關于高中化學圖表信息提取能力培養的研究

馬 佳 孔興蕊

（1.河北省石家莊市第二十八中學，河北石家莊 050000）

（2.河北省石家莊市新華區教育局，河北石家莊 050000）

在“新高考理念”的指導下，高考命題理念從知識立意、能力立意向素養立意轉變，更加關注學生運用學科知識解決真實情境下實際問題的能力。高中化學圖表題是指通過圖形、圖像、圖表等形式呈現試題信息及問題情境的一類試題。每種圖像都充分體現了學科特色，試題信息外顯或內隱于圖像中。近幾年高考試題中，圖表在客觀或主觀題出現頻率高，讓人感到耳目一新之余，也令考生驚慌失措，尤其是針對主觀題往往讓考生無從下手，得分率極低。因此，研究高考化學圖表信息題以及在教學中培養學生提取圖表信息能力，是高中化學教師需要探討一個的課題。

一、高中化學圖表信息提取的意義

（一）符合高考評價體系的要求

《中國高考評價體系》的內容包括“一核四層四翼”，其中“四層”為考查內容，包括“核心價值、學科素養、關鍵能力、必備知識”，其中在關鍵能力中明確要求學生具備符號理解能力、信息整理能力、數據處理能力、演繹推理能力等。

（二）提升學生的核心素養水平

《普通高中化學課程標準（2017 版）》中提出了化學學科五大核心素養，對高中生的能力提出了新的要求。其中多次提到“圖表”“圖示”等字眼，通過“圖表”“圖示”能夠客觀、精確地反映物質的本質與數量關系，以簡潔、高效的方式表現化學概念和規律，加深學生對化學知識的理解。

（三）提高學生的學科必備能力

高中化學圖表加工理論認為，學生學習或是解答圖表題都是一個信息加工的過程，這包括圖表中獲取信息并與學生已有知識加以匹配、聯系和整合，以尋求理解或答案的過程。它包括輸入、編碼、加工、再提取、使用等過程。教師應根據圖表加工理論圍繞學生的不同圖表加工能力來開展教學，以此提高學生的核心素養。因此，通過對歷年高考化學試卷中圖表信息題的命題特點進行研究，針對學生現狀，在課堂中高效培養學生的圖表信息的提取能力。

二、高中化學圖表題的特征

高中化學圖表題是指以能夠體現化學學科特色的圖像為載體來呈現試題信息或問題情境的一類特殊形式的試題。化學圖表題的共同特點是全面深入地考查知識、新穎活潑的材料、隱蔽委婉地提供信息、廣泛多變的出題角度、綜合全面的能力要求。

（一）種類多

高考化學圖表信息題（特別是圖類信息題）的數量呈逐年增多的趨勢，其中，轉化關系圖、工藝流程圖和信息記錄表屬于當前較多使用的3 類圖形和表類，而實驗裝置圖的使用量和數據曲線圖呈遞減趨勢，理解示意圖、物質結構圖和實物樣品圖是在新課標改革之后出現的較為新穎的3 類圖形。

（二）綜合度高

近幾年大多省份高考化學中，圖表信息題越來越綜合化：一道圖表信息題采用多種表類或圖形考查學生的知識素養與能力素養，而且還憑借多種圖表交叉重疊的方式考查學生的綜合素養。

三、學生讀取圖表信息存在的問題

（一）學生的觀察能力有限

觀察化學圖表不知道從何處下手，不能全面理解圖像信息，導致獲取的信息不充分。或者粗心大意，遺漏信息，不注意圖中“不起眼”的關鍵的信息內容，例如單位、小數位等。主要是由于學生課上課下練習的比較少，對知識的整理總結不太到位，學生沒有完全掌握圖像分析的技巧。

（二）學生讀圖時不明確圖表內涵

學生分析橫縱坐標代表的物理意義、特殊點和曲線的變化趨勢有困難，讀圖時對拐點、終點、起點、交點的含義理解不清。學生讀圖時挖掘圖像隱含信息能力薄弱，不能透析點與點的變化趨勢，無法和化學方程式、題目中給出的條件建立聯系。

