文/吳秋月

引 言

化學(xué)知識和化學(xué)語言較為抽象，初中階段學(xué)生不容易理解。教師在教學(xué)中需要通過形象的表達(dá)方式，向?qū)W生講解邏輯思維過程。作圖是一種具體、直觀的表達(dá)方式，可以把抽象的知識具體化，讓思維可視化，是一種高效的教學(xué)方式，也是化學(xué)教學(xué)中不可或缺的教學(xué)方式[1]。筆者通過長期的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，對初中生而言，教師善用作圖來輔助教學(xué)，可以大大提高教學(xué)效率。

一、微觀示意圖

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，要“能以宏觀、微觀、符號相結(jié)合的方式認(rèn)識和表征化學(xué)變化”。在教學(xué)中，教師可以通過創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生從“宏觀—微觀—符號”三重視角來認(rèn)識物質(zhì)的組成和構(gòu)成，結(jié)合微觀示意圖，讓抽象的內(nèi)容變直觀，幫助學(xué)生從微觀角度理解相關(guān)概念，加深記憶，培養(yǎng)三重表征思維。

（一）幫助學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)的微觀構(gòu)成

對初中生來說，化學(xué)用語是一個學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，學(xué)生往往通過死記硬背來掌握化學(xué)用語。教師可以利用微觀示意圖，把抽象的化學(xué)用語變得更加直觀，讓學(xué)生更容易理解化學(xué)用語，降低學(xué)習(xí)難度。例如，在區(qū)別“2H”“H2”這兩種符號各表示什么微粒時(shí)，教師可以出示圖1，幫助學(xué)生形成正確的認(rèn)識。再如，在“H2O2中含有氫分子嗎？”這個問題中，學(xué)生單從符號表征來看，會認(rèn)為H2O2中含有H2，教師用語言解釋往往很難糾正學(xué)生錯誤的認(rèn)識。鑒于此，教師可以出示圖2，讓學(xué)生明白這兩個符號表示的意義。這樣，對于同類問題，比如“CO2中是否含有氧分子”（圖3），學(xué)生就能直觀理解。

圖1

圖2

圖3

（二）幫助學(xué)生理解基本概念

在認(rèn)識物質(zhì)微觀構(gòu)成的基礎(chǔ)上，微觀示意圖還可以幫助學(xué)生更好地理解一些基本概念，如物理變化和化學(xué)變化、質(zhì)量守恒定律、混合物和純凈物、單質(zhì)和化合物等。例如，圖4 表示水分解的微觀過程，圖5則表示水沸騰的微觀過程。通過兩圖展示及對比，學(xué)生容易看出以下幾點(diǎn)。

圖4 水分解微觀示意圖

圖5 水沸騰微觀示意圖

（1）在水分解的過程中，水分子發(fā)生了變化；在水沸騰的變化中，分子本身不變。故從微觀角度看，在物理變化的過程中，物質(zhì)的分子沒有變，如果分子發(fā)生改變，則說明發(fā)生了化學(xué)變化。（2）在水分解的過程中，水分子發(fā)生了變化，氫原子和氧原子沒有發(fā)生變化，而是重新組合成了其他分子。在化學(xué)變化中，原子是化學(xué)變化中的最小微粒?；瘜W(xué)變化的本質(zhì)是反應(yīng)物的分子分成原子，原子再重新組合成新的分子，原子種類和數(shù)目都沒有變化。因此，化學(xué)變化前后，物質(zhì)的總質(zhì)量守恒。（3）物質(zhì)的三態(tài)變化，本質(zhì)是微粒間的間隙改變了，微粒本身并沒有變化，所以三態(tài)變化是物理變化。

如圖6 所示，學(xué)生對混合物和純凈物、單質(zhì)和化合物等概念更容易理解。從微觀角度看，由兩種或兩種以上的分子組成的物質(zhì)是混合物，由一種分子組成的是純凈物。純凈物中，由同種元素組成的，即分子中只含有一種原子的，是單質(zhì)；由兩種或兩種以上的元素組成的，即分子中含有兩種或兩種以上原子的則是化合物。

