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        巧用數(shù)形結(jié)合 優(yōu)化化學(xué)教學(xué)

        2020-04-01 03:40:04陳琦鵬
        數(shù)理化解題研究 2020年10期
        關(guān)鍵詞:結(jié)合法讀數(shù)數(shù)形

        陳琦鵬

        (福建省安溪銘選中學(xué) 362400)

        當(dāng)前高中化學(xué)課堂不僅要提高學(xué)生解題能力,還要培養(yǎng)有利于學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)和終生發(fā)展的學(xué)科素養(yǎng).化學(xué)教師教學(xué)時(shí)滲透數(shù)形結(jié)合法,培養(yǎng)學(xué)生讀圖、識(shí)圖能力,將數(shù)字與圖形結(jié)合起來,培養(yǎng)學(xué)生思維能力,進(jìn)而促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升.

        一、高中化學(xué)教學(xué)與數(shù)形結(jié)合法分析

        高中化學(xué)對(duì)于學(xué)生而言,知識(shí)點(diǎn)繁雜且抽象難理解,使得很多學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒.數(shù)形結(jié)合法,即利用直觀圖形將化學(xué)知識(shí)點(diǎn)表達(dá)出來,這樣更為方便學(xué)生記憶與理解.“數(shù)”和“形”之間相互轉(zhuǎn)化,彼此之間存在聯(lián)系,可以將復(fù)雜化學(xué)知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)為圖像,利用具體內(nèi)容體現(xiàn)抽象問題,實(shí)現(xiàn)提升教學(xué)質(zhì)量的目的.

        當(dāng)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(shí)際問題能力的考查.近幾年高考題在定量計(jì)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(cè)重了數(shù)形結(jié)合的考查.因此只有重視利用數(shù)形結(jié)合思維審視問題、分析問題,拓寬學(xué)生化學(xué)解題思路,提升化學(xué)解題質(zhì)量與效率,方能在高考中取得好成績.數(shù)形結(jié)合對(duì)于抽象、復(fù)雜的化學(xué)難題目的解決具有積極的作用.數(shù)形結(jié)合法的最大特點(diǎn)就是直觀與簡潔,同時(shí)還更為形象,符合高中生的思維特點(diǎn)與接受能力.與傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)方法相比,數(shù)形結(jié)合方法更能吸引學(xué)生注意力,快速、準(zhǔn)確解決化學(xué)問題,培養(yǎng)與提升學(xué)生化學(xué)思維,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目的.

        二、高中化學(xué)教學(xué)中數(shù)形結(jié)合法的應(yīng)用

        1.提高解題效率,提升學(xué)科素養(yǎng)

        “圖形”中的問題可以利用“數(shù)學(xué)”精確分析,將其轉(zhuǎn)變?yōu)榍逦臄?shù)量關(guān)系;“圖形”明確問題實(shí)質(zhì),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(biāo),搞清楚是酸加入堿中,還是堿加入酸中;其次看起點(diǎn),起點(diǎn)可以看出酸性或堿性的強(qiáng)弱;再次找滴定終點(diǎn)和pH=7的中性點(diǎn),判斷滴定終點(diǎn)的溶液酸堿性,然后確定中性點(diǎn)pH=7的位置;最后分析其他的特殊點(diǎn),如滴定一半點(diǎn),過量一半點(diǎn)等,分析酸、堿過量曲線情況.

        2.運(yùn)用數(shù)形結(jié)合輔助概念教學(xué)

        在高中化學(xué)教學(xué)中,化學(xué)概念是比較重要的知識(shí)點(diǎn),如溶解度、焓變、化學(xué)平衡、電離平衡、水的離子積、酸堿中和滴定等.概念教學(xué)抽象、難理解,教師在實(shí)際教學(xué)過程中,也經(jīng)常會(huì)引入數(shù)形結(jié)合的思想來引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握化學(xué)概念.如此,在圖形的幫助下,學(xué)生對(duì)于化學(xué)概念有一個(gè)更加直觀的了解和感受,從而掌握化學(xué)概念.

