挖掘教材插圖隱含價值 有效提升學生學科素養

摘 要：文章以人教版高中化學教科書中的電池圖片和電解質的電離圖片為例，分別對其進行整合設計，通過構建電池認知模型及實驗模型，以教材中的圖片為例，從微觀角度使學生充分認識電解質電離的本質，使學生在輕松掌握化學概念、構建知識體系的同時，切實提高其化學學科素養，并且啟示高中化學教師在今后的教學中優化使用插圖資源，以提高教學質量。

關鍵詞：化學教科書;插圖;化學學科素養;優化使用

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2022）18-0160-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.18.054

一、認識插圖在教學中的用途

作為化學教科書的一部分，有些插圖是對文字知識的補充說明，有些插圖是對化學知識的直接詮釋。相較于文字，插圖形象生動，一目了然。特別是對于那些微觀抽象的化學知識，插圖往往能夠起到“無聲勝有聲”的作用，可以簡單明了地將不便理解的知識顯性化。教師在教學過程中合理利用插圖，能夠使學生快速掌握化學原理，輕松建構化學知識，從而提高學生學習化學的興趣。

二、插圖資源整合設計案例

化學教材中的原理示意圖往往隱含著知識的形成脈絡，是建構知識的依托。教師應充分挖掘圖片中的隱性知識，歸納整合后找到知識的生長點，精心設計教學方案，并以此為主線帶領學生感悟知識的形成過程。文章以干電池的工作原理和電解質的電離圖片整合設計為例，來說明教科書插圖在化學教學中的重要地位。

（一）以插圖為支架解析干電池的工作原理

干電池出現在人教版高中化學必修二“化學能與電能”的第二節“化學電源”，通過前一節原電池的學習，學生已經掌握了原電池的工作原理。但干電池作為實際應用的電池，與學生學過的原電池裝置有一定差別，如果教師在教學中直接按干電池構造示意圖講解其工作原理，學生不僅理解費勁，還會產生與所學知識不相符、聯系不緊密的疑惑。因此，教師可以應用圖片找到支點，串起實驗室中的電池裝置與生活中的電池的聯系，理清從理論學習到實際應用的演變過程，讓學生從理論輕松過渡到應用，自主建構干電池的相關知識。教學設計為：先從簡單的銅鋅原電池工作原理出發，逐步向干電池的工作原理演變，發現理論與實際之間存在的差異，并進一步解釋和說明，最終實現銅鋅原電池向干電池原理的轉變。教師在教學時可以整合必修二中的“原電池示意圖”“干電池構造示意圖”以及選修四中的“堿性鋅錳電池的構造”這三幅圖片，設計思路如下：

根據圖片整合衍變，教學思路如下。

案例分析：本教學設計先從學生熟悉的原電池原理入手，逐步由開放環境中的原電池過渡到封閉模式的原電池，得到基本的干電池模型即Zn—C—稀H2SO4電池，并對封閉環境中出現的電解液流動、氣體膨脹等問題加以分析改進，實現了實驗室電池到應用電池的自然銜接，符合建構主義的學習觀點。這一過程中，知識不再是“空中樓閣”，學生不僅能在已有的知識基礎上自主構建新知，也能認識到化學與生活的緊密聯系，從而激發出對化學的學習興趣。

（二）整合電離插圖，深入理解電解質概念教學

對于化學概念，教師如果利用圖片展開問題式教學，讓學生在問題中不斷構建概念，將會達到意想不到的效果。教師要給學生拋出有效的問題，以此喚起學生的興趣，調動學生的主動探究思維。學生在接到教師給出的問題后，要帶著問題去自學教材，從教材內容的描述中理解教師的提問意圖，然后和同伴展開討論交流。最后教師歸納整理學生的討論結果，在學生已經習得的知識基礎上，有針對性地進行補充講解，引導學生最終解決問題。

用插圖進行問題式概念教學時，教師首先要引導學生熟悉插圖，了解插圖所表達的信息，學會將圖像信息翻譯成文字內容或化學符號語言，或者用文字語言來復述圖像信息。在此基礎上，教師開始提出問題，對于簡單的問題，學生可以根據先前準備的知識來回答;對于稍有難度的問題，教師要組織學生展開討論交流。教師提問的時候，要注意問題應循序漸進，由易到難，將提問與解決問題相結合，不能一下子拋出很多問題，以免打擊學生的學習信心。最后教師整合歸納先前的一系列信息，對于特別的問題，教師要有針對性地進行講解。通過完成上述環節，學生就可以自主生成化學概念。