（三）學生析圖時不能分析曲線的因果關系

學生無法更好地將圖表內容與相關知識建立聯系，不能快速精準地獲取、運用新信息或者及時提取腦中儲備的已有信息，致使解題時思維不通暢。主要原因是學生對基礎知識掌握得不牢固，平時的訓練題量不多，知識的綜合運用能力較差。

（四）學生答圖時沒有系統的答題思路，隨意性強

學生用圖時不能用建立起來的聯系來揭示問題的實質，解決實際問題。學生對于圖表識別的練習不夠，缺乏圖表信息提煉的方式方法。文字表達能力差，文字不精練簡潔，用詞不嚴謹、不規范、不科學。

四、高中化學圖表信息提取能力的教學策略

（一）重視主干脈絡，掌握化學基礎知識

布魯納曾說過，學生學習知識不是被動地接受，而是積極主動地探究知識。在教學活動中，教師在灌輸知識的同時，也要重視學生自主學習的過程，通過自己學習探究過程中所掌握的知識非常牢固。在講授基本知識后，教師要讓學生學會總結知識點，區分主干知識，構建化學知識體系，使學科知識的結構真正轉化為學生自己的認知結構，這樣才能靈活地運用知識，解決問題。

能力輸出的基礎是知識輸入，知識是能力的載體，也可以體現出學生能力大小。為達到在考試審題時能夠準確理解試題中的化學信息，就需要學生有牢固的化學基礎知識，能快速、準確地分析出哪個是有效信息，哪個是干擾信息，思考這些基本知識應該如何運用到題目中等。

例如，在必修二化學可持續發展的第一節《自然資源的開發利用》一課中，通過課本106 頁5.6 題的講解，逐步引導學生框圖題的分析方式。首先要關注細節，注意題目的每一個字眼，根據題意問什么推什么，不需要將每一種物質都推出。然后，要帶著問題去思考某一步或某一種物質，精心研究設問，注意前后的問題是否有連帶效應，果斷放棄做不出來的問題。最后，作答時用學科語言規范表達出所提問題，不能答非所問。教師在教學過程中和學生一起探討出工藝流程圖，究其根本考查的就是元素的知識、物質的轉化、物質的分離與提純、化學反應原理等。想要很好地解答工藝流程圖題的思路，首先必須有扎實的元素知識和反應原理知識。做題時先粗讀試題，掌握工藝流程圖制備的目的，理解流程圖的含義。如果圖中出現超綱知識，還要關注流程圖以外的信息內容，如表格信息、后續設問中的提示性信息、文字描述，以便在解題中隨時聯系和調用。

（二）以教材知識圖像為解題原型，增強探索能力

大多數實驗裝置圖或者流程圖取材于教材，有的在原有圖像基礎上進行修改，形成了新的試題。由于很多實驗裝置或者流程圖分布在不同章節，在化學學科教與學的過程中，一方面要深入理解和掌握每一個知識模塊，由點及面，由局部到整體，整合知識，形成模塊化的思維；另一方面也不能忽略對教材圖像信息的深入挖掘，以教材為核心，要培養學生對教材圖像信息的理解與探究能力，增強學生解決實際問題的能力。

為了培養和提高化學信息能力，教師與學生在平時的教與學中有重點、有目的地精選課上的實驗裝置或者流程圖，細化教與學的每個環節，有針對性地強化訓練，形成對化學圖像類型題的綜合分析能力。

例如，在選擇性必修3 第三章第五節《有機合成》的講授中，以資料卡片裝置為原型，精選歷年的高考真題，構建制備高考試題有機制備實驗的解題思維模型，進而提煉總結高考實驗題的思路和理念。高中化學必修一中的第二章、第三章進行大單元理念備考課程的設計，學會項目式教學，分為實驗的基本操作，物質的檢驗、分離與提純，將帶領學生走出題海，將同類型題目中的考點進行提煉整合，融入到課堂中，講深講透幾個好題，以提升學生的素養和能力，使得學生在嶄新的情境中才能更好地適應。

