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化學(xué)建模論文:建模思想在高中化學(xué)解題的應(yīng)用

高中化學(xué)在高考中所占分值較大，對(duì)于學(xué)生的邏輯判斷能力以及抽象推理能力提出了很高的要求．同時(shí)，高中化學(xué)所涉及的范圍較大，考察題型眾多，題量大，都對(duì)學(xué)生的做題效率與質(zhì)量提出了很高的要求．因此，通過(guò)建立建模思想開展高中化學(xué)習(xí)題的應(yīng)用解答研究就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義．

一、逐項(xiàng)分析法在化學(xué)試題解答中的應(yīng)用

在化學(xué)習(xí)題中，選擇題占分值比例較大，對(duì)每個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行逐個(gè)分析，進(jìn)而推出正確選項(xiàng)，在習(xí)題解答中較為常用．同時(shí)，在高考化學(xué)中，定性分析選擇題以基本理論、物質(zhì)性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)等為重要的出題基礎(chǔ)，著重考察學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)技能的掌握程度．常見的出題形式都會(huì)將正確選項(xiàng)摻雜在錯(cuò)誤選項(xiàng)中，并且錯(cuò)誤選項(xiàng)帶有較高的迷惑性．例如常見的知識(shí)點(diǎn)有:實(shí)驗(yàn)分析原理、有機(jī)化學(xué)、離子是否能夠大量共存等．如下題所示:有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族;X+與M2－具有相同的電子層結(jié)構(gòu);離子半徑:Z2－＞W(wǎng)－;Y的單質(zhì)晶體熔點(diǎn)高、硬度大，是一種重要的半導(dǎo)體材料．下列說(shuō)法中，正確的是()．A．X、M兩種元素只能形成X2M型化合物B．由于W、Z、M元素的氫氣化物相對(duì)分子質(zhì)量依次減小，所以其沸點(diǎn)依次降低C．元素Y、Z、W的單質(zhì)晶體屬于同種類型的晶體D．元素W和M的某些單質(zhì)可作為水處理中的消毒劑正確答案為D．在上題中，重點(diǎn)考察元素周期表與元素周期律，涉及范圍較廣，例如:單質(zhì)、化合物、晶體、氫鍵等等，是一道多知識(shí)點(diǎn)的綜合題型．運(yùn)用逐項(xiàng)分析法之前，應(yīng)對(duì)題型進(jìn)行大概判斷，確定使用元素周期表工具，并結(jié)合元素周期律，可以從位、構(gòu)、性上對(duì)X、Y、Z、W、M等分別進(jìn)行判斷，分析可知，X/Y/Z/W/M分別是:Na/Si/S/Cl/O．確定元素后，開始下面選項(xiàng)的逐項(xiàng)分析．在實(shí)際的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)很多的學(xué)生在此類型的習(xí)題時(shí)，題目往往都是一知半解，就開始做分析下面的選項(xiàng)，而逐項(xiàng)分析法在選擇題的解答中，不應(yīng)盲目對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析，而是要認(rèn)真研讀題目，在對(duì)題目進(jìn)行理性判斷的基礎(chǔ)上重點(diǎn)研讀選項(xiàng)，否則單純針對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析，只會(huì)降低做題效率．

二、特例反駁法在化學(xué)解題中的應(yīng)用

特例反駁法適用于化學(xué)試題選項(xiàng)較多，每個(gè)選項(xiàng)都有正確性成分在其中，學(xué)生需要了解自己所接觸到的知識(shí)點(diǎn)中，有一個(gè)能夠作為特例的原理從而將其作為參考項(xiàng)對(duì)各個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行排除．這種技巧從側(cè)面開辟了一個(gè)途徑，降低了學(xué)生做題的效率，提高了做題的質(zhì)量．如下題所示:某鈉鹽溶液中可能含有NO－2、SO2－4、SO2－3、CO2－3．CI－、I－等陰離子．某同學(xué)取5份此溶液樣品，分別進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):①用pH計(jì)測(cè)得溶液pH大于7②加入鹽酸，產(chǎn)生有色刺激性氣體③加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，且放出有色刺激性氣體④加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀溶于稀硝酸且放出氣體，將氣體通入品紅溶液，溶液不褪色⑤加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，在濾液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)溶液，再滴加KSN溶液，顯紅色．該同學(xué)最終確定在上述六種離子中含有NO－2、CO2－3、CI－三種陰離子．請(qǐng)分析，該同學(xué)只需要完成上述哪幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，即可得出此結(jié)論．A．①②④⑤B．③④C．③④⑤D．②③⑤正確答案為B．在上題中，關(guān)鍵點(diǎn)是NO－2的檢驗(yàn)，在化學(xué)教學(xué)中，關(guān)于此知識(shí)點(diǎn)的解決較為常見，如果學(xué)生對(duì)于此離子的檢驗(yàn)方式不熟練，就會(huì)干擾到其他選項(xiàng)的排除．因此，在教師教學(xué)中，要加強(qiáng)重視相近實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的區(qū)別對(duì)待．

