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《化學教育雜志》2015年第七期

摘要

教學的本質是信息的傳輸、加工和內化的過程。信息轉換是知識再生產與生產新知識相融合的一個思維過程。分析了信息呈現的多種方式，從“信息量多少、信息表征方式、信息的屬性”等方面闡述了信息的轉換方法策略。

關鍵詞

化學教學；信息轉換；文字信息；符號信息；圖表信息

教學的本質是信息的傳輸、加工和內化的過程。化學教學中信息十分豐富，如各種文字信息、語言信息、符號信息、圖表信息、音像信息、實物信息等。這些信息有的簡單易懂、易學，便于接受和內化，有些則隱含、復雜，難理解和消化。要做到化隱為現，變難為易，變復雜為簡單，變生疏為熟悉，變未知為已知，就需要教師探索創新教學方法，優化教學策略，提高教學效益。

1化學教學中的信息轉換觀

信息轉換是解決問題過程中信息流的加工和相互作用的過程，并且可以看出信息轉換在培養和訓練集體成員解決問題過程中的加工和相互作用的過程［1］。換言之，信息轉換是知識再生產與生產新知識相融合的一個思維過程。通過不同信息源獲取的各種信息材料，輸入大腦，進行編碼、貯存，并經過大腦思維，進行篩選、組合等多形式、多頻次的再加工。通過轉換信息形式，逐漸內化為學生的知識和能力，并賦予個性化的理解，以一種或多種不同形式的信息貯存。課堂教學中，信息轉換無時不在，無所不在。因此，教師要利用教材、生活、媒體等各種信息源，有效地實施信息加工和轉換。教學信息形式轉換得越好，在信息流動過程中失真、失散也越少，學生接收的信息量也越多，獲得的知識量也越大，能力提升也越快。相反，如果教學信息轉換得不好，就會造成信息離散、失真，學生獲得的信息量就會減少，所獲得的知識也減少，能力提升也慢。所以，科學有效地實施信息轉換，在化學教學中有著十分重要的意義。

2豐富多彩的信息

呈現方式化學教學中的信息形式多樣，精彩紛呈。

2．1文字信息文字是人們為了實現信息交流、信息貯存、信息加工所創造的一種約定的形象符號。化學學習中學生離不開對教材等各種文本的學習，從這些文字中學生提取到需要和有價值的信息。同樣，教學過程中教師簡明扼要的板書也是學生獲取信息的重要途徑。

2．2語言信息語言是一種符號系統，是一種交際和思維的工具。課堂教學更是如此。化學教學中大部分內容是通過語言信息來傳輸的，這其中既有知識信息的密碼，更有師生之間的情感交流和思維碰撞。

2．3符號信息在信息傳輸系統中，視覺信息符號能有序地指引并實現信息的導向功能。有效地進行視覺信息符號的設計與傳播，是信息傳輸中的重要環節。化學教學中有各種各樣的信息符號，如表示物質組成的元素符號，表示化學反應的化學方程式，表示原子內部結構的原子結構簡圖、電子式、核外電子排布式、軌道表示式，表示分子結構的結構式，表示物質電離能力的電離方程式等。直觀簡單的化學符號信息表達了豐富的化學含義，成為研究化學和學習化學特有的語言。

2．4圖表信息圖表作為一種重要的信息源，通過豐富多彩的圖像、表格或物理圖形等信息視覺化表達。圖表信息在化學教學中應用十分廣泛，如蘇教版《化學1》［2］正文中涉及到的圖形有：實物圖、物質分類樹狀圖、物質轉化關系圖、物質制備流程圖、分子模型圖、原子結構模型圖、實驗裝置圖、實驗操作示意圖、物質（元素）含量柱形圖、物質性質及應用示意圖等圖片79幅，另有表格24個。這些可視化圖表信息很好地將所研究對象的屬性或數據直觀、形象地呈現在學生面前，大大降低了在信息傳遞過程中的衰減和弱化，使信息更加清晰、高效地傳遞。

2．5音像信息隨著信息技術的不斷發展，音像信息逐漸被人們所重視，通過音像信息將形、聲、色、光等有機地結合起來，不僅能激發學生的學習興趣，增加教學容量，拓寬學生的知識面，而且在化學直觀教學中有明顯的優勢，能使復雜問題簡明化，抽象問題形象化。

