運用化學“插圖” 引導學生探究

在新課程標準指導下編寫的各種高中化學教材中，特別注重用插圖來表述化學原理、化學現(xiàn)象、化學變化過程、物質(zhì)的制取及最新的科技成果。這些插圖凝聚著教材編寫人員的智慧，蘊藏著豐富的化學知識，插圖不僅讓課本變得豐富多彩，而且每幅插圖中所包含的化學知識也是文字表述難以比擬的。

在教學中，如果能夠仔細揣摩和理解編者的意圖，充分利用這些插圖，選準切入點，引導學生自己去發(fā)現(xiàn)插圖所傳遞的化學知識信息，去探究插圖中所隱含的化學問題，必將達到意想不到的學習效果。下面以魯科版教材中的部分插圖為例，分析如何在教學過程中利用插圖來引導學生進行發(fā)現(xiàn)學習、問題探究及培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

一、利用微觀類插圖設計問題進行探究

在魯科版《化學反應原理》中，編者利用直觀化的插圖表述了下列知識：物質(zhì)的溶解過程、原子轉化為離子的過程、原電池原理、弱電解質(zhì)電離等。將微觀抽象的知識用圖形直觀化，更有利于學生的理解與接受。

如原電池示意圖，在教學中可引導學生觀察插圖中的細節(jié)，并思考下列問題：1.電子從哪里來，到哪里去？為什么？2.在鋅片和銅片表面分別發(fā)生了哪些變化？3.電池的正極和負極分別是什么？判斷依據(jù)是什么？4.溶液中的離子如何運動？

學生能順利地發(fā)現(xiàn)插圖中所蘊涵的知識：

1.電子從鋅極流出，流向銅極。

2.銅片上有大量的氣體溢出。

3.從電子流向即可知鋅是負極，銅是正極。

4.陽離子往正極移，陰離子往負極移。

在此過程中，學生在引導下，自然地對這些問題進行了思考，對原電池原理有了進一步的認識。在此基礎上進一步設置問題：原電池如何形成？電極材料有什么要求？電極一定要參加反應嗎？問題的更深層次的探究，激發(fā)了學生更強烈的求知欲，培養(yǎng)了學生科學探究的素養(yǎng)。

二、利用工業(yè)流程類插圖設計問題進行探究

魯科版《化學1》中，多次利用插圖展示工業(yè)制法，如硫酸的工業(yè)制法、海水中鎂的提取、硝酸的工業(yè)制法。由于部分學生不可能到實地觀察，通過這些插圖讓學生感性了解工業(yè)流程，達到了擴大科學視野的目的。

如海水提鎂的工業(yè)流程圖，在教學過程中可引導學生仔細觀察插圖中的提鎂過程，并提出如下問題：

1.海水中含有大量的鎂，為什么不像制取粗鹽一樣采用蒸發(fā)結晶的方法制取MgCl2?

2.為什么不直接往海水中加沉淀劑？

3.如何實現(xiàn)Mg2+的富集和分離？

4.從綜合角度考慮，選用哪種試劑作沉淀劑？為什么？

5.如何由貝殼制取氫氧化鈣？

6.如何由氫氧化鎂制得無水MgCl2？

7.采用什么方法可以實現(xiàn)由無水MgCl2到Mg的轉化？為什么？

8.電解產(chǎn)生的氯氣如何處理？

通過一個接一個向前推進的問題，學生沿著問題所提供的線索自主探究，最終獲取知識。在獲取知識的過程中學生會有疑問：1.為什么選用氫氧化鈣作沉淀劑？為什么不選用NaOH或KOH?2.MgCl2·6H2O生成Mg為什么要在氯化氫氣流中的加熱？可附上資料卡1部分化學試劑的市場預價（元/t）NaOH：2305 KOH：5238 Ca（OH）2：1200資料卡2 MgCl2溶液中存在水解反應MgCl2+H2O=Mg（OH）2+2HCl；若在空氣中加熱MgCl2·6H2O生成的是Mg（OH）Cl或MgO。

海水提鎂的工業(yè)流程圖

學生在問題的引導下，進行了探究性思考，完成了海水中提鎂過程的理解，學生在獲取新化學知識的同時，也養(yǎng)成了發(fā)現(xiàn)學習與科學探究的習慣。

三、利用轉化類插圖設計問題進行探究

魯教版《化學1》中，多次用插圖形象化地表示物質(zhì)間相互轉化過程。如氮的循環(huán)插圖中就完整地表述了自然界中氮的單質(zhì)、化合物之間的轉化，形象生動，給學生留下了深刻的印象。

在教學中，可要求學生仔細觀察插圖，并探究以下問題：

1.氮元素的重要性——氮元素對于我們?nèi)祟悂碚f有何重要意義？

2.氮元素在地球上含量豐富嗎？主要在什么地方？

3.人類需要的氮元素從哪里獲取？

4.植物需要的氮元素從哪里來？

5.氮循環(huán)中涉及到哪些含氮物質(zhì)？

通過仔細觀察插圖，學生能得到如下結論：

1.生命活動中的重要物質(zhì)蛋白質(zhì)是由氨基酸構成，而氨基酸中最重要的元素就是氮元素。

2.氮主要以氣態(tài)的形式存在于大氣中。氮氣占大氣總體積的78％。

3.從食物中獲取植物蛋白或者動物蛋白。

4.植物吸收土壤中的氮，空氣中的氮氣不能被植物直接吸收。

5.含氮物質(zhì)：銨鹽、NH3、N2、氮氧化物、HNO3、硝酸鹽。

學生在問題的引導下，進行了探究性思考，了解了氮元素在自然界中的循環(huán)，氮的固定以及氮氣如何轉化為化合物并進行氮化合物的分類研究，培養(yǎng)了學生利用轉化觀認識物質(zhì)的能力。

四、利用化學史類插圖設計問題進行探究

大多數(shù)的化學史實驗在課堂上往往無法完成，但通過插圖不僅能了解前人研究化學的歷程，而且還可從化學實驗現(xiàn)象中體會知識發(fā)現(xiàn)過程，培養(yǎng)科學探究的習慣。

如魯教版《化學2》中盧瑟福α粒子散射實驗。

實驗結果表明，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉，并有極少數(shù)α粒子的偏轉超過90°，有的甚至幾乎達到180°而被反彈回來。

根據(jù)結果設置問題：

1.為什么絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進？

2.為什么極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉，有的甚至幾乎達到180°而被反彈回來？

3.通過實驗結果你能猜想并畫出原子內(nèi)部結構模型嗎？

4.電子在核外運動空間和運動狀態(tài)是怎樣的呢？

學生在問題引導下進行思考，完成對原子結構的探究。并進而研究原子為什么不帶電？原子質(zhì)量主要由哪些微粒決定？通過分析，學生思維得到了很好的啟發(fā)，提高了他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

新課程提倡自主學習、自主探究，如何培養(yǎng)學生自主學習、自主探究能力是最為關鍵的。合理充分利用教材資源，選擇合適的探究內(nèi)容是每一位教師在教學中需關注的，只有在平常課堂中充分挖掘資源，培養(yǎng)學生的問題意識，學生才會學會如何提出高質(zhì)量的問題，養(yǎng)成良好思維習慣，從而能自主學習、自主探究。

（責任編輯 郭振玲）