三、圖形建模思想的應(yīng)用

將知識(shí)點(diǎn)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，通過(guò)概念圖、網(wǎng)絡(luò)圖、對(duì)比圖的形式進(jìn)行對(duì)比與梳理，從而能夠有效發(fā)現(xiàn)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，在解題中少走彎路，提高做題效率．例如，下圖是氮族元素中N及化合物知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖:在實(shí)際的解題過(guò)程中，可以將此圖牢記，在解答關(guān)于化學(xué)方程式時(shí)，可以充分利用此圖答題．在上圖中，各個(gè)元素之間的關(guān)系被明確標(biāo)出，它們之間存在怎樣的聯(lián)系，如何運(yùn)用這種聯(lián)系，教師可以在教學(xué)活動(dòng)中展開．學(xué)生在運(yùn)用此圖時(shí)，應(yīng)首先對(duì)各個(gè)點(diǎn)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行熟悉．對(duì)比圖在化學(xué)解題中的應(yīng)用十分廣泛，通過(guò)對(duì)相近、相似或者是相關(guān)概念，通過(guò)對(duì)比圖的表示，有利于學(xué)生理清做題思路．在高中化學(xué)的解題過(guò)程中，建模思想的熟練應(yīng)用是提高做題效率與正確的重要方法，需要教師在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，充分將建模思想貫徹到學(xué)生的頭腦中，在課下的習(xí)題練習(xí)中，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的檢查，使學(xué)生自覺養(yǎng)成建模思想．高中化學(xué)在高考中的比重決定了化學(xué)試題必須保證較高的準(zhǔn)確率，從而避免在化學(xué)科目中落下分?jǐn)?shù)．因此，建模思想的應(yīng)用應(yīng)繼續(xù)加以推廣。

作者：蔡沐虎 單位：江蘇揚(yáng)州寶應(yīng)縣安宜高級(jí)中學(xué)

化學(xué)建模論文:高中化學(xué)建模解題方法及其應(yīng)用

【摘要】文章首先介紹了高中化學(xué)建模解題方式的含義及使用步驟，進(jìn)而分析了幾種常見高中化學(xué)題目建模法解題的途徑。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；建模解題；方法；應(yīng)用

高中化學(xué)是我們每一位高中生都必須認(rèn)真學(xué)習(xí)的學(xué)科，但是高中化學(xué)又是一門極其抽象的學(xué)科，我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中往往會(huì)覺得很多題目的反應(yīng)過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，知識(shí)解題思緒混亂。而面對(duì)這些問(wèn)題的最佳解題方式便是建模法，通過(guò)建模法將復(fù)雜繁瑣的化學(xué)反應(yīng)簡(jiǎn)易化和清晰化，進(jìn)而達(dá)到易于解題的效果。

一、高中化學(xué)建模解題方式的含義及使用步驟

（一）建模解題方法的含義

高中化學(xué)建模解題法指的是使用建構(gòu)模式的方式，解決實(shí)際問(wèn)題的一種高中化學(xué)解題方式。根據(jù)布魯姆教育目標(biāo)的分類原理觀察，可以將實(shí)際問(wèn)題通過(guò)概括和抽象處理之后，將其轉(zhuǎn)化為模型給以表達(dá)出來(lái)；然后再利用所掌握的化學(xué)題目解題的方法和知識(shí)對(duì)建立的模型進(jìn)行進(jìn)一步分析；最后再將模型給以推廣，通過(guò)類比的方式實(shí)現(xiàn)一類問(wèn)題的解答[1]。

（二）建模解題方法的解題步驟

在高中化學(xué)建模法的應(yīng)用解題步驟上分為以下幾個(gè)部分。對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行審題―抽象、概括―建立模型―模型解讀―分析模型―解答模型問(wèn)題―解決實(shí)際問(wèn)題[2]。

二、常見高中化學(xué)題目建模法解題分析

（一）建構(gòu)等效化學(xué)式模型

例一：已知現(xiàn)有KCl和NaCl的混合物，在該混合物中a%為Cl元素質(zhì)量，求該混合物中K、Na的質(zhì)量占比各為多少？

首先對(duì)題目進(jìn)行觀察，混合溶液中求兩個(gè)陽(yáng)離子的質(zhì)量比，其陰離子為一種元素，對(duì)陽(yáng)離子的質(zhì)量進(jìn)行觀察K為39，Na為23，可知K比Na大16，而16剛好是O的分子量，所以可以將K使用Na和O進(jìn)行代替，即將KCl，建模等效為NaClO，如圖1所示。

然后在建立的模型內(nèi)進(jìn)行題目的解答。去100g作為研究的對(duì)象，將NaCl視為一個(gè)整體，故此可以在混合溶液中的各個(gè)元素含量有n（K）=n（O），n（NaCl）=n（Cl）。

