例談圖示表征法在化學計算題中的應用

1、.例談圖示表征法在化學計算題中的應用表征是認知心理學的一個術(shù)語，通俗地講就是將某一問題采用適宜的形式在頭腦中呈現(xiàn)出來。根據(jù)信息加工的觀點,當有機體對外界信息進展加工輸入、編碼、轉(zhuǎn)換、存儲和提取等時，這些信息是以表征的形式在頭腦中出現(xiàn)的。表征是客觀事物的反映，又是被加工的客體。同一事物，其表征形式不同，對它的加工也不同。所謂問題表征那么是指解題者通過認真審題，認識和理解問題的含義，通過已有知識和經(jīng)歷，對未知和之間建立聯(lián)絡，從而形成對所要解決的問題的一種完好的印象。問題表征是解決問題的核心環(huán)節(jié)，科學合理的表征方式可以起到事半功倍的效果。從形式上看，問題表征可以分為內(nèi)在表征和外在表征。內(nèi)在表征是指個

2、體在頭腦中考慮問題；外在表征是指個體將問題以文字、圖表、模型等詳細的形式表示出來。外在表征以內(nèi)在表征為根底。對于初中生來說，外在表征直觀形象，便于問題間的聯(lián)絡，可以減輕大腦負擔，進步解決問題的效率，因此在認知問題時多用外在表征。對于化學問題的外在表征有多種形式，如用化學用語表征、圖示列表表征、模型表征、數(shù)字表征、實驗表征等，當然這些形式是可以有機整合的，并非是各自獨立的。在這里我想著重談一以下圖示表征對于解決初中化學計算題的宏大作用。例1 某石灰石樣品含碳酸鈣90%，那么該石灰石樣品中鈣元素的質(zhì)量分數(shù)為多少？雜質(zhì)不含鈣元素對于這個問題解決方法很多，其中不乏簡便的，如這種：石灰石 碳酸鈣100%

3、 90%碳酸鈣中鈣的質(zhì)量分數(shù) 石灰石中鈣的質(zhì)量分數(shù)40% 40%×90%36%沒有聯(lián)絡有關(guān)公式，一味追求技巧，學生難以理解，所以還是從公式入手比較好。圖示表征：要求石灰石樣品中鈣的質(zhì)量分數(shù)，據(jù)定義可知應為：鈣的質(zhì)量/石灰石的質(zhì)量。而這兩個質(zhì)量都是未知的，才造成了此題不易解決。但是我們可以設石灰石的質(zhì)量a,再用a表示出鈣的質(zhì)量即可。由圖1可知石灰石樣品中純碳酸鈣的質(zhì)量為90%a,由圖2知鈣的質(zhì)量為90%a×40%=36%a，問題結(jié)果便一目了然。用同樣的分析方法解此題的變式問題上，如“某石灰石樣品中含碳元素為8%雜質(zhì)不含碳元素，求此石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)或“某石灰石樣品中

4、含碳元素為8%雜質(zhì)不含碳元素，求此石灰石樣品中鈣的質(zhì)量分數(shù)時，也是輕而易舉。以前我喜歡讓學生記住解此類題的公式，如“不純物中某元素的質(zhì)量分數(shù)該元素在化合物中的質(zhì)量分數(shù)×該化合物在不純物中的質(zhì)量分數(shù)，學生往往因為理解困難而記不住，而在學生學會用圖示法表征此類問題時，很快就掌握了。例2 在天平兩托盤上的燒杯中各放入等質(zhì)量的足量的稀硫酸，調(diào)節(jié)天平至平衡。然后向右邊燒杯中參加3.6 g鋁粉，為使天平再次平衡，那么需向左邊燒杯中參加多少克鋅粉？此類天平平衡問題學生往往感到無從下手，學生容易算出右邊燒杯中增重了3.2 g，但是接下來有的同學會認為鋅的質(zhì)量即為3.2 g，有的知道3.2 g肯定不對

5、，卻又不會接著求。而假如采用圖示法表征此題，那么可以輕松地找到打破口。如下圖，M鋅M氫氣3.2 g ，那么M氫氣M鋅3.2g ,代入化學方程式：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H265 2M鋅M鋅3.2g列出比例式即可求出鋅的質(zhì)量。例3 將6 g含氧化銅雜質(zhì)的銅與氫氣充分反響后，冷卻，稱量得金屬銅的質(zhì)量為5.2 g。求原混合物中金屬銅的質(zhì)量分數(shù)。圖示表征：由兩個圖示可以看出，6 g和5.2 g這兩個數(shù)據(jù)均不能直接代入化學方程式進展計算，因為它們都混合物的質(zhì)量。而由圖中很容易地可以發(fā)現(xiàn)，6 g和5.2 g這兩個數(shù)據(jù)中都包含著“原來的銅，假如把它減去，那么氧化銅和生成的銅的質(zhì)量就可以代入化學方程式計算了，所以設原來的銅的質(zhì)量為m,那么M氧化銅6 gm,M生成的銅5.2 gm,將這兩個數(shù)據(jù)代入化學方程式計算即可直接求出原來的銅的質(zhì)量。CuO + H2 = Cu + H2O80 646 gm 5.2 gm列出比例式即可求出原來的銅的質(zhì)量，從而再求出金屬銅在原混合物中的質(zhì)量分數(shù)。由以上三個例題可以看出，用圖示表征法來分析較為抽象的化學