化学插图的教学策略——以上教版九年级化学课本为例，本文主要内容关键词为：化学论文,为例论文,插图论文,课本论文,九年级论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
知识在人脑中的储存方式称为知识的表征。化学知识的基本表征形式有四种：言语表征、符号表征、规则表征和表象表征。上教版初中化学九年级课本中插入了大量的实物图片、物质（或微粒）的构成以及化学反应原理的微观图片，这些插图内容丰富、简洁美观、形象逼真，是课本实施表象表征的重要方式。
一、化学插图的特点
化学是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构、性质、变化以及变化过程中能量关系的科学，利用插图表征化学知识，可以化抽象为具体，有利于学生理解化学变化的本质，有利于化学知识在大脑中储存和提取。化学插图具有如下三个特点：
（一）优先性
心理学研究表明，表象是外界事物空间连续的信息在大脑中的表征的贮存，它与外界事物具有相似的心理图像。这种与原像具有相似心理图像的特点，方便大脑进行表征，因此，当所学知识需要在大脑中再现时，插图就会优先呈现。例如，当学生回忆“配置一定溶质质量分数的溶液”时，头脑中立即浮现出九年级下册第12页的图6-8（如图1）中配置蔗糖溶液的三幅画面：称取固体、量取液体、溶解。
（二）形象性
尽管构成物质的基本微粒是肉眼看不到的，但是，利用化学插图可以形象地表示物质或分子的微观构成。例如，用图示可以清晰表示水分子的构成情况：一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。对于化学实验常用仪器、化学实验基本操作、实验装置、实验现象等知识，课本通常利用插图来进行表征。
（三）简约性
化学插图的简约性表现在以下三个方面：一是减少文字表述，增强直观印象。例如，九年级上册第10页的图1-14从蜡烛火焰中引出“白烟”，形象地表达了引出“白烟”的操作要点以及实验现象。二是补充文字叙述的不足，使内容表达更合理、更完善。例如，用图示表示使用药匙或纸槽取用固体粉末时的实验操作，可以起到“只可意会不可言传”的表述效果。三是约定俗成应该用图片表示的化学知识（如中国节能标志）。
二、化学插图的分类
从微观和宏观的视角，通常将化学插图分为微观类插图和宏观类插图，共7种基本类型。
（一）微观类
微观类插图有三种情况：一是微粒的结构，如α离子轰击金箔、原子的结构、原子变成离子的过程等。二是物质的结构，如干冰、金刚石、石墨、水、氢气、氯化钠的结构等。三是物质发生变化的原理，如水分子分解成氢分子和氧分子、氯化钠和蔗糖的溶解过程等。
（二）宏观类
宏观类插图又可分为6类：标志类、工业生产流程类、物质（能量）转化类、环境保护类、物质的性质（用途）类、实验装置（现象或操作）类。
1.标志类。如消防安全标志、危险化学品标志、中国节能标志、中国环境标志、物品回收标志等。
2.工业生产类。课本编排了较多的插图以表征工业生产的主要设备，如炼铁厂的高炉及其结构、海水淡化装置、自来水生产流程等。
3.物质（能量）转化类。如氧气、二氧化碳在自然界中的循环，太阳能的转化及利用，分解水制备氢气，酸雨的形成等。
4.环境保护类。如大气污染及其危害、水体污染、固体废弃物及其分类回收等。
5.物质的性质（用途）类。此类插图在课本中占了较大的比例。例如，液态氧气、固态氧气的颜色状态，氮气、氧气、二氧化碳、合金、钢铁以及其他金属材料的用途，几种常见晶体的颜色形状，富含淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、维生素的常见食品，石油和煤的用途等。
