关于高中化学图表信息提取能力培养的研究.docx

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关于高中化学图表信息提取能力培养的研究在“新高考理念”的指导下，高考命题理念从知识立意、能力立意向素养立意转变，更加关注学生运用学科知识解决真实情境下实际问题的能力。高中化学图表题是指通过图形、图像、图表等形式呈现试题信息及问题情境的一类试题。每种图像都充分体现了学科特色，试题信息外显或内隐于图像中。近几年高考试题中，图表在客观或主观题出现频率高，让人感到耳目一新之余，也令考生惊慌失措，尤其是针对主观题往往让考生无从下手，得分率极低。因此，研究高考化学图表信息题以及在教学中培养学生提取图表信息能力，是高中化学教师需要探讨一个的课题。一、高中化学图表信息提取的意义（一）符合高考评价体系的要求《中国高考评价体系》的内容包括“一核四层四翼”，其中“四层”为考查内容，包括“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”，其中在关键能力中明确要求学生具备符号理解能力、信息整理能力、数据处理能力、演绎推理能力等。（二）提升学生的核心素养水平《普通高中化学课程标准（2017版）》中提出了化学学科五大核心素养，对高中生的能力提出了新的要求。其中多次提到“图表”“图示”等字眼，通过“图表”“图示”能够客观、精确地反映物质的本质与数量关系，以简洁、高效的方式表现化学概念和规律，加深学生对化学知识的理解。（三）提高学生的学科必备能力高中化学图表加工理论认为，学生学习或是解答图表题都是一个信息加工的过程，这包括图表中获取信息并与学生已有知识加以匹配、联系和整合，以寻求理解或答案的过程。它包括输入、编码、加工、再提取、使用等过程。教师应根据图表加工理论围绕学生的不同图表加工能力来开展教学，以此提高学生的核心素养。因此，通过对历年高考化学试卷中图表信息题的命题特点进行研究，针对学生现状，在课堂中高效培养学生的图表信息的提取能力。二、高中化学图表题的特征高中化学图表题是指以能够体现化学学科特色的图像为载体来呈现试题信息或问题情境的一类特殊形式的试题。化学图表题的共同特点是全面深入地考查知识、新颖活泼的材料、隐蔽委婉地提供信息、广泛多变的出题角度、综合全面的能力要求。（一）种类多 高考化学图表信息题（特别是图类信息题）的数量呈逐年增多的趋势，其中，转化关系图、工艺流程图和信息记录表属于当前较多使用的3类图形和表类，而实验装置图的使用量和数据曲线图呈递减趋势，理解示意图、物质结构图和实物样品图是在新课标改革之后出现的较为新颖的3类图形。（二）综合度高近几年大多省份高考化学中，图表信息题越来越综合化：一道图表信息题采用多种表类或图形考查学生的知识素养与能力素养，而且还凭借多种图表交叉重叠的方式考查学生的综合素养。三、学生读取图表信息存在的问题（一）学生的观察能力有限观察化学图表不知道从何处下手，不能全面理解图像信息，导致获取的信息不充分。或者粗心大意，遗漏信息，不注意图中“不起眼”的关键的信息内容，例如单位、小数位等。主要是由于学生课上课下练习的比较少，对知识的整理总结不太到位，学生没有完全掌握图像分析的技巧。（二）学生读图时不明确图表内涵学生分析横纵坐标代表的物理意义、特殊点和曲线的变化趋势有困难，读图时对拐点、终点、起点、交点的含义理解不清。学生读图时挖掘图像隐含信息能力薄弱，不能透析点与点的变化趋势，无法和化学方程式、题目中给出的条件建立联系。