2．6實物信息實物信息是對具體的實物或事物觀察過程中直接產生的有關信息。如通過具體實驗清晰觀察和感受到物質的消耗與生成，并伴隨發光、發熱、產生沉淀或氣體以及氣味等。這些直觀、生動、形象的客觀存在的實物信息，讓學生真切感受到知識的真實、可信。

3信息轉換的方法策略

化學教學中信息轉換的方式很多，教學中要根據不同的教學內容、教學目標以及學生實際，選擇恰當的轉換方法與策略。

3．1從信息量多少看

3．1．1聚斂式轉換聚斂式（多對一或多對少）轉換是指將有關的信息集中起來，進行分門別類的整理，使原本零散、龐雜的信息組成系統，使其變成條理分明、相互聯系、脈絡清楚的信息源，并以某一目標為歸宿，對信息進行抽象概括，使之朝一個方向集中、聚斂，從而找出事物的共同點，最終獲得某種結論或規律。如在化學平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡中，雖然影響這些平衡的因素很多，有溫度、濃度、壓強、同離子、酸堿性等，但是平衡移動的規律是一樣的，平衡總是朝著削弱這種改變的方向移動（聚斂）。同時它們的平衡常數也有一個共同的特點：只與溫度有關，與其他條件無關，即平衡常數只是溫度的函數。

3．1．2發散式轉換發散式（一對多或少對多）轉換是以某一信息為出發點，多角度、全方位引出問題，展開思維。這種轉換不依常規，尋求變化，從不同側面、不同角度、不同方向對給出的信息進行“再生”處理，獲得多種信息和答案。如在元素化合物知識復習時，從二氧化硫的化學式（分子式）可解讀出如圖1所示信息。

3．1．3對等式轉換在不改變問題或事件本質的前提下，將原有一個或幾個信息轉換成簡便或易于理解或易于解答的一個或幾個新信息。這種變換不僅可以達到變難為易的效果，而且還可以幫助我們巧妙地找到解決問題的方法。如：在體積不變的密閉容器中充入1molNO2，建立如下平衡：2NO2N2O4，并測得NO2的轉化率為a％。在其他條件不變時再充入1molNO2，待建立新平衡后，又測得NO2的轉化率為b％，則a和b的大小關系為：A．a＜bB．a＞bC．a＝bD．不能確定分析：很明顯，若直接按題目描述的過程進行分析，解題十分困難，如果突破常規思維模式的束縛，進行等效變換（圖2），問題將迎刃而解。假設狀態Ⅰ容器體積擴大為原來的2倍，構造中間狀態Ⅲ，其他條件不變時，狀態Ⅰ和狀態Ⅲ等效，故NO2轉化率相同。再將狀態Ⅲ體積壓縮至狀態Ⅱ，依據平衡移動原理不難看出，平衡向正反應方向移動，NO2轉化率提高。因此，b＞a，則A選項正確。

3．2從信息表征方式看

3．2．1文字與符號的轉換文字和符號既是信息表達的手段，也是信息交流的載體。都承載著傳遞、加工和貯存化學知識的功能，都是化學思維的重要工具。在教學中文字與符號可以進行互換，以何種形式轉換視具體情況而定。如在學生剛步入化學殿堂時，化學反應都是用文字來表達。例：鐵和硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵。當學習了元素符號等有關知識后，上述反應可表示為：Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4，這種表達更加簡明直觀。所以用元素符號、離子符號、原子結構簡圖、電子式、電子排布式、分子式、結構式、結構簡式、化學反應方程式、電離方程式、熱化學反應方程式等符號貯存和記憶物質組成、結構和變化規律更為科學。