（三）注重引導，掌握解圖技巧

數據曲線圖能夠幫助研究者分析實驗數據，得出實驗結論，它是在處理化學數據時常用的一種圖形，可以分為溶解度- 溫度關系圖、電導率- 溶液體積關系圖、物質的量- 溶液體積關系圖、溶液pH- 溶液體積關系圖、物質能量- 反應過程圖像、速率- 時間圖像、濃度- 時間圖像、含量- 時間- 溫度圖像等類型。要想在教學中突破數據曲線題，必須引導學生分類訓練、總結每類數據曲線圖的解題步驟和解題技巧。引導學生通過對圖形結構的觀察，提高觀察能力，通過對曲線走勢的理解，提高分析能力。讀圖析圖時要注意概念的講授，以把握基礎知識為前提，進行讀圖析圖行為的習慣的培養。

例如，在高二化學選擇性必修1 第三章《水溶液中的離子反應與平衡》教學時，第一，分析平衡曲線特點：1.倒數對數坐標，直線曲線常見；2.多個離子反應，多種物質糾纏；3.電離水解溶解，多重平衡交叉；4.考查內容較多，比較守恒計算。第二，對數坐標題引導學生做法如下：1.看清題意，抓住重點：在解決問題之前，先明確題目要求，了解需要解決的問題，聯系相關知識；2.看懂圖像，理解坐標：仔細研究圖像，重點了解坐標的含義，特別是分析隨著橫坐標的變化，縱坐標如何變化，為什么這樣變化。同時，需要抓住圖像的拐點、交叉點和特殊點對應的坐標點，進行分析，充分挖掘圖像背后的隱含信息；3.分析選項，在理解題意，看懂圖像之后，逐項分析，解決問題，正確作答。第三，總結對數坐標題的方法：分析坐標看走勢，理清關系得數據，理解過程比大小，重點分析溶液中呈中性的點、恰好反應的點、反應一半的點，溶液成分和離子濃度大小關系。有些題目中，涉及離子濃度或分布系數，可以找出特殊點，通過簡單計算，確定弱電解質的電離常數。

數據分析曲線種類繁多，學生均可以按照以下步驟進行分析，使得學生通過遷移練習，掌握解圖技巧，得出解題步驟。具體來說，可以概括為“一明標”“二析點”“三識線”三個步驟。第一，明確橫縱坐標的含義；第二，在此基礎上重點分析圖像的起點、終點、拐點，它們代表一個反應階段的結束或條件的改變；第三，正確理解水平段居多的直線、有上升、下降、平緩、轉折變化的曲線。針對有轉折變化的曲線，要分段分析，每一段可能代表不同的反應，因此要找出各段曲線的變化趨勢，思考變化的意義。

（四）規范解題思路，培養圖表表達能力

對于信息量較少的圖表題而言，獲取隱性信息是在有限信息下解題的關鍵。針對這種題目，在實際教學中，教師可以采取問題引導的形式，讓學生自主思考，挖掘題目中的信息。審清題意，巧掘隱性信息，準確表達題意。教師也要指導學生高效獲取關鍵內容，規范解題思維。

例如，在高二化學選擇性必修一第四章第一節《原電池》教學中通過問題引導的方式，將題目改編成填空題，讓學生深入的了解原理。最終形成規律如下：1.確定原電池的原理反應；2.根據原理反應確定出電池的負極、正極；3.確定出電子(電流)的方向和電極上的電極反應。4.得出結論:電極質量的變化，氣體的逸出，溶液中離子濃度的變化、離子向某電極移動等。在高二化學選擇性必修一第四章化學反應與電能第二節電解池教學中：1.確定電解池的陰極、陽極；2.判斷溶液中離子在兩電極上的放電順序；3.得出結論：電極質量的變化、氣體的逸出、沉淀的生成、溶液pH的變化、離子向某電極移動等。教師對現在高考全國卷及各省市地方卷進行研究，分析電化學在Ⅱ卷的設問主要集中在電化學計算或者用電極反應式等作答。通過上述教學過程的問題引導，讓學生們突破難點，準確作答。

五、結語

化學圖表信息題具有取材廣泛、形式簡單、信息隱蔽、體現科學研究過程、難度較大等特點，對學生思維能力、化學素養和綜合素質要求較高。在教學中，通過將圖表信息題進行分類，培養學生運用引導、變式練習，深挖教材，建立模型，重視主干知識等策略，幫助學生識別圖表、從中提取信息，學會用圖表來描述問題，從而提高學生解決圖表信息問題的能力，整體提升學生化學學科核心素養。