降低，而逆反應的速率卻在不斷增大，當正逆反應速率相等時，整個化學反應達到平衡狀態.而很多學生會認為當化學反應達到平衡之后，所有的反應都將會停止，不在進行.這種思路是錯誤的，在圖形的幫助下，可以直觀了解到，再達到平衡時，化學反應仍在進行，只是正逆化學反應的速率達到相等狀態，物質的量不在發生改變.

3.培養圖像與數字轉換能力

在高中化學解題過程中引入數形結合法，教師還可以引導學生將題目中的數量關系與相關化學內容進行聯系，同時輔以圖形幫助，幫助學生對所學化學內容及原理實現清晰理解和靈活運用.通過將數字、圖形和相關化學內容進行聯系，幫助學生提高自身推理能力和邏輯思維能力，達到“以數解形”、“以形助數”的效果.不僅化抽象為形象，同時該解題法結合了圖形的形象性和數字的精確性，達到化繁為簡的目的，幫助學生對化學知識進行理解和掌握.以容量瓶讀數誤差為例進行分析：當以仰視姿態讀數時，液面超過實際高度，導致讀出的溶液實際體積偏大，所配置出的溶液濃度降低；當以俯視姿態讀數時，液面低于實際高度，導致讀出的溶液實際體積偏小，所配置出的溶液濃度增大.而學生容量瓶讀數錯誤主要是因為讀數時視線位置不同而導致的，所以學生在誤差分析時經常會產生錯亂.因此教師在對學生糾錯時，可以利用繪制圖形的方式幫助學生直觀分析，同時認識到誤差產生的原因，進而在以后讀數時進行改正.

圖1

(1)右圖，當以俯視姿態讀數時，液面低于實際高度，導致讀出的溶液實際體積偏小，所配置出的溶液濃度增大；(2)左圖，當以仰視姿態讀數時，液面超過實際高度，導致讀出的溶液實際體積偏大，所配置出的溶液濃度降低；在進行化學實驗過程中，學生經常會在定容時對俯視與仰視而產生的誤差分析錯誤，為了幫助學生加深記憶，很多教師就總結出“仰大俯小”這一讀數技巧，但這一技巧并不適用于所有條件，要想從根本上生幫學生解決這一問題，就應借助數形結合，幫助學生理清液面、視線以及刻度線三者之間的相互關系，幫助學生清晰認識道自己錯誤的原因，從而在以后讀數時才能避免再次出錯.

綜上所述，高中化學教學中巧用數形結合法，將圖形與數字聯系起來，幫助學生準確把握題干中的數量關系，夯實后續分析環節，提升后續求解過程.教師培養學生數形結合法時，要選擇合適的切入點，打破常規教學模式的限制，提升化學課堂教學質量，提升學生化學學科核心素養.