3．2．2文字與圖表的轉換文字與圖表的轉換是信息轉換最常見和最基本的形式。文字到圖表的轉換：該轉換方式是將文字內容轉化為圖像或圖表，用直觀的圖像或圖表來表述冗長煩瑣的文字內容，達到以圖釋文目的。例如：硫及其化合物的二維關系圖（圖3），從物質類別、硫元素的化合價及氧化還原反應等多維度清晰地呈現了元素化合物之間的轉化關系，避免文字表達的煩瑣。圖表到圖表的轉換：教學過程中，常常將課本中的插圖轉化為其他形式的變式圖，變換思維角度，培養學生多角度思考問題的習慣，并幫助學生深化對圖表內容的理解和記憶。如美國《化學：概念與應用》上冊教材中“爬梯子”［3］就是一種圖片之間的轉換（圖4）。將原子核外電子能層與爬梯子進行對比轉換，充分利用學習者所熟悉的生活情境，形象地展示了電子能級及其躍遷的有關知識，幫助學生理解并形成抽象概念，加深對這一知識的記憶。

3．2．3文字、符號與圖表的轉換化學教學中時常會出現多種表達方式之間的相互轉換。如在探討氧化還原反應與4種基本化學反應類型之間關系時，通過對不同形式表征方式的互換促進學生的理解和記憶。置換反應都是氧化還原反應，復分解反應都不是氧化還原反應，分解反應、化合反應部分是氧化還原反應，部分是非氧化還原反應。另外，還有文字與文字、符號與符號、符號與圖表等形式的轉換。

3．3從信息的屬性看

3．3．1定性與定量的轉換非實驗性的，自然情境中的資料或信息，一般不用數量形式來表達，它更加突出在意義建構、經驗積累、語言描述等。這往往只是一種定性的感性認知，并沒有從事物的本質去考量。定量則要求從被研究對象的某些具有代表性的特征入手，通過測定某些物理量的變化或某些因素間物理量的變化規律，對事物及其運動的量的屬性做出回答，從本質上理解和認識事物。如對元素的非金屬性認知，可從元素在周期表中的位置、氫化物的穩定性及其形成難易、非金屬單質之間的置換反應、最高價氧化物對應水化物的酸性強弱等入手。而造成元素性質差異的根本原因是原子的內部結構，決定于原子得失電子的能力。所以，從本質上看，衡量元素非金屬性強弱要依據元素電負性的大小（定量）。

3．3．2具體與抽象的轉換人類對事物本質屬性的認識，是由現象到本質，由具體到抽象，由淺入深的漸進過程。感性認識常來自于對某些具體實踐的思考；而理性認識則來自于對這些初步認識的概括和抽象的過程，從而達到對事物本質屬性的認識。因此，只有從具體的感性認識上升發展為抽象的理性認識以后，才容易納入原有的認知結構中，才可以轉換為運用的能力，才能為更高級的抽象提供基礎和保證。教學中有許多數量關系都是從具體生活內容中抽象出來的。因此，課堂教學應該充分利用學生的生活實際，運用恰當的方式進行具體與抽象的轉換，把具體生活常識抽象轉換為教學內容。如，燃燒與滅火是生活中屢見不鮮的現象，如何才能促進物質燃燒或進行滅火，需要在眾多現象中抽象出燃燒的基本要素。即有可燃物和助燃物，溫度要達到著火點。

3．3．3宏觀與微觀的轉換在宏觀物質、微觀粒子和化學符號之間建立聯系，是化學科學特有的思維方式［4－6］。物質在宏觀上所表現出的各種屬性，其本質決定于微觀粒子的微觀結構，所以進行宏觀與微觀的轉換有利于全方位、多角度地認識客觀事物。如一氧化碳和氮氣，從物質組成（CO和N2）上看完全不同，但它們的性質卻十分相似，其根本原因在于分子結構相似（互為等電子體），分子中都存在共價三鍵（C≡O、N≡N），且鍵能相近，這使得2種看似毫不相干的物質卻有著相同或相似的性質。

參考文獻

［1］金海舟．教學月刊：中學理科版，2001（10）：3－5

［2］王祖浩．普通高中課程標準實驗教科書：化學1．南京：江蘇教育出版社，2009

［3］朱亞萍，王后雄，彭慧．化學教育，2012，33（1）：7－9

［4］張丙香，畢華林．化學教育，2013，34（3）：8－11

［5］謝兆貴．化學教育，2011，32（11）：25－27

［6］畢華林，黃婕，亓英麗．化學教育，2005，26（5）：51－54

作者：孫天山 單位：無錫市輔仁高級中學