思維可視化在初中化學解題中的應用分析

徐瑤

摘?要：在初中化學學習中，學生常常對一些復雜的、抽象的問題感到無從下手，考察的知識點都知道，就是做不對題目，說明學生缺乏將所學知識應用到實際問題中的解題思維能力。針對此現象，文章介紹如何利用思維可視化技術來培養學生的解題思維能力，將一些復雜抽象的問題，利用思維導圖、表格、圖示等方法轉化為簡單的、直觀的問題。

關鍵詞：思維可視化技術;初中化學解題;思維能力

在初中化學的學習過程中，由于學生是剛開始接觸化學，尚未形成一定的學科思維，對于一些抽象的、復雜的反應過程、概念難以理解，在知識的應用上面存在著攔路虎，往往是對這個知識點的內容已經掌握了，卻不知道該如何去應用，這便是學生學習化學時遇到的一大阻礙，無法實現“我知道”到“我會用”這一步跨越，如何解決這個問題呢？需要教師們能夠培養學生的解題思維，讓學生懂得如何運用學的知識作為工具，去解決實際的問題，這便是對學生思維能力的要求，靈活的運用知識，做到學以致用。

“思維可視化”是指運用一系列圖示技術把本來不可視的思維（思考方法和思考路徑）呈現出來，使其清晰可見的過程。實現“可視化思維”的技術主要包括兩類：圖示技術（思維導圖、模型圖、流程圖、概念圖等）及生成圖示的軟件技術。思維可視化技術利用圖示可以將抽象思維轉化為形象思維，有利于教師來培養學生的解題思維，提高學生解決實際問題的能力。思維可視化教學在教育領域的研究很多，本次筆者將來談一談思維可視化在初中化學解題中的應用。

一、 思維可視化在解題中應用的意義

（一）化抽象為直觀

初中階段的化學反應過程中各個量變化、質量守恒定律的應用等都是一些比較抽象的變化過程，學生往往是不能理解的，在解題過程中無法理清整個變化過程，無從下手，長此以往，就會使得學生一遇到此類題型便望題色變，產生畏難情緒。而教師在教學過程中，可以利用思維可視化技術將這些抽象過程以圖示的形式直觀呈現出來，讓學生更容易接受與理解。

（二）化復雜為簡單

存在多個化學反應的過程對于初中生而言是一種復雜的過程，對于反應過程中反應的先后問題、反應物量的問題、反應快慢問題等是學生解決這一類題目的障礙，利用思維可視化技術便可以將這些問題以圖示的方式呈現出來，對于可能發生的反應以表格或圖像將其具體化，讓學生能夠根據這些圖示將一個復雜的反應過程簡化為一幅具體的圖示過程，做到反應復雜，有圖可依，過程清晰，輕松解題。

（三）化無序為有序

對于考查學生思維能力的題目，學生在解題時會顯得手忙腳亂，毫無章法可言，反映出學生在應用知識解題時缺乏思維邏輯，不知道如何去思考問題，我該先做什么，再做什么。因此教師在教學過程中需要培養學生的解題邏輯思維，讓學生在面對問題時，化無序為有序，清楚地知道我該怎么做，如何去做。而利用思維可視化技術便能夠在平時的教學中培養學生的解題思維邏輯，讓學生在學會知識的基礎上，能夠應用知識，做到學以致用。

二、 思維可視化在初中化學解題中的應用實例

（一）利用思維導圖解決質量守恒定律應用問題

【例1】?（2017年常州中考題）在一密閉容器中發生某反應，容器中各物質的質量變化如表所示，其中未知數據正確的是（?）

A. m1=30.8B. m2=24

C. m3=13.6D. m4=34

解析：該問題屬于密閉容器內質量守恒定律的應用，以表格的形式來反映過程中各物質質量的變化，是一種常見的題型，考查學生對質量守恒定律的理解，在教學過程中，可以將此類題型構建模型圖，教會學生如何應用知識進行程序化解題。對于此類問題，抓住質量守恒定律的核心：反應前后總質量不變，形成如圖1所示解題思維導圖。

圖1?密閉容器內質量守恒定律應用解題思維導圖

針對此類問題學生利用解題思維導圖，便可以有法可依，根據第一步密閉容器內物質總質量為80，計算出m4=0;第二步根據物質的質量變化判斷出甲和乙為反應物，丙和丁為生成物，寫出反應的表達式;第三步將實際參加反應的質量寫在各物質的正下方，得到如圖2所示的化學表達式，將一個復雜的、抽象的反應過程轉化為簡單直觀的依據化學方程式計算的問題，從而計算出剩余未知數的值。通過構建該題目的解題思維模型，學生便能夠按圖索驥，學會如何思考問題，漸漸地將所學內容從“我知道”轉變為“我會用”。

圖2?化學表達式

依據該思維導圖我們還可以解決一系列關于密閉容器中質量守恒定律應用的題目，例1中是通過表格來反映各物質質量的變化，該類型題目還可以通過餅圖、折線圖、柱狀圖等形式來反映各物質質量的變化情況，學生往往對于新題目會感到無從下手，在學會如何利用思維導圖去思考問題后，只要是密閉容器內的質量守恒定律應用類題目，都可以將其轉化為依據化學方程式的計算題目。不管題目如何千變萬化，只要掌握解題思維導圖，便能夠熟練的應用所學知識解決實際問題，將復雜問題的問題簡單化。

（二）利用表格解決置換反應的定性判斷問題

【例2】?（2017年常州中考題）向盛有氯化亞鐵和氯化銅混合溶液的燒杯中加入一定量的鋅粉，充分反應后，得到固體M和溶液N。下列敘述錯誤的是（?）

A. 鋅有剩余時，M中一定有Fe、Cu和Zn

B. 鋅有剩余時，N中一定沒有FeCl2和CuCl2

C. 鋅無剩余時，M中一定有Cu、可能有Fe

D. 鋅無剩余時，N中一定有ZnCl2和FeCl2

解析：該題屬于置換反應的定性判斷類問題，考查學生對置換反應發生條件的判斷、反應先后順序和化學反應中量的問題，都是學生容易存在問題的地方，解決此類問題，學生能夠根據金屬的活動性順序判斷出發生了哪些反應，之后就不知道如何處理問題，對于初中生而言，多個化學反應的過程比較復雜，難以理解，因此在此類問題解題時，要讓學生能夠理清整個反應過程，將其清晰地、具體地、直觀地展示在學生面前。使用表格根據鋅加入的量進行分類，將所有的可能情況列舉出來，分類談論在理科學習上是一種重要的解題方法，能夠鍛煉學生的邏輯思維能力，在化學學習中，也可利用這一方法將復雜的問題理清脈絡，細化過程。