6.实验装置（现象或操作）类。这是课本中数量最多的一类插图，凸显了化学学科的特点。例如，加热碳酸氢铵，铁的锈蚀实验，蜡烛燃烧实验，空气中氧气体积分数的测定，“铜绿”的性质实验，氧气、二氧化碳的性质及其实验室制法，电解水，过滤，结晶，炼铁的原理，溶液的组成，蔗糖溶液的配置，嗅闻物质气味的方法，常见的金属、酸碱盐、蛋白质的性质实验，浓硫酸的吸水性和腐蚀性，淀粉和二氧化硫的检验，等等。
三、化学插图的教学策略
不同类型的插图表征了不同类别的化学知识，在教学中应采取适当的策略推进教学。
（一）微观类
微观类插图可以采用两种策略推进教学。
1.体味实验现象，步入微观世界。
可以进行演示实验或分组实验的，要在观察宏观现象的基础上，通过对宏观现象的进一步分析，引导学生逐步迈入微观世界。例如，在学习分子、原子概念时，充分利用九年级上册66页的水分解示意图（如图2）组织教学：首先，组织学生回忆水分解生成氢气和氧气的实验事实。其次，引导学生认真分析反应过程的示意图，从微观层面上认识到：分子是构成物质的一种微粒；在化学反应中分子可分，原子不可分；该变化的过程是每个水分子分解成2个氢原子和1个氧原子，每2个氢原子构成一个氢分子，每2个氧原子构成一个氧分子；化学反应前后，原子的组合方式发生了改变；化学反应前后，原子的种类和原子的数目都没发生变化。这样，学生从微观层面上认识到化学反应的实质是原子的重新组合，同时也为后续“质量守恒定律”的探究做好了知识储备。
2.视频模拟过程，展开无限遐想。
不能进行演示或分组实验的，可以利用图片、模型、动画等形式模拟微观过程，在此基础上引导学生展开遐想，进入物质的微观世界。例如，在学习原子结构时，可以利用九年级上册第68页的图3-12（如图3）组织教学：
首先，播放视频，模拟α粒子轰击金箔的实验。其次，根据模拟结果设置问题：为什么绝大多数α粒子能穿透金箔，而且不改变原来的前进方向？为什么小部分α粒子改变了原来的运动路径？为什么极少数的α粒子好像碰到了不可穿透的坚硬质点而被弹了回来？再次，引导学生想象原子的结构，进而研究：原子为什么不带电？原子质量主要是由哪些微粒决定的？
（二）宏观类
宏观类插图分为6种基本类型，有6种教学策略分别与之匹配。
1.标志类：理解含义，学以致用。
化学源于生活又高于生活，化学在节约能源、保护环境以及保障正常的生产、生活安全等方面发挥着重要作用。为此，人们用形象的图形、简洁的文字来提醒、警示人们安全生产，远离危险，这种图形就是化学标志。例如，九年级上册第98页的图4-9（如下页图4），可以分为两个阶段组织教学：第一阶段是联想想象、理解含义，即组织学生在联想、想象的基础上说出每种标志的含义。这是学习的初级阶段。第二阶段是识别标志、学以致用，即指导学生识别日常生活中见到的各种标志，同时能够提醒、警示身边的人正确操作、远离危险。学以致用才是学习的更高境界。
2.工业生产类：了解流程，厘清原理。
化学是一门实用的基础自然科学，它推动了人类文明的进步，为工业发展带来了更多的原材料，为农业生产带来了高效的农药和化肥，还为人类战胜疾病带来了重要的药物保障。但是，由于受到多种条件的限制，学生不可能常常到工厂实地现场观察生产过程，因此，课本编排了工业生产类的插图，让学生感性了解工业生产的设备和流程，进而厘清化学原理。例如，九年级上册第51页的图2-23（如图5）呈现的是自来水生产的一般过程，教学时，应引导学生仔细观察自来水生产的流程“取水→沉淀→过滤→杀菌”，设计如下问题链组织学生交流、讨论：（1）在沉淀池中加入混凝剂的目的是什么？（2）沙滤池的作用是什么？（3）水源能否先经过沙滤池后经过沉降池？（4）在自来水生产过程中，是否涉及化学变化？（5）在自来水生产中用沙子作过滤层，在实验室和日常生活中，还可以用哪些物质做过滤层？
3.物质（能量）转化类：连点成线，多重表征。
