例谈作图在化学解题中的应用-《化学教学》(2019年1期).docx

龙源版权所有 例谈作图在化学解题中的应用作者：张怡天来源：《化学教学》2019年第01期 摘要： 以初中化学中一些常见的易错题为例，介绍如何运用一些作图方法解决化学问题，如辅助线的添加、数轴的绘制以及交叠块状图的构建等。通过作图将解题思路清晰地呈现于图中，帮助学生形象直观地理解、解决有关的化学问题。 关键词： 初中化学; 作图; 习题解析 文章编号：2019）1008304 中图分类号： G633.8 文献标识码： B 学生解答化学习题的过程就是运用所学知识解决化学问题的过程。教师指导学生解答时，往往会按照“第一步，……;第二步，……;最后，……”陈述自己的解答过程，展现出解题思路。这符合研究者瑞福（Reif）曾提出的观点：“应该将专家自动化解决问题的过程明确地教给学生，并明确指出问题解决的过程包括三个步骤： 分析、制定解决方法和检验结果，强调注重化学问题解决的过程而不是其结果”[1]。但实际教学中单单语言的陈述未必真能面向全体达成“明确地教给学生”的目标，解答结果也是千差万别。 经过多年的教学实践与理论研究发现，通过作图的形式表现解决化学问题的过程，学生更容易理解和运用。因为图形能更直观地表示出较多信息，对大脑的刺激更多，把抽象的概念通过具体的图像反映给学生。比如，有的教师运用计算机辅助教学，拟合函数绘制出醋酸钠稀释过程中pH的变化图像，让学生在解决具体问题中更深刻、直观地体会电荷守恒、物料守恒等重要定量关系;有的教师创建概念图，厘清化学习题中涉及的概念，直观地显现出它们之间的关联。教学中，笔者探索进一步将作图方法引入到化学解题中，不仅仅呈现化学问题本身，同时有效帮助学生形成解题思路，掌握解决同一类问题的作图方法。 1 “辅助线”的应用 “辅助线”主要运用在数学学科，然而如果化学实验装置图结合辅助线，会将问题难度大大降低。并且这种辅助线的添加位置往往是确定不变的，这便使该方法易学易会。 1.1 难点实例的突破： 多功能瓶排气集气法的入气方向判断 不少学生在面对带有长短导管的集气瓶（又称为多功能瓶）用于排空气法收集某气体时（如图1所示），往往会通过“气大长进短出，气小短进长出”的口诀来判断收集气体的进气方向。但口诀中对“气大”的指代因简略而未能明确是空气密度偏大还是所收集气体的密度偏大，因此学生通常会误判。即便对口诀理解无误，但当遇到多功能瓶反转过来（如图2所示），再用此口诀“套用”时就又出现了错误。 有些教师在面对此类易错题，甚至采用制备有色气体（如NO2）的方法，让学生直观地看到密度大的气体是如何集满集气瓶的，利用视觉刺激使学生理解记忆并举一反三。 其实“化无色为有色”、“化抽象为形象”是很好的思路，越具象学生越容易掌握也印象深刻。若用作图的方法，势必会将此问题简化许多。 现以收集比空气密度小的气体为例（如图3和图4所示），首先在多功能瓶上“拦腰”画一条水平线，将其分成上下两部分，相较于空气该气体偏轻在水平线上方“聚集”，则把水平线上方部分打上阴影，阴影覆盖的管口即是收集气体导入的管口。图3、图4是b和c导管分别连接制取气体的装置。 1.2 迁移： 使用多功能瓶进行排水集气法的入气方向判断 采用同样的方法在多功能瓶中部画一条水平线（如图5所示），由于气体密度必定小于水的密度，都会在水面上方“聚集”，因此在水平线上方画上阴影，阴影覆盖的管口即是收集的气体导入口（即图中b导管），另一管口a则是水排出的管口。 2 “数轴”的应用 数轴是一条射线，无限延伸的特征可表现数量的变化，变化的不同阶段则可以用其中的线段来表示，这便让它运用在因反应物量的不同而生成物种类不同的问题上成为可能。 2.1 难点实例的突破： 碳与氧气反应后所得生成物与剩余物的判定 例 碳和氧气在密闭容器中被点燃充分反应，按以下碳和氧气的质量比混合并充分反应无法得到纯净的气体的是（ ） A 3∶8 B 1∶1 C 1∶2 D 3∶4 学生在遇到此问题时，往往会将碳的完全燃烧和不完全燃烧的化学方程式均写出，再将选项中的比例关系代入计算，很快将A和D选项顺利解出，分别可以得到纯净的二氧化碳和一氧···试读结束