因此K的含量比K%=（100-58.5a/35.5）/16，Na的含量等于1減去K的含量比和Cl的含量比，為Na%=1-a%-K%。

這類混合溶液的問(wèn)題，在高中化學(xué)中是十分常見的一類問(wèn)題，文章所舉的例題是較為簡(jiǎn)單的一道題，是實(shí)際的題目中可能溶液中含有的元素成分更為復(fù)雜，甚至還可能會(huì)在混合后發(fā)生一些反應(yīng)。我們?cè)诮鉀Q這類問(wèn)題時(shí)，需要重點(diǎn)找到溶液中固定不變的元素含量，并且找到其他元素含量之間的系數(shù)關(guān)系，建模法是解決該類問(wèn)題的有效解題方式之一，其可以很大程度上將一些復(fù)雜的計(jì)算步驟給以避免，出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性更低。但是建模法也并不是唯一的解題方式，也不一定是最佳的解題方式，還需要我們面對(duì)實(shí)際題目時(shí)，根據(jù)題目的具體情況選擇最佳的解題方式[3]。

（二）建構(gòu)等效化學(xué)反應(yīng)過(guò)程模型

例二：已知有10毫升的鹽酸溶液，其摩爾濃度為0.001mol/L，此時(shí)向該鹽酸溶液中倒入相同濃度的氨水，直至溶液的濃度達(dá)到pH=7，請(qǐng)問(wèn)以下關(guān)系式正確的有（）

A c（Cl-）C（OH-）>c（NH4+）>C（H+）

B c（NH4+）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）

C V（總）

D V（總）>20毫升

面對(duì)該類題型我們?cè)诮獯饡r(shí)也可以首先考慮使用建模法的方式進(jìn)行解題。我們可以清楚10毫升的鹽酸溶液，其摩爾濃度為0.001mol/L，如果加入10毫升的氨水溶液，其摩爾濃度也為0.001mol/L，那么兩者會(huì)出現(xiàn)完全的反應(yīng)，所以最后生成的NH4Cl，故此溶液呈現(xiàn)酸性，因此需要達(dá)到pH=7，就需要繼續(xù)向溶液中加入氨水溶液，因此必然氨水溶液的體積大于鹽酸溶液，因此兩者混合的總體積必然大于二倍鹽酸溶液體積，大于20毫升，因此D選項(xiàng)正確，C錯(cuò)誤。然后我們就可以將整個(gè)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行等效的建模.

然后對(duì)剩余的兩項(xiàng)選項(xiàng)進(jìn)行觀察，其中A選項(xiàng)c（Cl-）C（OH-）>c（NH4+）>C（H+），溶液中陰離子總數(shù)不可能大于陽(yáng)離子總數(shù)，因此為錯(cuò)誤選項(xiàng)。然后對(duì)建模構(gòu)成進(jìn)行觀察，可知在溶液中必有c（Cl-）+C（OH-）=c（NH4+）+C（H+）。而最后溶液又呈中性，所以C（OH-）=C（H+），c（Cl-）=c（NH4+），而顯然最后生成溶液為NH4Cl，所以c（Cl-和c（NH4+）必然會(huì)大于C（OH-）和C（H+），因此B選項(xiàng)c（NH4+）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）正確，最后正確答案為B、D。

這類元素單質(zhì)及化合物在高中化學(xué)知識(shí)體系中，也是考察很多的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并且該類題型的難度一般較大，在高考的選擇題中屬于中上難度的題目。而這類題型最大的特點(diǎn)便是反應(yīng)十分復(fù)雜，并且元素之間的關(guān)系也多，而這也是建模法應(yīng)用其中的原因，可以通過(guò)使用建模清晰將反映過(guò)程表示出來(lái)，進(jìn)而對(duì)化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程進(jìn)行直觀的表達(dá)，對(duì)我們解決該類問(wèn)題很有效果。

結(jié)束語(yǔ)：

高中化學(xué)建模解題法指的是使用建構(gòu)模式的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題解答的一種高中化學(xué)解題方式。文章以自己在化學(xué)學(xué)習(xí)中的感觸為背景，簡(jiǎn)易闡述了建構(gòu)等效化學(xué)式模型、建構(gòu)等效化學(xué)反應(yīng)過(guò)程模型兩種建模法的應(yīng)用途徑，希望可以給更多的同學(xué)以感觸和啟迪。

化學(xué)建模論文:新課標(biāo)下高中化學(xué)建模教學(xué)探究

【摘 要】新課標(biāo)背景下，構(gòu)建主義理論逐漸成為新的教學(xué)指導(dǎo)理論思想。在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)建模的教學(xué)形式為學(xué)生創(chuàng)設(shè)化學(xué)模型，幫助學(xué)生從知識(shí)的實(shí)際原型和實(shí)際背景出發(fā)來(lái)探究知識(shí)的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的能力。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 構(gòu)建主義 建模教學(xué)

新課標(biāo)背景下，構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論所倡導(dǎo)的教學(xué)模式成為現(xiàn)代教學(xué)的主流模式。提出教學(xué)是借助自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)去主動(dòng)構(gòu)造知識(shí)，而不是簡(jiǎn)單的知識(shí)遷移。因此，教師如何通過(guò)建模的形式幫助學(xué)生進(jìn)行概念的提煉、原理公式的歸納來(lái)揭示創(chuàng)造知識(shí)的思維過(guò)程，并進(jìn)行延伸和拓展，是一個(gè)值得探討的課題。

一、構(gòu)建主義和建模教學(xué)