圖6

通過上述微觀示意圖，學(xué)生可以從微觀的角度去理解物理變化和化學(xué)變化，認(rèn)識質(zhì)量守恒定律內(nèi)涵；對比認(rèn)識和理解混合物和純凈物、單質(zhì)和化合物等化學(xué)基本概念，從“宏—微—符”三重表征的角度認(rèn)識物質(zhì)及物質(zhì)的變化。在教學(xué)過程中，教師可以讓學(xué)生自己畫微觀示意圖。從學(xué)生繪制的圖中，容易看到學(xué)生對化學(xué)用語或概念的理解，這能讓學(xué)生的思維可視化，有利于教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生。

二、實(shí)驗(yàn)裝置圖

在教學(xué)中，教師可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置圖對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)，輔助探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維。

在常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法教學(xué)中，教師可以先通過畫實(shí)驗(yàn)裝置圖，展示裝置設(shè)計(jì)的思維過程。例如，在滬教版化學(xué)九年級（上冊）中，關(guān)于氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法，在“聯(lián)想與啟示”中出現(xiàn)這樣一段話：在常溫下，鋅能與稀鹽酸（或稀硫酸）發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣。氫氣的密度比空氣小，難溶于水。請?jiān)O(shè)計(jì)一個簡便的實(shí)驗(yàn)，用鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制取少量氫氣。教師可以一邊提出問題，一邊制作實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過一步步改進(jìn)裝置來引導(dǎo)學(xué)生解決問題，設(shè)計(jì)制取氫氣的裝置圖后，再根據(jù)設(shè)計(jì)好的裝置圖組裝儀器，進(jìn)行操作。（如圖7）

圖7

問題1：如老師演示所示，往試管里先加固體鋅粒，再加點(diǎn)稀鹽酸或稀硫酸，就可以看到氣泡產(chǎn)生。通過驗(yàn)證知道這氣泡是氫氣，我們怎么把試管里產(chǎn)生的氣體收集起來？

通過裝置圖，學(xué)生能夠明白，給試管加個單孔塞，就可以把氣體引出來，再連接導(dǎo)管，把氣體導(dǎo)到收集裝置，就可以把氣體收集起來。這就組成了一套實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的簡易裝置，方便制取少量氫氣，達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。

問題2：這個簡易裝置加酸不方便，可以怎么改進(jìn)？

要讓加酸液變得方便，可以把單孔塞改為雙孔塞，插上長頸漏斗就可以了。

問題3：改進(jìn)后的這個裝置加酸方便了，但是不能及時(shí)讓反應(yīng)停止，可以怎么改進(jìn)？

要想控制反應(yīng)的發(fā)生或停止，可以在長頸漏斗下端加個多孔的塑料隔板，把固體鋅粒放在上面。關(guān)閉導(dǎo)管上的活塞時(shí)，產(chǎn)生的氣體排不出去，試管內(nèi)氣壓增大，會把酸液向下壓回長頸漏斗，液面下降到隔板以下時(shí)，鋅與酸液不再接觸，反應(yīng)即停。反之，打開活塞，酸液回落到試管里，就又能夠與鋅反應(yīng)。

在這里，教師還可以繼續(xù)提出問題：如果要制取量多一點(diǎn)的氣體，裝置可以怎么改進(jìn)？學(xué)生想到，如果要制取量多一些的氣體，可以把圖中的試管換成容積較大的錐形瓶或廣口瓶。教師繼續(xù)提出問題：錐形瓶不適合加多孔塑料隔板，那還能控制反應(yīng)速度嗎？引導(dǎo)學(xué)生思考，可以把長頸漏斗換成分液漏斗，通過控制液體的滴加速度控制反應(yīng)的快慢，這樣就可以把試管換成錐形瓶來增大容量了。

教師在教學(xué)過程中借助裝置圖，引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行思考，展示裝置的設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)出符合需要的實(shí)驗(yàn)裝置，可以培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過畫裝置圖，展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)的改進(jìn)。