        以“化學(xué)平衡”教學(xué)為例,學(xué)生在以前學(xué)習(xí)過程中尚未涉及到與之相關(guān)內(nèi)容,所以對(duì)這些抽象內(nèi)容理解起來比較困難.因此,很多教師在教學(xué)過程中都會(huì)采用v-t圖像的方式幫助學(xué)生對(duì)平衡狀態(tài)進(jìn)行理解,其中v是縱坐標(biāo),代表反應(yīng)速率,而t是橫坐標(biāo),代表反應(yīng)時(shí)間,以此幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)題目的深刻理解,更好的掌握數(shù)和圖之間的直觀聯(lián)系,同時(shí)在圖形的直觀幫助下,學(xué)生能對(duì)化學(xué)反應(yīng)的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行直觀分析,搞清正逆反應(yīng)和化學(xué)平衡之間的聯(lián)系與條件.例如,化學(xué)反應(yīng)

        中,經(jīng)過一段時(shí)間,其正反應(yīng)速率會(huì)不斷降低,而逆反應(yīng)的速率卻在不斷增大,當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí),整個(gè)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài).而很多學(xué)生會(huì)認(rèn)為當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡之后,所有的反應(yīng)都將會(huì)停止,不在進(jìn)行.這種思路是錯(cuò)誤的,在圖形的幫助下,可以直觀了解到,再達(dá)到平衡時(shí),化學(xué)反應(yīng)仍在進(jìn)行,只是正逆化學(xué)反應(yīng)的速率達(dá)到相等狀態(tài),物質(zhì)的量不在發(fā)生改變.

        3.培養(yǎng)圖像與數(shù)字轉(zhuǎn)換能力

        在高中化學(xué)解題過程中引入數(shù)形結(jié)合法,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生將題目中的數(shù)量關(guān)系與相關(guān)化學(xué)內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系,同時(shí)輔以圖形幫助,幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)化學(xué)內(nèi)容及原理實(shí)現(xiàn)清晰理解和靈活運(yùn)用.通過將數(shù)字、圖形和相關(guān)化學(xué)內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系,幫助學(xué)生提高自身推理能力和邏輯思維能力,達(dá)到“以數(shù)解形”、“以形助數(shù)”的效果.不僅化抽象為形象,同時(shí)該解題法結(jié)合了圖形的形象性和數(shù)字的精確性,達(dá)到化繁為簡的目的,幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行理解和掌握.以容量瓶讀數(shù)誤差為例進(jìn)行分析:當(dāng)以仰視姿態(tài)讀數(shù)時(shí),液面超過實(shí)際高度,導(dǎo)致讀出的溶液實(shí)際體積偏大,所配置出的溶液濃度降低;當(dāng)以俯視姿態(tài)讀數(shù)時(shí),液面低于實(shí)際高度,導(dǎo)致讀出的溶液實(shí)際體積偏小,所配置出的溶液濃度增大.而學(xué)生容量瓶讀數(shù)錯(cuò)誤主要是因?yàn)樽x數(shù)時(shí)視線位置不同而導(dǎo)致的,所以學(xué)生在誤差分析時(shí)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)亂.因此教師在對(duì)學(xué)生糾錯(cuò)時(shí),可以利用繪制圖形的方式幫助學(xué)生直觀分析,同時(shí)認(rèn)識(shí)到誤差產(chǎn)生的原因,進(jìn)而在以后讀數(shù)時(shí)進(jìn)行改正.

        圖1

        (1)右圖,當(dāng)以俯視姿態(tài)讀數(shù)時(shí),液面低于實(shí)際高度,導(dǎo)致讀出的溶液實(shí)際體積偏小,所配置出的溶液濃度增大;(2)左圖,當(dāng)以仰視姿態(tài)讀數(shù)時(shí),液面超過實(shí)際高度,導(dǎo)致讀出的溶液實(shí)際體積偏大,所配置出的溶液濃度降低;在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生經(jīng)常會(huì)在定容時(shí)對(duì)俯視與仰視而產(chǎn)生的誤差分析錯(cuò)誤,為了幫助學(xué)生加深記憶,很多教師就總結(jié)出“仰大俯小”這一讀數(shù)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(xué)生解決這一問題,就應(yīng)借助數(shù)形結(jié)合,幫助學(xué)生理清液面、視線以及刻度線三者之間的相互關(guān)系,幫助學(xué)生清晰認(rèn)識(shí)道自己錯(cuò)誤的原因,從而在以后讀數(shù)時(shí)才能避免再次出錯(cuò).

        綜上所述,高中化學(xué)教學(xué)中巧用數(shù)形結(jié)合法,將圖形與數(shù)字聯(lián)系起來,幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握題干中的數(shù)量關(guān)系,夯實(shí)后續(xù)分析環(huán)節(jié),提升后續(xù)求解過程.教師培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合法時(shí),要選擇合適的切入點(diǎn),打破常規(guī)教學(xué)模式的限制,提升化學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量,提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).

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