“读图”中发散学生的思维

“读图”中发散学生的思维

陈长应

（江苏徐州医药高等职业学校 221116 ）

摘要：高中化学教学中涉及到大量的图像问题，从读图---用图---作图三个方面，训练学生思维的深刻性，锻炼学生思维的灵活性，培养学生思维的发散性。 关键词：化学教学 图像 思维能力

高中化学教学中涉及到大量的图像问题，从元素化合物、基本概念和基本理论、化学实验、化学计算等，涵盖面相当广泛。从读图中可以训练学生思维的深刻性、灵活性、发散性等。

一、训练思维的深刻性

读图就是要看懂图像，即从给出的图像中读出有用的信息来补足题中的条件，某些化学命题的条件，或是没有直接给出，或是通过各种间接的形式表示出来，使之不易觉察，这就是所谓的隐含条件。命题者为了更好的考察学生敏捷而严密的思维能力，常常在题干中设置一些隐含条件，如果对试题中的信息不能充分挖掘，很可能会使解题思路误入歧途，得出与实际不想符合的答案。解题时，认真挖掘其隐含条件，既可能发现解题方法，又可避免某些错误，从而提高自己的解题能力。

在实际解题中，读图一般从三个方面来分析图像：一看面（即看清横坐标和纵坐标），二看线（即看线的走向、变化的趋势），三看点（即看图像的原点、线的交点、拐点）。

例1 一定量的氨气和氯气的混合气体可进行下列反应：2NH3+3Cl2=N2+6HCl。下图为反应气体总体积（VL）随原混合气体中氯气的体积分数（X%）改变而改变的坐标图。试计算：（1）当反应结束处于B、C两点时，原混合气体中氯气的体积分数各为多少？（2）当反应结束处于B、C两点时，混合气体的总体积是多少？（3）若反应结束时气体总体积为11L，则原混合气体中氯气的体积分数为多少？

VL

C

AD27

B

0

解析：解答此题，关键要抓住“三个点”，即：起点、转折点、终点。

起点：纵坐标为反应后气体的总体积(V)，横坐标为反应混合气体中氯气的体积分数(X%)，故A点为X%=0，即为纯氨气时的一个图像“极点”（该极点：Cl2%=0，NH3%=100%）。

转折点：本图中有两个转折点，由图可知，B点是整个变化过程中反映后混合气体体积的最小值，即NH3与Cl2按物质的量之比为8:3时发生的反应：8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl。C点是整个变化过程中反应后混合气体体积的最大值，即NH3与Cl2按物质的量之比为2:3时发生的反应：2NH3+3Cl2=N2+6HCl。

终点：终点 D对应的X%=100%. V=27L，即纯氯气时的一个图像“极点”（此时，Cl2%=100% NH3%=0）。

该题是氯气与氨气按不同比例组成27L混合气体，按Cl2%由0——100%的变化顺序进行多次试验，所得到的反应后气体总体积的不同值连接而成的曲线，根据上述分析，可较容易的理清题意，从而解答此题。

1

从上述分析可知，解决图像问题首先要看懂图像，理解题中所提供的信息，可是学生在解答此类题时却常常不能很好地运用图像，原因是很多学生没有抓住图像的要素（点、线、面），对图像的认识停留在浅表的层次上，自然也就谈不上灵活运用了。如果教师在平时的教学过程中，经常有意识地帮助学生分析有关图像问题，如何运用图像来解决相应的化学问题，那就不仅使学生学会了一种解题的方法，而且更能使学生对许多化学问题加深理解，从而提高了学生的思维能力。

二、锻炼思维的灵活性

用图就是运用图像简明、快捷地解决化学问题，运用图像进行某些逻辑推理，从而避免某些繁琐的讨论或计算。利用某些特定的图像，如化学平衡中的P-----T图、X%----P图等方便、快捷地解题；

例1 在容积一定的密闭容器中，可逆反应A(g)+B(g) X(g) +Q符 合下列图像（1）所示的关系，由此推断对图（2）的正确说法是（ ） A P3>P4 Y轴表示A的转化率 B P3

C P3>P4 Y州表示混合气体的密度 D P3>P4 Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 YC%

CTPP3 BTPP4

ATP

T时间0 0 (1) (2)

解析：解答此题的关键是要充分利用化学平衡中的某些典型的图像，如：X%----t图、 P---t 图、T----t图等。

由图（1）知，在温度相等时，（1）图可表示为下列图像 C%C% CBC2C2T2P2

BAT1 C1P1C1

时间时间0 0（3） (4)

从图上可以看出：P2>P1 C2%>C1% ，推之：X=1 在压强相等时，图（1）就变成图（4），由图（4）可知：T1>T2 C1%0。

由图（3）、图（4）得到结论：升温或降压都可以使平衡向逆方向移动。 根据图（2），在压强相等时，图形变为图（5）

YY

Y3

Y1PY4 P3Y2P4

TT00T1T2T(5) (6)

从图（5）中可知，T2>T1 Y2

A(g)+B(g) C(g)+Q，升温时，平衡向逆方向移动，A、B的转化率降低。

221211 2

在温度相等时，图（2）变为图（6），从图（6）可知：若P3>P4 时，Y3>Y4，即压强增大时，转化率增大；若P3

+-例2 （全国92）在图中直线交点出的圆圈为氯化钠晶体中Na离子和Cl离子所处的位

+

置。请将其中代表Na离子的圆圈涂黑（不考虑体积大小），以完成氯化钠晶体结构示意图。

++

晶体中，在每个Na离子周围与它最接近的且距离相等的Na离子共有几个。

氯化钠离子晶体是在中学化学学习中最具有典型性、也最为学生所熟悉的离子晶体。题中所给出的示意图也是现行中学教材中的原图。本题主要是考查学生有没有敏锐地观察能力与深刻的思维能力。