三、思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖又稱心智導(dǎo)圖，是一種表達(dá)發(fā)散性思維的有效圖形思維工具，是近年來應(yīng)用很廣泛的思維工具、管理工具、學(xué)習(xí)工具。將思維導(dǎo)圖引入初中化學(xué)教學(xué)中，使之成為教與學(xué)的一種策略，能為學(xué)生提供有效的思考框架，引導(dǎo)思維過程；還可以通過圖形和色彩激發(fā)學(xué)生的想象，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。筆者嘗試將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于初三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中，具體實(shí)施辦法如下。

（一）教師用思維導(dǎo)圖做教學(xué)設(shè)計(jì)

復(fù)習(xí)課不是簡單的重復(fù)，而是要讓學(xué)生“溫故而知新”。“炒冷飯”式的復(fù)習(xí)，往往讓學(xué)生覺得枯燥乏味。復(fù)習(xí)教學(xué)沒有固定的內(nèi)容，對教師有針對性設(shè)計(jì)課程的要求更高，如何進(jìn)行復(fù)習(xí)教學(xué)，在一定程度上體現(xiàn)了教師的教學(xué)能力和水平。《思維導(dǎo)圖教學(xué)法》一書中認(rèn)為，用思維導(dǎo)圖做復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，可以在作圖過程中更全面系統(tǒng)地分析復(fù)習(xí)內(nèi)容，構(gòu)建更好的可操作的復(fù)習(xí)流程，這樣的復(fù)習(xí)課串起來，能成為一個完整的復(fù)習(xí)系統(tǒng)[2]。初中化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容不多，教師可以把它們設(shè)計(jì)成若干個專題進(jìn)行復(fù)習(xí)，根據(jù)專題內(nèi)容繪制思維導(dǎo)圖，如“溶液”專題（如圖8）。

上述思維導(dǎo)圖建立了初中化學(xué)“溶液”專題的知識網(wǎng)絡(luò)，主要知識點(diǎn)一目了然，便于對照復(fù)習(xí)。圖8 是用手機(jī)App“幕布”所做，繪圖功底好的教師也可以手繪，再通過電子設(shè)備投屏展示。手繪思維導(dǎo)圖，可更方便地通過顏色、標(biāo)注等，標(biāo)出重難點(diǎn)或?qū)W生的易錯點(diǎn)。

圖8

（二）學(xué)生用思維導(dǎo)圖自主復(fù)習(xí)

在復(fù)習(xí)教學(xué)前，教師可布置學(xué)生繪制相關(guān)復(fù)習(xí)主題的思維導(dǎo)圖。學(xué)生必須對主題內(nèi)容進(jìn)行自主復(fù)習(xí)，并按照自己的理解，進(jìn)行概括性的整理，才能繪制出思維導(dǎo)圖。一樣的主題內(nèi)容，學(xué)生做出來的思維導(dǎo)圖可能不一樣，它是學(xué)生自主復(fù)習(xí)成果的展示。教師可以通過學(xué)生做的思維導(dǎo)圖，了解學(xué)生對該主題內(nèi)容的認(rèn)識，視情況進(jìn)行引導(dǎo)；或在課堂上展示學(xué)生的思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生之間相互交流，取長補(bǔ)短，完善自己的思維導(dǎo)圖。筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，思維導(dǎo)圖作業(yè)，比其他書面作業(yè)更受學(xué)生歡迎。用思維導(dǎo)圖梳理過復(fù)習(xí)內(nèi)容之后，學(xué)生能聚焦自己自主復(fù)習(xí)中遇到的問題，形成新的認(rèn)識，可以大大提高復(fù)習(xí)課的效率?？傊趶?fù)習(xí)課上應(yīng)用思維導(dǎo)圖,不僅可以讓學(xué)生快速建立和完善知識網(wǎng)絡(luò)，從整體上把握知識點(diǎn)，還能調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

結(jié) 語

綜上所述，作圖是初中化學(xué)學(xué)科必不可少的教學(xué)輔助形式。在初中化學(xué)教與學(xué)的過程中，教師結(jié)合圖形來表達(dá)，能夠降低學(xué)生理解難度，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。教師善用作圖，可以展示思維過程，讓隱性的思維外顯，提高教與學(xué)的效率。