文/吳秋月

引 言

化學(xué)知識(shí)和化學(xué)語(yǔ)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(guò)形象的表達(dá)方式，向?qū)W生講解邏輯思維過(guò)程。作圖是一種具體、直觀的表達(dá)方式，可以把抽象的知識(shí)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(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，對(duì)初中生而言，教師善用作圖來(lái)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(hào)相結(jié)合的方式認(rèn)識(shí)和表征化學(xué)變化”。在教學(xué)中，教師可以通過(guò)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(hào)”三重視角來(lái)認(rèn)識(shí)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(shí)物質(zhì)的微觀構(gòu)成

對(duì)初中生來(lái)說(shuō)，化學(xué)用語(yǔ)是一個(gè)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，學(xué)生往往通過(guò)死記硬背來(lái)掌握化學(xué)用語(yǔ)。教師可以利用微觀示意圖，把抽象的化學(xué)用語(yǔ)變得更加直觀，讓學(xué)生更容易理解化學(xué)用語(yǔ)，降低學(xué)習(xí)難度。例如，在區(qū)別“2H”“H2”這兩種符號(hào)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(shí)。再如，在“H2O2中含有氫分子嗎？”這個(gè)問(wèn)題中，學(xué)生單從符號(hào)表征來(lái)看，會(huì)認(rèn)為H2O2中含有H2，教師用語(yǔ)言解釋往往很難糾正學(xué)生錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。鑒于此，教師可以出示圖2，讓學(xué)生明白這兩個(gè)符號(hào)表示的意義。這樣，對(duì)于同類問(wèn)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(shí)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(guò)程，圖5則表示水沸騰的微觀過(guò)程。通過(guò)兩圖展示及對(duì)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(guò)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(guò)程中，物質(zhì)的分子沒(méi)有變，如果分子發(fā)生改變，則說(shuō)明發(fā)生了化學(xué)變化。（2）在水分解的過(guò)程中，水分子發(fā)生了變化，氫原子和氧原子沒(méi)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(méi)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(méi)有變化，所以三態(tài)變化是物理變化。

如圖6 所示，學(xué)生對(duì)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(guò)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(shí)質(zhì)量守恒定律內(nèi)涵；對(duì)比認(rèn)識(shí)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(shí)物質(zhì)及物質(zhì)的變化。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以讓學(xué)生自己畫(huà)微觀示意圖。從學(xué)生繪制的圖中，容易看到學(xué)生對(duì)化學(xué)用語(yǔ)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(duì)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(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法教學(xué)中，教師可以先通過(guò)畫(huà)實(shí)驗(yàn)裝置圖，展示裝置設(shè)計(jì)的思維過(guò)程。例如，在滬教版化學(xué)九年級(jí)（上冊(cè)）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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)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(wèn)題，一邊制作實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過(guò)一步步改進(jìn)裝置來(lái)引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)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(wèn)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(guò)驗(yàn)證知道這氣泡是氫氣，我們?cè)趺窗言嚬芾锂a(chǎn)生的氣體收集起來(lái)？

通過(guò)裝置圖，學(xué)生能夠明白，給試管加個(gè)單孔塞，就可以把氣體引出來(lái)，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(lái)。這就組成了一套實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的簡(jiǎn)易裝置，方便制取少量氫氣，達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。

問(wèn)題2：這個(gè)簡(jiǎn)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(zhǎng)頸漏斗就可以了。

問(wèn)題3：改進(jìn)后的這個(gè)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(zhǎng)頸漏斗下端加個(gè)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(huì)把酸液向下壓回長(zhǎng)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(kāi)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(wèn)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(wèn)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(zhǎng)頸漏斗換成分液漏斗，通過(guò)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(lái)增大容量了。

教師在教學(xué)過(guò)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(guò)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(guò)畫(huà)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(lái)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(guò)程；還可以通過(guò)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(jiǎn)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(jué)得枯燥乏味。復(fù)習(xí)教學(xué)沒(méi)有固定的內(nèi)容，對(duì)教師有針對(duì)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?！端季S導(dǎo)圖教學(xué)法》一書(shū)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(guò)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(lái)，能成為一個(gè)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?cè)O(shè)計(jì)成若干個(gè)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(shí)網(wǎng)絡(luò)，主要知識(shí)點(diǎn)一目了然，便于對(duì)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(guò)電子設(shè)備投屏展示。手繪思維導(dǎo)圖，可更方便地通過(guò)顏色、標(biāo)注等，標(biāo)出重難點(diǎn)或?qū)W生的易錯(cuò)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(duì)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(lái)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(guò)學(xué)生做的思維導(dǎo)圖，了解學(xué)生對(duì)該主題內(nèi)容的認(rèn)識(shí)，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(zhǎng)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(shū)面作業(yè)更受學(xué)生歡迎。用思維導(dǎo)圖梳理過(guò)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(wèn)題，形成新的認(rèn)識(shí)，可以大大提高復(fù)習(xí)課的效率。總之，在復(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(shí)網(wǎng)絡(luò)，從整體上把握知識(shí)點(diǎn)，還能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

結(jié) 語(yǔ)

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(guò)程中，教師結(jié)合圖形來(lái)表達(dá)，能夠降低學(xué)生理解難度，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。教師善用作圖，可以展示思維過(guò)程，讓隱性的思維外顯，提高教與學(xué)的效率。