隨著學(xué)習(xí)的深入,學(xué)習(xí)的內(nèi)容和難度都在逐漸增大,學(xué)生往往會(huì)遇到兩個(gè)主要問(wèn)題:一是記不住的內(nèi)容越來(lái)越多;二是記住了大量的事實(shí)與公式,卻不能靈活運(yùn)用,出現(xiàn)“一聽(tīng)就懂,一看能做,一做就錯(cuò)”的尷尬現(xiàn)象。究其原因,主要還是沒(méi)有完全掌握化學(xué)的學(xué)習(xí)方法,沒(méi)有建立系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),不能靈活存取大腦中的知識(shí)。所以,在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí),教師的首要任務(wù)是幫助和引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)到的化學(xué)知識(shí)加以歸納整理,把知識(shí)點(diǎn)構(gòu)建成系統(tǒng)的知識(shí)模塊,以簡(jiǎn)潔明了、通俗易懂的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前。圖式表征作為一種重要的科學(xué)方法和學(xué)習(xí)工具,可以幫助學(xué)生理解和掌握一些抽象的概念和理論,對(duì)于提高學(xué)生的理解水平、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力等有很大幫助。筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐,介紹幾種常見(jiàn)的化學(xué)知識(shí)的圖式表征方式。
一、構(gòu)建示意圖,將化學(xué)知識(shí)化繁為簡(jiǎn)
化學(xué)示意圖是把用文字?jǐn)⑹龅幕瘜W(xué)內(nèi)容用簡(jiǎn)要的符號(hào)、文字、圖形或圖像等形式加以表現(xiàn),用以說(shuō)明知識(shí)結(jié)構(gòu)和內(nèi)涵,揭示化學(xué)變化規(guī)律的一種直觀方法,具有可視化的特點(diǎn),如原子結(jié)構(gòu)示意圖、原電池示意圖等。它的使用是從人的生理、心理特點(diǎn)出發(fā),既充分發(fā)揮兩個(gè)大腦半球在思維中的優(yōu)勢(shì),又極力強(qiáng)調(diào)視聽(tīng)感官在教學(xué)過(guò)程中的積極作用。可以變課堂的單向傳遞為多向傳遞,變學(xué)生被動(dòng)的“接受式”學(xué)習(xí)為主動(dòng)的“發(fā)現(xiàn)式”學(xué)習(xí)[1]。如在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類(lèi)型的關(guān)系”的時(shí)候,多數(shù)學(xué)生只能靠機(jī)械的死記硬背,一到考試就容易出錯(cuò)。為了加深學(xué)生的記憶和印象,筆者勾勒出了一副關(guān)系示意圖,如圖1,板書(shū)一出來(lái),就深深吸引了學(xué)生,不僅僅是因?yàn)榭蓯?ài)的造型,關(guān)鍵是學(xué)生能理解含義,同時(shí)也掌握了相關(guān)知識(shí)。
在實(shí)際教學(xué)中,教師要根據(jù)學(xué)生的問(wèn)題和教學(xué)需要?jiǎng)?chuàng)造性地畫(huà)出合適的示意圖。這種示意圖是化學(xué)教師對(duì)知識(shí)的總結(jié)提升,是化學(xué)教師思維的“火花”,它的使用,是一種藝術(shù),一種境界,一種科學(xué)的精神。
二、構(gòu)建曲線圖,把握化學(xué)規(guī)律的發(fā)展趨勢(shì)
曲線圖是數(shù)學(xué)模型的一種,是用曲線表現(xiàn)數(shù)字資料的統(tǒng)計(jì)圖。在高中化學(xué)中有很多關(guān)于性質(zhì)的遞變規(guī)律的知識(shí),如能巧妙利用好曲線圖,就能使復(fù)雜的化學(xué)知識(shí)化繁為簡(jiǎn),不僅深化了學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解,培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力,而且有利于培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象揭示本質(zhì)的洞察力和嚴(yán)密的思維品質(zhì)。如為了更直觀地說(shuō)明1~36號(hào)元素的第一電離能的遞變規(guī)律,采用如圖2所示的曲線圖,簡(jiǎn)潔明了地表示出前四周期元素的第一電離能的遞變規(guī)律。
《考試說(shuō)明》中強(qiáng)調(diào):“將分析解決問(wèn)題的過(guò)程和成果,用正確的化學(xué)術(shù)語(yǔ)及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá),并作出解釋?!睂?shí)際上在近三年的浙江高考理綜試卷中,都出現(xiàn)了關(guān)于讀曲線圖能力的考察。例如,2009年27題要求考生畫(huà)出三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線圖;2010年26題提供了在25℃的條件下,2.0×10-3mol/L氫氟酸水溶液中,調(diào)節(jié)溶液pH,得到c(HF)、c(F-)與溶液pH的變化曲線圖,要求考生作答;2011年27題提供了三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液的水解反應(yīng)速率,得到c(NH2COO-)隨時(shí)間變化的曲線圖,要求考生作答。由此可見(jiàn),曲線圖能夠清楚直觀地表示出兩個(gè)量之間的數(shù)量關(guān)系或變化關(guān)系,顯示研究對(duì)象發(fā)展變化的規(guī)律性和特殊性。借助曲線圖表征,可以將定性和定量的分析巧妙地聯(lián)系起來(lái),是高考試題中常見(jiàn)的考察考生讀圖能力的題型,這一點(diǎn)不得不引起我們的重視。