（三）学生析图时不能分析曲线的因果关系学生无法更好地将图表内容与相关知识建立联系，不能快速精准地获取、运用新信息或者及时提取脑中储备的已有信息，致使解题时思维不通畅。主要原因是学生对基础知识掌握得不牢固，平时的训练题量不多，知识的综合运用能力较差。（四）学生答图时没有系统的答题思路，随意性强学生用图时不能用建立起来的联系来揭示问题的实质，解决实际问题。学生对于图表识别的练习不够，缺乏图表信息提炼的方式方法。文字表达能力差，文字不精练简洁，用词不严谨、不规范、不科学。四、高中化学图表信息提取能力的教学策略（一）重视主干脉络，掌握化学基础知识 布鲁纳曾说过，学生学习知识不是被动地接受，而是积极主动地探究知识。在教学活动中，教师在灌输知识的同时，也要重视学生自主学习的过程，通过自己学习探究过程中所掌握的知识非常牢固。在讲授基本知识后，教师要让学生学会总结知识点，区分主干知识，构建化学知识体系，使学科知识的结构真正转化为学生自己的认知结构，这样才能灵活地运用知识，解决问题。能力输出的基础是知识输入，知识是能力的载体，也可以体现出学生能力大小。为达到在考试审题时能够准确理解试题中的化学信息，就需要学生有牢固的化学基础知识，能快速、准确地分析出哪个是有效信息，哪个是干扰信息，思考这些基本知识应该如何运用到题目中等。例如，在必修二化学可持续发展的第一节《自然资源的开发利用》一课中，通过课本106页5.6题的讲解，逐步引导学生框图题的分析方式。首先要关注细节，注意题目的每一个字眼，根据题意问什么推什么，不需要将每一种物质都推出。然后，要带着问题去思考某一步或某一种物质，精心研究设问，注意前后的问题是否有连带效应，果断放弃做不出来的问题。最后，作答时用学科语言规范表达出所提问题，不能答非所问。教师在教学过程中和学生一起探讨出工艺流程图，究其根本考查的就是元素的知识、物质的转化、物质的分离与提纯、化学反应原理等。想要很好地解答工艺流程图题的思路，首先必须有扎实的元素知识和反应原理知识。做题时先粗读试题，掌握工艺流程图制备的目的，理解流程图的含义。如果图中出现超纲知识，还要关注流程图以外的信息内容，如表格信息、后续设问中的提示性信息、文字描述，以便在解题中随时联系和调用。（二）以教材知识图像为解题原型，增强探索能力大多数实验装置图或者流程图取材于教材，有的在原有图像基础上进行修改，形成了新的试题。由于很多实验装置或者流程图分布在不同章节，在化学学科教与学的过程中，一方面要深入理解和掌握每一个知识模块，由点及面，由局部到整体，整合知识，形成模块化的思维；另一方面也不能忽略对教材图像信息的深入挖掘，以教材为核心，要培养学生对教材图像信息的理解与探究能力，增强学生解决实际问题的能力。为了培养和提高化学信息能力，教师与学生在平时的教与学中有重点、有目的地精选课上的实验装置或者流程图，细化教与学的每个环节，有针对性地强化训练，形成对化学图像类型题的综合分析能力。例如，在选择性必修3第三章第五节《有机合成》的讲授中，以资料卡片装置为原型，精选历年的高考真题，构建制备高考试题有机制备实验的解题思维模型，进而提炼总结高考实验题的思路和理念。高中化学必修一中的第二章、第三章进行大单元理念备考课程的设计，学会项目式教学，分为实验的基本操作，物质的检验、分离与提纯，将带领学生走出题海，将同类型题目中的考点进行提炼整合，融入到课堂中，讲深讲透几个好题，以提升学生的素养和能力，使得学生在崭新的情境中才能更好地适应。（三）注重引导，掌握解图技巧 数据曲线图能够帮助研究者分析实验数据，得出实验结论，它是在处理化学数据时常用的一种图形，可以分为溶解度-温度关系图、电导率-溶液体积关系图、物质的量-溶液体积关系图、溶液pH-溶液体积关系图、物质能量-反应过程图像、速率-时间图像、浓度-时间图像、含量-时间-温度图像等类型。