新課標(biāo)的主要理論基礎(chǔ)是構(gòu)建主義的學(xué)習(xí)理論和多元智能理論，構(gòu)建主義者認(rèn)為學(xué)生是生活在社會(huì)之中的，學(xué)生因而是帶著經(jīng)驗(yàn)走進(jìn)教室，教學(xué)要從學(xué)生的興趣和需求出發(fā)，教師要為促進(jìn)學(xué)生理解而教；學(xué)習(xí)不是教師向?qū)W生傳遞知識(shí)的過(guò)程，而是學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)的過(guò)程。

現(xiàn)代教學(xué)的思想是鼓勵(lì)學(xué)生將學(xué)習(xí)的知識(shí)融會(huì)到現(xiàn)實(shí)的社會(huì)和真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)更要理解知識(shí)是如何形成。教師采用建模教學(xué)是通過(guò)構(gòu)建模型來(lái)讓學(xué)生模擬科學(xué)家來(lái)觀察、推斷問(wèn)題的成因，從而推理得出知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生獲得并運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。建模教學(xué)可以定義為，凡是涉及模型構(gòu)建、評(píng)價(jià)、修正過(guò)程的教學(xué)都可以稱為建模教學(xué)。

二、高中化學(xué)建模教學(xué)的內(nèi)容

在高中的化學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中，有許多知識(shí)都是以模型的形式出現(xiàn)，例如在物質(zhì)的量的概念當(dāng)中，以微觀粒子作為研究對(duì)象，常見的分子、原子、電子等。常見的化學(xué)教學(xué)模型可以分為三類：物質(zhì)模型、想象模型和符號(hào)模型。物質(zhì)模型即是以實(shí)物替代原型進(jìn)行研究。想象模型是思想中的抽象物質(zhì)對(duì)原型的反映。符號(hào)模型即采用特定的化學(xué)符號(hào)或排列形式來(lái)替代原型。

我們將高中常見教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模型分類如下表：

化學(xué)教學(xué)中常見的模型表

物質(zhì)模型 火力發(fā)電站模型 二次電池模型等

想象模型 晶體結(jié)構(gòu)、有機(jī)分子結(jié)構(gòu)等

符號(hào)模型 化學(xué)式、電子式、結(jié)構(gòu)式、電子云、電子軌道、離子方程式 、化學(xué)方程式等

三、高中化學(xué)采用建模教學(xué)的方法可提升學(xué)生思維能力

（一）強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的常規(guī)建模教學(xué)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生是在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上對(duì)新知識(shí)進(jìn)行重新構(gòu)建并建立起新舊知識(shí)間實(shí)質(zhì)的聯(lián)系，完成對(duì)新知識(shí)的定義。在知識(shí)的構(gòu)建過(guò)程中注意知識(shí)的螺旋式上升，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由典型到普遍，避免不顧學(xué)生的客觀感知能力，片面強(qiáng)調(diào)模型的復(fù)雜性和特殊性的現(xiàn)象。在疑難問(wèn)題的處理上方法要得當(dāng)，通過(guò)將問(wèn)題簡(jiǎn)化、假設(shè)等方式把問(wèn)題模型化。再通過(guò)類比、對(duì)照等方式來(lái)找出解決問(wèn)題的方法和思路。

例如微觀粒子、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)平衡等，在日常生活中學(xué)生難以觀察和接觸到這些內(nèi)容。對(duì)這一類問(wèn)題就需要結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)，以科學(xué)的建模思維方式來(lái)解決。

如，在分子立體結(jié)構(gòu)新課教授過(guò)程中出現(xiàn)的“SP型的三種雜化”，它們分別出現(xiàn)的直線型、平面三角形和正四面體結(jié)構(gòu)中，學(xué)生對(duì)此往往難以理解。為此可以通過(guò)結(jié)合實(shí)際，巧妙構(gòu)思，構(gòu)建合適的模型來(lái)幫助學(xué)生理解：通過(guò)觀察模型圖（如圖1）可發(fā)現(xiàn)，各個(gè)雜化的軌道和生活中的氣球比較形似，這樣在課堂上就可以利用氣球來(lái)作為分子立體結(jié)構(gòu)模型，幫助學(xué)生理解分子立體結(jié)構(gòu)。SP型的雜化即為對(duì)應(yīng)兩個(gè)氣球黏在一起的組合，形成了一個(gè)直線型的結(jié)構(gòu)。SP2的雜化類比三個(gè)氣球黏在一起形成了平面三角形。SP3的雜化則對(duì)應(yīng)四個(gè)氣球黏在一起，形成正四面體結(jié)構(gòu)。通過(guò)氣球形狀的類比，方便學(xué)生理解SP雜化的問(wèn)題。

建模教學(xué)的思想即是遵循學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的心理特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)從已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，將問(wèn)題與生活實(shí)踐相關(guān)聯(lián)，即形象生動(dòng)又活潑豐富的建模活動(dòng)可以讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，又可以讓學(xué)生投入到實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程中，自己去探索、實(shí)踐以獲得知識(shí)，同時(shí)學(xué)會(huì)了如何探究問(wèn)題。