化学学习中的知识点都是相互关联的，具有很强的连续性。教师只有将知识点网络化、系统化、规律化，才能帮助学生建立起知识网络，避免琐碎记忆的困难。通过网络图的建构，学生掌握的知识便不再是一盘散沙，更不是一团乱麻，而是一个因果关系明朗、来龙去脉清晰的多层次的知识整体。在此基础上，组织学生用自己的语言表述转化关系，用化学符号表示化学反应，使言语表征、符号表征和表象表征有机融合，这样既符合认识规律，又便于理解和记忆。例如，九年级下册第110页的图9-22（如图6）是酸雨形成示意图，教学时应引导学生分析、解读酸雨的形成过程，建构酸雨形成的知识网络（如图7），然后用自己的语言表述酸雨形成的两条路径，用5个化学方程式表示其中的化学反应。
4.环境保护类：正确认识，理性反思。
生态破坏、环境污染是人类社会面临的严峻课题。例如，九年级下册107页的一幅“酸雨对森林的破坏”的图片（如下页图8）让学生直面了酸雨的无穷“危”力；再如九年级下册112页一张“被污染的河水”的图片（如下页图9），让学生猛然间意识到日常生活中随意倾倒生活污水竟造成了水体一片浑浊。这些惨痛教训，究竟是谁之过？然后，让学生带着思索去透视人类面临的其他一系列环境污染问题：温室效应、臭氧层破坏、光化学污染、水体污染、森林破坏、土壤退化和土地沙漠化、生物多样性遭破坏以及有毒有害化学品泛滥等。由此，让学生认识到：化学不仅给人类带来了丰富多彩的物质生活，同时，不合理的开发、利用也给人类赖以生存的环境造成了破坏，甚至将给人类带来可怕的灾难。进而，带领学生展开反思：学习的目的是应用，是为了改变人的行为方式。保护生态环境是人类共同的责任，我们要从自身做起，从身边的小事做起，倡导低碳生活（如尽量多乘公交、少开车，用太阳能热水器代替燃气热水器等），养成良好的环保习惯。
5.物质的性质（用途）类：对应性质（用途），体悟思想。
物质的结构决定性质，性质反映结构；性质决定用途，用途反映性质——这一思想贯穿化学学习和研究的始终。九年级是学生化学学习的启蒙阶段，对物质结构的研究比较少，而更多地侧重于物质的性质与用途的研究。因此，课本编排了大量的插图来表征物质的性质、存在和用途之间的关系，既形象直观，又贴近生活。例如，对于九年级上册第4页的图1-4（如图10），教学时，应将氮气的性质与用途相对应，在此基础上体悟化学思想：氮气可以作为粮食、瓜果的保护气，因为通常情况下氮气的化学性质不活泼；液态氮气能提供-196℃的低温，因而液态氮气可以用于医疗手术时低温麻醉；在高温、高压、催化剂的作用下，氮气能与氢气反应生成氨气，氨气进一步反应生成氮肥，因此，氮气可用于制氮肥。
6.实验装置（现象或操作）类：依据原理，注重迁移。
化学是一门以实验为基础的自然科学，实验既是化学教学的重要内容，又是化学学习的重要方式。物质的结构、性质、用途与制法通常是以实验为载体展开的。例如，九年级上册第35页的图2-8（如图11）、第36页的图2-9（如图12），教学时应根据加热高锰酸钾制氧气、双氧水分解制氧气的反应原理，组建两套实验装置，让学生亲手实验，理解、掌握操作要点。然后，让学生根据图11回答三个问题：（1）试管口为什么要略向下倾斜？（2）试管口为什么要放一团蓬松的棉花？（3）实验结束时，应该如何操作？为什么？其中，第三个问题可以迁移到探究工业炼铁原理的实验操作中（当红色粉末全部变为黑色时，继续通入一氧化碳直到装置冷却，防止石灰水倒吸，使试管破裂）。另外，图11、图12还分别代表了初中化学制备气体的两种典型装置，为实验室选择其他气体的制取装置提供了范例。
插图凝聚着教材编写人员的智慧，蕴藏着丰富的化学知识，插图不仅使课本变得丰富多彩，其表征化学知识的效果还是言语表征、符号表征所不能替代的。合理运用各种媒体赋予插图以生命和活力，能促进学生理解化学概念、形成化学思维，更好地培养观察能力、概括能力以及分析问题、解决问题的能力。