要想在教学中突破数据曲线题，必须引导学生分类训练、总结每类数据曲线图的解题步骤和解题技巧。引导学生通过对图形结构的观察，提高观察能力，通过对曲线走势的理解，提高分析能力。读图析图时要注意概念的讲授，以把握基础知识为前提，进行读图析图行为的习惯的培养。例如，在高二化学选择性必修1第三章《水溶液中的离子反应与平衡》教学时，第一，分析平衡曲线特点：1.倒数对数坐标，直线曲线常见；2.多个离子反应，多种物质纠缠；3.电离水解溶解，多重平衡交叉；4.考查内容较多，比较守恒计算。第二，对数坐标题引导学生做法如下：1.看清题意，抓住重点：在解决问题之前，先明确题目要求，了解需要解决的问题，联系相关知识；2.看懂图像，理解坐标：仔细研究图像，重点了解坐标的含义，特别是分析随着横坐标的变化，纵坐标如何变化，为什么这样变化。同时，需要抓住图像的拐点、交叉点和特殊点对应的坐标点，进行分析，充分挖掘图像背后的隐含信息；3.分析选项，在理解题意，看懂图像之后，逐项分析，解决问题，正确作答。第三，总结对数坐标题的方法：分析坐标看走势，理清关系得数据，理解过程比大小，重点分析溶液中呈中性的点、恰好反应的点、反应一半的点，溶液成分和离子浓度大小关系。有些题目中，涉及离子浓度或分布系数，可以找出特殊点，通过简单计算，确定弱电解质的电离常数。数据分析曲线种类繁多，学生均可以按照以下步骤进行分析，使得学生通过迁移练习，掌握解图技巧，得出解题步骤。具体来说，可以概括为“一明标”“二析点”“三识线”三个步骤。第一，明确横纵坐标的含义；第二，在此基础上重点分析图像的起点、终点、拐点，它们代表一个反应阶段的结束或条件的改变；第三，正确理解水平段居多的直线、有上升、下降、平缓、转折变化的曲线。针对有转折变化的曲线，要分段分析，每一段可能代表不同的反应，因此要找出各段曲线的变化趋势，思考变化的意义。（四）规范解题思路，培养图表表达能力对于信息量较少的图表题而言，获取隐性信息是在有限信息下解题的关键。针对这种题目，在实际教学中，教师可以采取问题引导的形式，让学生自主思考，挖掘题目中的信息。审清题意，巧掘隐性信息，准确表达题意。教师也要指导学生高效获取关键内容，规范解题思维。 例如，在高二化学选择性必修一第四章第一节《原电池》教学中通过问题引导的方式，将题目改编成填空题，让学生深入的了解原理。最终形成规律如下：1.确定原电池的原理反应；2.根据原理反应确定出电池的负极、正极；3.确定出电子(电流)的方向和电极上的电极反应。4.得出结论:电极质量的变化，气体的逸出，溶液中离子浓度的变化、离子向某电极移动等。在高二化学选择性必修一第四章化学反应与电能第二节电解池教学中：1.确定电解池的阴极、阳极；2.判断溶液中离子在两电极上的放电顺序；3.得出结论：电极质量的变化、气体的逸出、沉淀的生成、溶液pH的变化、离子向某电极移动等。教师对现在高考全国卷及各省市地方卷进行研究，分析电化学在Ⅱ卷的设问主要集中在电化学计算或者用电极反应式等作答。通过上述教学过程的问题引导，让学生们突破难点，准确作答。五、结语化学图表信息题具有取材广泛、形式简单、信息隐蔽、体现科学研究过程、难度较大等特点，对学生思维能力、化学素养和综合素质要求较高。在教学中，通过将图表信息题进行分类，培养学生运用引导、变式练习，深挖教材，建立模型，重视主干知识等策略，帮助学生识别图表、从中提取信息，学会用图表来描述问题，从而提高学生解决图表信息问题的能力，整体提升学生化学学科核心素养。