观察能力也是一思维能力为依托的。学生需要从给在纸平面上的图形，通过思维运作作空间概念的想象，将之化为立体的三维结构，并对此结构给以必要的剖析，才能完成此题。

+-氯化钠晶体是由Na离子和Cl离子互相结合在一起而堆积起来的，图中所给出的晶体的9

个平面，每个平面的中心是一个离子，其上、下、前、后、左、右共有6个与之相反电荷的离子，平面的四个角上则是4个与之相同的电荷的离子。按照这种认识，只要将题目图中任

+

何一个圆圈涂黑（即认为它是Na离子），然后再将与之相隔一个的圆圈涂黑，就得到氯化钠晶体示意图。

+

但是，这样涂黑会得到两种不同的图形：一种是处在立方体中心的是Na离子，另一种

-是出于立方体中心的是Cl离子。

如果得到前一种图形，对第二个问题的回答比较方便，因此，首先应该把处于立方体中

+

心的那个圆圈涂黑，以它表示Na离子。

OOOOO OOOOOOO OOOOOOOOOOOO OOOOOOOOOOO OOOOOOOOOO OOOOOOOOO

+

居于立方体中心的Na离子，实际上共有3个平面通过它，如将这三个平面分别称之为X、Y、Z平面，划出如下图形。

OO OOOOO OOOOOOOO OOOOOO OOOOO OX Y Z ++

从图中可以清楚地看出，在通过中心Na离子的3个平面内，每个平面都有4个Na离子

++

居于平面的个角上，（也即4个顶点上），这4个Na离子与中心Na离子距离最近且距离也相

+

等，，符合题目要求。因此，在氯化钠晶体中，每个Na离子周围与它最接近的且距离相等的+

Na离子共有12个。

对于一些比较复杂的图像，在受多种因素影响的情况下，先确定某个因素，再分析其它因素的影响，将复杂的图像简化成我们熟悉的图像，然后根据具体题意进行解题。再将复杂的图像简化的过程中，锻炼了学生思维的灵活性。

三、培养思维的发散性

根据题意要求，作出图像，然后再利用图解题。通过作图，有助于理清问题线索，根据题意进行解题。这三点对学生思维的能力要求层层提高。

3

例: 常温常压下，某种气态烃与氧气混合气体体积为VL，完全燃烧后，将生成物通过石灰水，使得二氧化碳全部被吸收后，气体体积变为V/2L，则该烃可能是哪些烃？

解析：分析题意：（1）混合气体完全燃烧后烃就不可能有剩余，而氧可能有剩余，或恰好完全反应。

（2）烃分子中含氢数不得超过含碳数2倍+2。

（3）设该烃分子式为CxHy，VL混合气体中含氢AL，则 CxHy + (x+1/4y)O2 =====xCO2 + 1/2yH2O V

1 x+1/4y x 1+1/4y A A(x+1/4y) Ax A(1+1/4y)

A(x+1/4y)

（4）建立作图条件：y≤2x+2 、 y≥4(x-1)

（5）作图：在直角坐标中作出： y=2x+2、 y=4(x-1) y=4( x- )1Y y=2X+28-

6- 4-- 2X

02341

(6)分析图像：因为y≤2x+2、 y≥4(x-1)，从图中可知，只有满足图中OABC四点围成的范围内的X和Y值，才符合题意要求，所以有：x=1、y=4；x=2、y=4；x=2y=6；x=3、y=8，即满足题目要求的烃有：CH4、C2H4、C2H6、C3H8。

本题采用“数型结合法”，所谓数型结合法，就是将复杂或抽象的数量关系与直观形象的图像在方法上相互渗透，并在一定条件下互相补充和转化的方法，以此开阔思路，探索出解决问题的合理途径，培养学生思维的发散性。运用数型结合法的思路是：（1）根据所得的数据绘制图表，（2）结合化学知识根据图表，找出问题的内在规律，（3）根据图表研究具体问题或作出新的判断。

图像本身比较抽象、复杂，若用图像解题，更是难上加难，从而造出有些学生恐惧图像题，因此，在教学中，教师可通过平时的训练，帮助学生克服对图像解题的神秘感和恐惧心理，善于应用图中条件，乐于尝试用图像解题，在实践中不断提高学生应用图像解决问题的能力，使学生的思维能力不断提高。

参考文献：

[1]刘知新. 化学学习论. 广西：广西教育出版社，1996：140-141

[2]朱嘉泰，李俊. 化学教学艺术论. 广西：广西教育出版社，2002：181-183 [3] 王祖浩. 化学问题设计与问题解决. 北京：高等教育出版社，2003：150-152

[4]人民教育出版社化学组编. 化学教学设计及案例. 北京：人民教育出版社，

2002:199-200

[5]广州市教育局教学研究室编著. 中学化学课型与教学模式研究. 广州：新世纪出版社，

2002:148-152

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作者简介：陈长应（1965-），男，安徽桐城人，副教授，硕士，从事化学教育教学工作。 手机：13512560145 宅电：0516-83455923 办公室电话：0516-82559051 通讯地址：江苏省徐州医药高等职业学校科研处 邮编∶221116 E-mail ：xz65065@sina.com

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