三、構(gòu)建環(huán)狀圖,貫通知識(shí)的因果聯(lián)系
環(huán)狀圖的特點(diǎn)是其所建立的相關(guān)知識(shí)鏈?zhǔn)侥P褪孜蚕噙B、形成環(huán)狀,用于表達(dá)化學(xué)知識(shí)的因果關(guān)系效果比較好。比如在復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)、元素位置和元素性質(zhì)三者關(guān)系,即所謂的“位、構(gòu)、性”三者之間的相互關(guān)系時(shí),我們可以用環(huán)狀圖來(lái)清晰地表達(dá)出來(lái),如圖3,我們可以看出三者之間的關(guān)系是:元素原子的核外電子排布決定元素在周期表中的位置,也決定了元素的性質(zhì);元素在周期表中的位置,以及元素的性質(zhì),可以反映出原子的核外電子排布。
孔子曰:“學(xué)而不思則罔,思而不學(xué)則殆?!睂W(xué)習(xí)過(guò)程中要積極開(kāi)展思維活動(dòng),只有這樣,才會(huì)有收獲。在進(jìn)行章節(jié)知識(shí)復(fù)習(xí)的過(guò)程中,可以嘗試讓學(xué)生將整節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),然后畫(huà)出這些直觀的、立體的、可視的環(huán)狀圖,將“看不見(jiàn),摸不著”的抽象且內(nèi)在的東西,形象地展示出來(lái),幫助學(xué)生“厚書(shū)讀薄”,或者幫助學(xué)生把“薄書(shū)讀厚”,從而把握知識(shí)的內(nèi)在邏輯,培養(yǎng)學(xué)生的分析和綜合能力。顯然,它們會(huì)讓課堂和講解更出自自發(fā)行為、更有創(chuàng)造性、更令人喜悅,學(xué)生和教師都是如此[2]。
四、構(gòu)建放射性圖,建立知識(shí)的縱橫聯(lián)系
放射性圖的特點(diǎn)是確立一個(gè)核心事件,搜索與之相關(guān)的事件,建立起化學(xué)知識(shí)之間的縱橫聯(lián)系,使化學(xué)知識(shí)的構(gòu)建呈放射狀、網(wǎng)絡(luò)狀。蘇教版化學(xué)2專(zhuān)題1《微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性》的內(nèi)容可歸納為如圖4所示的關(guān)系,它反映了晶體結(jié)構(gòu)、原子形成分子或晶體的形式、元素多樣性、微粒及微粒間作用力多樣性等各部分之間的整體性相互聯(lián)系以及這些知識(shí)之間深刻的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系。
只有將新知識(shí)同化到學(xué)生已有的概念框架中,有意義學(xué)習(xí)才會(huì)發(fā)生,教學(xué)就是要采取有效方法促進(jìn)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生[3]。學(xué)生要構(gòu)建起放射性圖式,就必須熟悉相關(guān)內(nèi)容,從而將彼此孤立、割裂、猶如一盤(pán)散沙的相關(guān)化學(xué)知識(shí),串在一起,形成一個(gè)知識(shí)體系,既梳理、鞏固、深化了知識(shí),又鍛煉了發(fā)散性思維和聯(lián)想能力。
教師借助放射性圖不僅使整個(gè)教學(xué)過(guò)程和流程設(shè)計(jì)更加的系統(tǒng)和科學(xué)有效,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)所教內(nèi)容的整體把握,而且還可以根據(jù)教學(xué)過(guò)程和實(shí)際情況的需要做出具體的合理的調(diào)整。哪些知識(shí)點(diǎn)該詳細(xì)講解分析、哪些知識(shí)點(diǎn)可以點(diǎn)到即止、哪些知識(shí)點(diǎn)需要適當(dāng)有效的重復(fù),這些都可以通過(guò)一幅放射性圖反映出來(lái)。這樣利于把握重點(diǎn)和難點(diǎn),易于掌控整個(gè)教學(xué)流程,便于引導(dǎo)學(xué)生思考、消化與吸收,切實(shí)把握學(xué)生的動(dòng)態(tài),使整個(gè)教學(xué)更加有序和流暢。
總之,圖式表征是一種重要的科學(xué)方法和學(xué)習(xí)工具。它作為學(xué)的策略,能促進(jìn)學(xué)生合作學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性學(xué)習(xí),最終促使學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建,學(xué)會(huì)學(xué)習(xí);作為教的策略,能有效地改變學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),幫助學(xué)生建立結(jié)構(gòu)化的知識(shí),切實(shí)提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 姜宏飛.示意圖在高中化學(xué)教學(xué)中的妙用.廣東教育,2011(1).
[2] [英]東尼·博贊,巴利·博贊.思維導(dǎo)圖.葉剛譯.北京:中信出版社,2009.
[3] 王春.概念圖在化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2007(6).
(責(zé)任編輯 郭振玲)