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

摘 要：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).分析數(shù)形結(jié)合方法的優(yōu)勢(shì)，探討了高中化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用數(shù)形結(jié)合法的措施，其目的在于提高課堂教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：數(shù)形結(jié)合;優(yōu)化措施;高中化學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G632 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1008-0333（2020）10-0079-02

收稿日期：2020-01-05

作者簡(jiǎn)介：陳琦鵬（1981.11-），福建省安溪人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事化學(xué)教學(xué)研究.

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(lái)，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(lái)，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(wèn)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(wèn)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(guó)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(wèn)題、分析問(wèn)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(jī).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(jiǎn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)題實(shí)質(zhì)，并將抽象問(wèn)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(guò)量一半點(diǎn)等，分析酸、堿過(guò)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(guò)程中，也經(jīng)常會(huì)引入數(shù)形結(jié)合的思想來(lái)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(guò)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(lái)比較困難.因此，很多教師在教學(xué)過(guò)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)

N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH<0

中，經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(lái)，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(guò)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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[責(zé)任編輯：季春陽(yáng)]