（二）拓展建模教學(xué)模式

在教學(xué)中，除了教會(huì)學(xué)生基本的建模形式，更要盡可能地拓展學(xué)生的視野，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，發(fā)散思維。在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上通過(guò)遷移來(lái)對(duì)新的情景進(jìn)行新的信息加工，學(xué)會(huì)將原有知識(shí)創(chuàng)造性地構(gòu)建到新的情景模式當(dāng)中，以便學(xué)生學(xué)會(huì)自我學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，以達(dá)到突破課本上知識(shí)的局限，能夠自己建模從而培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新精神。

例如，在高考題中常見的化工流程題目。工業(yè)流程的主要框架（如圖2所示）。

原料Ⅰ預(yù)處理Ⅱ 分離提純Ⅲ核心反應(yīng)產(chǎn)物

此模型的規(guī)律：主線主產(chǎn)品，分支付產(chǎn)品，回頭為循環(huán)?？梢詤⒄沾四Ｐ?，將遇到的問(wèn)題按此結(jié)構(gòu)逐一分解，結(jié)合自己所學(xué)到的知識(shí)對(duì)它進(jìn)行分析、探究，最后解決問(wèn)題。例如：

按照前述的流程進(jìn)行分解，簡(jiǎn)單劃分后比照模型就可以發(fā)現(xiàn)，分別對(duì)應(yīng)原料預(yù)處理、除雜凈化，反應(yīng)條件的控制，產(chǎn)品的分離提純?nèi)齻€(gè)主要步驟。把問(wèn)題化分為幾個(gè)步驟進(jìn)行解答，就可將解題的思路簡(jiǎn)化，快速得出解決該類題目的方法和步驟。

在建模教學(xué)中，不局限于原有問(wèn)題當(dāng)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生從問(wèn)題中尋找規(guī)律，使思維得到延伸。在教學(xué)當(dāng)中要設(shè)法給學(xué)生創(chuàng)設(shè)更多的情景，讓學(xué)生自己去建模并且有更多的機(jī)會(huì)獲得不同的結(jié)論，這樣才能引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，學(xué)會(huì)在探究中去發(fā)現(xiàn)、分析、歸納，從而獲得找尋知識(shí)過(guò)程當(dāng)中的快樂(lè)，在建模教學(xué)中找到科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，在知識(shí)的探索當(dāng)中培養(yǎng)出學(xué)生的獨(dú)立性和自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

（三）完善學(xué)生的自我建模能力的培養(yǎng)

在建模教學(xué)當(dāng)中要注重學(xué)生建模能力的培養(yǎng)。高中學(xué)生在建模教學(xué)當(dāng)中，要學(xué)會(huì)觀察，并逐步掌握發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的特點(diǎn)，將問(wèn)題抽象化、簡(jiǎn)化，從而抓住問(wèn)題的要點(diǎn)，建立相關(guān)模型。利用模型來(lái)架構(gòu)對(duì)應(yīng)問(wèn)題的情境，對(duì)信息進(jìn)行加工，對(duì)知識(shí)進(jìn)行聯(lián)想，自主構(gòu)建新的知識(shí)體系。

在建模過(guò)程中，注意對(duì)應(yīng)化學(xué)問(wèn)題與化學(xué)模型的適用范圍，不要盲目建模，從而產(chǎn)生偏差。化學(xué)模型不是一成不變的，在某個(gè)階段有其存在的合理性，但在另外條件下卻存在一定的差異性。例如，苯的凱庫(kù)勒式結(jié)構(gòu)模型中所存在的單雙鍵實(shí)際上并不存在。 因此在利用建模解決問(wèn)題的過(guò)程中，要反復(fù)評(píng)價(jià)模型的合理性和科學(xué)性，同時(shí)要注重問(wèn)題的局限性和階段性的特點(diǎn)，注重多種因素對(duì)建模的影響，這是培養(yǎng)學(xué)生建模能力的必備條件。

高中化學(xué)的建模教學(xué)模式是促進(jìn)高中化學(xué)課堂教學(xué)有效性的重要方式，通過(guò)建模的方式來(lái)幫助學(xué)生將簡(jiǎn)單的知識(shí)遷移轉(zhuǎn)化為知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

化學(xué)建模論文:初中化學(xué)基本技能學(xué)習(xí)課型建模及案例

摘 要：化學(xué)基本技能是化學(xué)學(xué)習(xí)的基石，包括基本實(shí)驗(yàn)技能、書寫化學(xué)用語(yǔ)技能和簡(jiǎn)單化學(xué)計(jì)算技能。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)基本技能 課型 案例 點(diǎn)評(píng)

義務(wù)教育階段的化學(xué)課程應(yīng)該體現(xiàn)啟蒙性、基礎(chǔ)性，要提供給學(xué)生未來(lái)發(fā)展所需要的最基礎(chǔ)的化學(xué)知識(shí)和技能，使學(xué)生從化學(xué)角度初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界，提高學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法分析和解決簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力。可見，化學(xué)基本技能是化學(xué)學(xué)習(xí)的基石。

