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有“形”的翅膀

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摘 要:在对科学知识分析中,有时很难用语言来表达其中的意思,这时,如果能作幅图,或者例个表就能达到一图胜万语的效果。然而初中学生极其缺乏借助于图像来分析问题、解决问题的能力。本文作者阐述了在实际教学中帮助学生如何构建与知识有关的图像,并借助其分析、归纳相应的知识观察能力、收集和处理信息的能力、利用图像分析和解决问题的能力。

关键词:学生 作图 思维能力

科学课堂上,我们教师在对科学知识分析中,有时很难用语言来表达某个知识点的意思,便选择作图、列表分析,然后对照图形来对学生讲解。因为图形往往能让抽象意义跃然纸上,尤其是物质科学知识中的数量一目了然。

但是目前的现状是,学生作图意识和能力都十分不容乐观,表现在:

(1)缺乏作图分析题目的意识:学生对作图不以为然,觉得那是题目以外的事情;

(2)缺乏利用图形分析问题能力:学生对往往习惯于数据演算,缺少作图思考的能力,或者根本不会作图,这在尤其在科学受力分析与电路分析中影响是很大的。

因此,笔者试图从作图意识、作图习惯和作图方法的角度出发,进行摸索、探讨和研究,让学生形成观察、实验、收集和处理信息的初步技能、利用图像分析和解决问题的能力,以及利用图像表达和交流的能力,从而提高学生的科学素养。

一、创设情景,培养学生作图的意识

培养学生作图的意识是养成作图分析习惯的首要前提. 如果一名学生对作图抱着无所谓的态度,觉得那是题目以外的事情;遇到物理力学、电学问题只是死动脑筋,或者用眼看看。而不愿意在纸上涂涂画画,这样的思维效率是很低的。教师既要多进行一些作图的演示,同时又要多让学生经历作图的过程,以刺激学生的感性神经,让学生感悟到作图在解科学题目中的突出优势,体验到作图的神奇魅力. 从而使学生从内心真正萌发作图的意识.

例如:向一瓶含少量氯化铁溶液的盐酸溶液中,逐渐加入氢氧化钠溶液,产生沉淀的质量与所加入的氢氧化钠溶液的关系?

这道题目关键是审题时要知道加入氢氧化钠溶液是先和盐酸反应的,待盐酸反应完后,才与氯化铁溶液产生沉淀。教师讲解时要着重分析知识,分析发生化学反应的情况。让学生理解这两个反应有个时间差,有了这样的情境创设,学生肯定想知道怎样去体现这个时间差。这就达到了促进学生作图的意识,这时教师引导学生共同完成图像表达如右图。

二、要让学生掌握作图的方法

作图是一个种极其有效的工具,通过作图可以帮助学生建立清晰的思维模型,学生的思路会豁然开朗,一些疑难障碍会迎刃而解。为了给学生的思考提供一个有效的路径,基本的作图方法指导还是有必要的。

比如说,科学问题经常要用到图像来解析,科学题目中的作图解析的步骤我一般分如下几步:

第一步:认真审题。在平时的教学中,教师要有意识地培养学生认真审题,规范答题的好习惯,如平时练习中就可以适当加强阅读题的训练,要求学生对试题中的关键字、关键词、关键句作好标记,从而帮学生理解题意。对学生出现的科学概念、用语等方面要从严要求,帮助理解。题目的解析首先是要通过审题这个过程来逐步实现的。

第二步:分析得出表达式。在审题的基础上,利用数学函数、等效替换、二力平衡、及各种物理公式等方法列出关系式。

第三步:根据关系式作图。在关系式的基础上,利用描点等方法作出因变量随自变量的关系图。

例如:讲解这样一道化学题:将相同质量的镁与铁,放入两杯相同质量的稀硫酸中,直到反就不再产生气泡为止,观察到固体无剩余,取反应后所得溶液,测得PH值小于7,则关于两种金属产生气体的质量与反应时间,下列说法正确的是( )

A.两者产生气体的质量相等

B.镁产生的气体质量多

C.铁产生的气体质量多

D.两者反应时间相同

这道题目审题时首先要明白的知识点是镁、铁的金属活动性强弱,由于镁的活动性强,相同质量的镁、铁,定是镁先反应完,所以镁所消耗的时间要少些(即拐点定然是镁在先),而产生气体的质量(若两者都为24克):

则X的质量一定大于Y,而这种讲解则显得有些苍白,若用图像来表达,就可达到一目了然的效果。而此时学生也应该会有相同的想法,这时教师引导学生作如下二级坐标图,便可达到较好的教学效果。

操作时一定要让学生先认真审题,先确定自变量和因变量,再确定横坐标、纵坐标所表示的量,还要确定单位,然后作线段来表示,题中的数据要在相应的线段上标出,而且单位必须是统一的。看到的面用实线表示,看不到的面用虚线表示。

初中科学常用的作图还有受力分析、电路分析等等。

例《电功率》学习中,甲、乙两灯泡额定电压都为110V,额定功率P甲=100W、P乙=40W,两灯串联接在电压恒为220V电路上,比较亮的是哪只灯?

这种题目如果不自身画图,学生经常错误地以为两灯正好平分220V,即各110V,从而错误地以为是100W的甲灯亮。而如果把这题目的图画在草稿纸上,如上图。

就能察觉到因为电流相同,两灯电阻不同,所以电压并不相等,但是两灯泡电流相等,便能根据P=I2R判断电阻大的实际功率大,从而得出乙灯亮的正确结论。

三、勤于动手,养成良好的作图习惯

作图不仅是一种方法,更是一种习惯. 养成作图的好习惯,对于提高学生的问题解决能力会大有裨益。 为了使学生养成良好的作图习惯,我们在批改作业时不仅要看学生的列式解答,也要看学生的作图过程,要充分关注学生的思维脉络. 对于一些好的作图,可在全班展示,对于一些不规范的作图要耐心纠正. 有一些题目对作图依赖性很强,我们必须要求学生先作图再解答。如酸碱盐练习中经常出现的一些溶质的质量分数变化问题,首先要理清量对应关系后,再作图解答,只有养成良好的作图习惯,学生的思维才会有序推进,从而提高解题的效率.

以学习《二力平衡》知识为例,学生在做练习时,如果只在脑子中想象,是很容易得出错误结论的。有一次问学生静止在水平地面上的物体有没有受到摩擦力,有的学生认为有摩擦力。审题时先理解知识:摩擦力的方向是与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反的。而此时物体没有发生相对运动,也没有相对运动趋势,因而它没有受到摩擦力,随即作如右图,这样便有了一目了然的效果。

总之,我认为优秀的图像对学生思维能力的发展是有极大的好处的,作图是学习科学常用的读书方法,心有所感,笔墨追录。教师应帮助学生形成良好的作图意识,掌握正确的作图方法,并养成良好的作图习惯,这就好比为学生安上了一对有“形”的翅膀,借助作图能力的提高,从而在科学的广阔天地中飞得更高!

参考文献:

[1].焦继红.《义务教育初中科学课程标准》.北京师范大学出版社 2011年.

[2].蔡铁权/姜旭英.《科学课程与教学研究》.浙江大学出版社 2012年.

[3] 王贵忠 周瑞琴.物理教学中要重视审题能力培养.晋中师范高等专科学校学报 2012

[4] 《第56号教室的奇迹》 (美)雷夫.艾斯奎斯著;傅林译 中国城市出版社 2012