舉例說明，教師可以運用教材插圖讓學生從微觀上理解電解質的概念教學。

首先，學生自主閱讀圖片，并歸納羅列圖片信息。教師在學生讀圖時要提醒應該閱讀的內容，包括插圖題目、插圖畫面、文字描述等。

其次，教師開始設置問題。

教師問題一：從圖3-1中能夠看出氯化氫電離后的水溶液中有幾種微粒？學生回答：氯化氫電離后的水溶液中有兩種微粒。

教師問題二：這兩種微粒分別代表什么？溶液中是否有HCl分子？學生交流作答：一種是氯離子，一種是水和氫離子。溶液中不存在氯化氫分子。

教師問題三：觀察第二幅圖片，看看溶液中存在幾種微粒。學生交流給出答案：第二幅圖片中電離后的溶液中有三種微粒。

教師問題四：這三種微粒的名稱分別是什么？學生看圖交流后回答：三種微粒分別是H3O+，CH3COO-和CH3C00H分子。

教師問題五：聯系圖3-1和3-2，說明氯化氫和醋酸的電離的區別。學生看圖后回答：HCl在水中全部電離，CH3C00H在水中只有部分電離。

教師問題六：根據圖中鹽酸與醋酸的電離程度，結合教材中的文字敘述，給強電解質和弱電解質下定義，并描述它們各自的特點。學生歸納總結，教師從旁指導，從而得出強弱電解質的定義。

最后，教師布置任務，要求學生將圖3-1和3-2所表示的內容改畫成柱狀圖，以此加深學生對強弱電解質的概念的認識。

通過對上面問題的分析和討論，學生初步認識了強弱電解質的概念，并在微觀層面認識了電解質電離的本質。這種建構是在學生自主參與的前提下層層內化的，并不是以往的接受式學習。在這種提問式教學中，教師的作用在于引導學生主動參與到學習中來。學生通過親身實踐，能夠喚起思維的主動性，不僅從問題中學到了學科知識，自學能力和探索精神也得到了鍛煉。

三、對插圖應用于教學的啟示

（一）插圖可以培養學生的問題意識

學生在看到教材中的插圖時，都有好奇的心理，比如說看到氯化鈉的電離示意圖時，就會思考氯化鈉是在水分子的作用下發生解離的，為什么寫出來的電離方程式中沒有出現水，水到底是怎么使氯化鈉解離的，像氯化鈉一樣，水也會對其他的物質產生相同的作用嗎，等等。這種一閃而過的非預設性的問題，可以引發學生深入探究的欲望，使學生在不知不覺中建構化學知識，提升問題意識，培養學科素養。

（二）插圖可以提高學生獲取信息的能力

教師應該重視引導學生閱讀教材中的插圖，圖片看多了，學生就會快速捕捉到圖片中的關鍵信息，并加深對圖片表達的信息的理解，比說筆者就曾遇到學生問氯化鈉電離的時候為什么周圍有六個水分子，這六個水分子是隨意畫上去的，還是有一定的科學依據。他們通過查閱資料了解到了離子水化數的影響因素和計算方法，并在教師的指導下做成了關于離子水化數的課題。學生通過研究提高了信息獲取的能力，同時培養了問題意識和探究能力。

（三）插圖可以提升學生的科學素養

不同的插圖，其教學功能不盡相同，有的插圖用于認識物質性質，這些插圖可以用來提高學生的自學能力。有的插圖用來輔助理解抽象知識，這部分插圖要求教師做好化學模型的建構與講解。有的插圖揭示了化學與生產生活、科技前沿及綠色化學相關的內容，教師應該組織學生多查閱，多調查，多展示，不要拘泥于課本上給出的圖片，在對這部分圖片進行教學時，要注意讓學生意識到化學能夠用來指導實際生活。教師要讓學生認識到化學和生活之間的緊密聯系，讓學生有自覺應用所學知識保護環境、服務環境的意識，為化學與環境的可持續發展盡自己的力量。圍繞這部分內容，教師要重點對學生進行情感態度價值觀的教育。還有一些反映化學原理示意與實驗類的圖片，這部分內容不僅能夠用來培養學生的觀察分析能力，往往還包含了大量的隱性知識，是開展探究性教學和培養學生創新能力的素材，教師要注意帶領學生深入挖掘其中所包含的信息，大膽假設猜想，通過探究驗證發現深層次的知識。對于科學家肖像類的圖片，教師除了要激發學生崇拜科學家和崇尚科學研究的情感外，還要深入整理科學家對某一知識的發現歷程，透過歷史的視角，讓學生知道和了解化學原理產生的過程，理解這些原理是怎樣被人類發現和證明的。在學生跟著前人認識化學現象和總結化學原理的過程中，教師要培養其觀察和認識化學現象的水平，增進學生的學習興趣。

教師要把教材中的插圖作為重要的備課資源，充分利用這些插圖培養學生大膽質疑、勇于探究的學科品質和學科素養。

四、結語

教材中的插圖應該充分引起教師和學生的重視，教師要充分用好插圖，挖掘插圖背后隱含的教學價值，切實探究插圖背后所反映的化學知識的起源、發展歷程和發展狀態，并通過實驗探究，讓學生在生成學科知識的同時，提升學科素養。

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作者簡介：代海濤（1981.7— ），男，漢族，甘肅武威人，中學一級教師，研究方向：中學化學課堂教學與學法研究。