一、基本模型

通過(guò)義務(wù)教育階段化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)初步學(xué)會(huì)使用常用儀器、熟練基本實(shí)驗(yàn)操作、繪制儀器和裝置圖、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、正確描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、規(guī)范書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)并能完成一些簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)；知道生活中的常見物質(zhì)組成、性質(zhì)及其在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，并能用精準(zhǔn)的化學(xué)術(shù)語(yǔ)加以表述；根據(jù)化學(xué)式、化學(xué)方程式等進(jìn)行簡(jiǎn)單化學(xué)計(jì)算。如圖1所示，這是我建構(gòu)的初中化學(xué)教學(xué)中“化學(xué)基本技能學(xué)習(xí)”的基本模型：

本模型是根據(jù)化學(xué)基本技能學(xué)習(xí)的一般規(guī)律，結(jié)合初中生的認(rèn)知心理特點(diǎn)而整合提出的，其中“訓(xùn)練與反思”貫穿于“化學(xué)基本技能學(xué)習(xí)”的始終。因?yàn)椋诨瘜W(xué)基本技能學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師必須注重課堂訓(xùn)練，要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生開展專題討論和交流活動(dòng)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)傾聽和分享，懂得比較和鑒別，培養(yǎng)他們善于從不同角度改進(jìn)自己經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)意識(shí)的能力，有效避免獨(dú)立探索中的局限性和片面性，形成對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的完整建構(gòu)。

二、操作說(shuō)明

1.準(zhǔn)備范例，簡(jiǎn)單感知

布魯諾認(rèn)為：“學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)是主動(dòng)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，而不是被動(dòng)地接受知識(shí)?！睂?duì)于化學(xué)基本技能學(xué)習(xí)，通過(guò)教師精心提供的范例或演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使之產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引發(fā)憤悱意識(shí)和需要學(xué)習(xí)的心理傾向。這樣，學(xué)生才能真正成為學(xué)習(xí)的積極探究者，而教師的作用則是精心創(chuàng)設(shè)適合的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極探究，而不是簡(jiǎn)單地傳輸知識(shí)。

2.組織引導(dǎo)，初步模仿

從某種意義上說(shuō)，學(xué)習(xí)的最好辦法就是模仿。對(duì)于化學(xué)基本技能的學(xué)習(xí)，可以通過(guò)模仿達(dá)到熟能生巧的地步，技能是通過(guò)練習(xí)而形成的合乎法則的活動(dòng)方式。學(xué)生的模仿練習(xí)，實(shí)質(zhì)上是學(xué)習(xí)者積極主動(dòng)地進(jìn)行意義建構(gòu)的過(guò)程。教師的組織引導(dǎo)，能成為學(xué)生建構(gòu)意義的協(xié)助者，幫助他們形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，建構(gòu)出所學(xué)內(nèi)容的意義。

3.指導(dǎo)評(píng)價(jià)，歸納總結(jié)

歸納總結(jié)，就是在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生探尋總結(jié)出所學(xué)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律的過(guò)程，是“頓悟”的過(guò)程。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中形成的對(duì)操作要點(diǎn)的認(rèn)識(shí)、化學(xué)用語(yǔ)的使用、基本的計(jì)算步驟等的理解，有些可能是片面的、不完全的，甚至是不規(guī)范的，但在這一過(guò)程中，教師除了給予學(xué)生足夠的思考時(shí)間外，還要對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行適時(shí)指導(dǎo)和評(píng)價(jià)。教師可組織學(xué)生在互評(píng)、點(diǎn)評(píng)、自評(píng)中解答問(wèn)題，規(guī)范操作。

4.提供支持，訓(xùn)練反思

教師在收集學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的困惑和錯(cuò)誤的基礎(chǔ)上，通過(guò)歸納、提煉而形成的具有典型性、代表性的問(wèn)題及變式訓(xùn)練，能幫助學(xué)生深化對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，進(jìn)而提煉出解決這類問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和系統(tǒng)解題的策略。在此學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師除了提供訓(xùn)練支持外，更是一位參與者、合作者、指導(dǎo)者。

5.點(diǎn)撥提升，拓展應(yīng)用

教師在學(xué)生進(jìn)行了大量的訓(xùn)練基礎(chǔ)上，可以用簡(jiǎn)練精辟的語(yǔ)言或鮮明生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)等方式指點(diǎn)學(xué)生，撥動(dòng)學(xué)生思維，揭示問(wèn)題實(shí)質(zhì)，幫助他們進(jìn)行思路接通，推動(dòng)思維延伸。

學(xué)生能在熟能生巧中總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)提煉出理論知識(shí)，然后再應(yīng)用理論更好地指導(dǎo)實(shí)踐。當(dāng)量變達(dá)到質(zhì)變時(shí)，學(xué)生的化學(xué)基本技能也就初步形成了。

三、教學(xué)案例

案例1：《檢查裝置的氣密性》學(xué)習(xí)

教師提供一套實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的簡(jiǎn)易裝置，引導(dǎo)學(xué)生感知問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)，首先要考慮如何檢查裝置的氣密性？

各小組通過(guò)閱讀教材內(nèi)容，交流并完成填空：先將 放入水中，再用 握住試管外壁或用 微熱，導(dǎo)管口有 冒出后，移開 或熄滅 ，若導(dǎo)管中水面 ，并形成一段 的水柱，則不漏氣。

學(xué)生在教師的組織和指導(dǎo)下，完成了圖3所示操作。

教師又組織學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)和組間評(píng)價(jià)，讓他們歸納、總結(jié)、反思出檢查裝置氣密性的原理、步驟、要點(diǎn)。

各小組通過(guò)討論并完成：如何檢查圖3所示裝置的氣密性？（供選實(shí)驗(yàn)用品有水、彈簧夾、注射器等）

通過(guò)小組交流、總結(jié)，在教師的點(diǎn)撥下得出檢查裝置氣密性的一般思路：創(chuàng)設(shè)密閉環(huán)境，采用不同方法（如變溫等），產(chǎn)生壓強(qiáng)差，通過(guò)觀察密閉環(huán)境中的氣體體積是否變化（如是否有氣泡放出或是否能形成穩(wěn)定液柱等）來(lái)判斷裝置是否漏氣。

案例2：《熟悉記住一些元素符號(hào)并知道元素符號(hào)意義》學(xué)習(xí)

教師提供圖片（見圖4），引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查閱元素周期表來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：三枚戒指分別是用什么金屬制成的？

各小組通過(guò)合作、分析，感知元素符號(hào)在學(xué)習(xí)和生活中的重要作用。

學(xué)生在教師的組織和指導(dǎo)下，記住了教材P75表4-3中出現(xiàn)的元素名稱及符號(hào)。

學(xué)生交流了巧記上述元素符號(hào)的方法，并與其他同學(xué)分享，由教師組織、指導(dǎo)并評(píng)價(jià)。

教師組織學(xué)生進(jìn)行元素符號(hào)的識(shí)記和默寫比賽。

學(xué)生自主交流后完成填空：

（1）元素符號(hào)表示的意義。

①O：既表示 ，又表示 。

②Fe：既表示 ，又表示 ，還表示 。

（2）比較下列符號(hào)的意義。

①2H： ，②H： 。

學(xué)生通過(guò)交流，得出了元素符號(hào)意義：（1）表示一種元素；（2）表示某元素的一個(gè)原子；（3）表示一種物質(zhì)。

案例3：《利用化學(xué)方程式的簡(jiǎn)單計(jì)算》學(xué)習(xí)

教師提供教材P100例題1和例題2，學(xué)生簡(jiǎn)單感知化學(xué)方程式計(jì)算的步驟和方法。

教師組織和指導(dǎo)學(xué)生模仿例題2完成以下練習(xí)題：（1）水在通電條件下分解生成氫氣和氧氣，制6 g氫氣，需分解多少克水？（2）氫氣和氯氣點(diǎn)燃能生成氯化氫氣體，燃燒200 g氫氣需要氯氣多少克？理論上能產(chǎn)生多少克氯化氫氣體？

各小組交流并歸納出：根據(jù)化學(xué)方程式可算出已知量和未知量之間的質(zhì)量關(guān)系；結(jié)合實(shí)際參加反應(yīng)的一種反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量，可算出其他所有反應(yīng)物（或生成物）的質(zhì)量；根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算的基本步驟。

教師提供解題錯(cuò)例，各小組自主合作后訂正。

學(xué)生反思交流：利用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算應(yīng)注意的環(huán)節(jié)。

四、簡(jiǎn)要點(diǎn)評(píng)

（1）新一輪化學(xué)課程改革的重點(diǎn)是提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，傳統(tǒng)的基本技能教學(xué)重視分析實(shí)驗(yàn)原理、規(guī)范演示實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作，雖然也注意了對(duì)學(xué)生能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)，但對(duì)照新課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能學(xué)習(xí)的要求來(lái)看，教學(xué)重點(diǎn)還不能僅停留在傳授基礎(chǔ)知識(shí)和訓(xùn)練技能層面上，而應(yīng)在教學(xué)中有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)，既要訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手能力，又要培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、創(chuàng)新意識(shí)等。

（2）“化學(xué)基本技能學(xué)習(xí)” 不是一種僵硬的教學(xué)模式，它呈現(xiàn)的是一種課堂教學(xué)的基本理念，或者說(shuō)是一種形態(tài)。我們應(yīng)嘗試使用化學(xué)基本技能學(xué)習(xí)課型，作為教學(xué)過(guò)程的中介，它是客觀實(shí)物的相似模擬，是真實(shí)世界的抽象描寫，是思想觀念的形象顯示。教師在具體操作時(shí)，要深入理解課型特點(diǎn)、把握精髓，而不能簡(jiǎn)單套用。如“簡(jiǎn)單感知”“初步模仿”既可以是相互獨(dú)立的，也可以是同步實(shí)施的；“初步模仿”可在教師的指導(dǎo)下完成，也可通過(guò)小組合作完成，也可以自主完成。課型實(shí)施的步驟和層次可以不同，在實(shí)際運(yùn)用中，要視學(xué)生對(duì)技能的具備程度和原有知識(shí)結(jié)構(gòu)而定。

（3）基本技能的學(xué)習(xí)是一個(gè)學(xué)生獲取知識(shí)、合作交流、探索研究的過(guò)程。學(xué)生在教師指導(dǎo)下主動(dòng)學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中積極動(dòng)腦、動(dòng)口、動(dòng)手，獲取新知。教師的作用是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，幫助學(xué)生規(guī)避在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)思維盲區(qū)，使學(xué)生的思維更清晰，引導(dǎo)學(xué)生尋求知識(shí)、吸取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)。因此，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的組織者，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)困難和困惑時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)給予指導(dǎo)、點(diǎn)撥，引導(dǎo)學(xué)生尋求解決問(wèn)題的合理途徑和方法，享受學(xué)習(xí)的快樂(lè)。

（4）“化學(xué)基本技能學(xué)習(xí)”呈現(xiàn)的是一種觀念，并不適用于所有的課題教學(xué)。學(xué)生化學(xué)基本技能的形成和發(fā)展更是一個(gè)逐步提高、螺旋上升的過(guò)程?；炯寄艿慕虒W(xué)過(guò)程，要綜合運(yùn)用再現(xiàn)式思維和創(chuàng)造性思維，教學(xué)過(guò)程一般可以設(shè)計(jì)成“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題─分析問(wèn)題─解決問(wèn)題”的模式。在教學(xué)過(guò)程中，教師要努力營(yíng)造“民主平等、師生同長(zhǎng)”的最佳意境。而教師通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)課型的建模研究，能更好地掌握各種課型的教學(xué)目標(biāo)、課堂結(jié)構(gòu)、教學(xué)流程、教學(xué)方法等規(guī)律，有助于提高課堂教學(xué)設(shè)計(jì)水平、提升組織教學(xué)和課堂評(píng)價(jià)的能力。

化學(xué)建模論文:美國(guó)教材中化學(xué)概念的建模思想分析

摘要：美國(guó)教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中使用了豐富的模型。模型的建立是化學(xué)理論建立的基礎(chǔ)。利用模型可以解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和化學(xué)規(guī)律，并能作出科學(xué)預(yù)測(cè)。提供結(jié)構(gòu)良好的教材有利于教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：美國(guó)教材；模型；概念

模型是對(duì)所研究目標(biāo)事物的一種呈現(xiàn)形式。模型可幫助學(xué)生記憶與解釋概念，它們讓學(xué)生的思維可視化。模型通常會(huì)較實(shí)體更為簡(jiǎn)化，其尺度可能比表征對(duì)象大或小，是理論與現(xiàn)象間的中介物。

《化學(xué)：概念與應(yīng)用》是美國(guó)高中的主流理科教材，該教材中豐富的模型種類及其蘊(yùn)含的建模思想，對(duì)我們的教育教學(xué)有著一定的借鑒意義。教材是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一，所以提供結(jié)構(gòu)良好的教材，能夠幫助學(xué)生建構(gòu)、發(fā)展學(xué)科概念?，F(xiàn)以第二章“物質(zhì)是由原子構(gòu)成的”內(nèi)容為例進(jìn)行分析。

一、豐富的模型種類

《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中的第二章“物質(zhì)是由原子構(gòu)成的”使用了豐富的模型。

1. 言語(yǔ)模型

言語(yǔ)模型是指解釋的、描述的、陳述的類比和隱喻的模型。如《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中用俄羅斯套娃與電子能級(jí)對(duì)比時(shí)描述到“假如將套娃比做原子，那么，最大的套娃代表最外層、能量最高的能級(jí)。類似地，最大的套娃也代表價(jià)電子?！?

2. 視覺模型

視覺模型是指學(xué)生通過(guò)視覺觀察到的模型（如圖片、表格、視頻、動(dòng)畫等）。通過(guò)形象視覺模型的呈現(xiàn)，學(xué)生更易感受到微觀世界的奇妙，也更有助于學(xué)生正確理解化學(xué)概念的內(nèi)涵。其實(shí)學(xué)生在進(jìn)行概念同化的同時(shí)，也是在不斷重新建構(gòu)自己的心智模型，即在不斷修改和完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。如《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中有“電子遷移就像爬梯子”的模型（見圖1）。

3. 數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型是指把客觀事物的某些性質(zhì)借助數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)表現(xiàn)，數(shù)學(xué)模型是一種抽象、準(zhǔn)確和預(yù)測(cè)的模型。如《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中計(jì)算氯的平均原子質(zhì)量的計(jì)算方法（見表1）。

4. 符號(hào)模型

符號(hào)模型是指采用特定的化學(xué)專用符號(hào)，在符合化學(xué)原理的前提下，按照特定的化學(xué)組合方式代替原型的一種方法，如《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中用符號(hào)Cl-37表示一種質(zhì)量數(shù)為37，質(zhì)子數(shù)為17，中子數(shù)為20的氯原子。

5. 混合模型

混合模型是指多種模型的同時(shí)使用。如包含語(yǔ)言的視覺模型稱為視覺混合模型。如《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中對(duì)陰極射線管的處理采取了混合模型，其在語(yǔ)言模型中描述為“當(dāng)陰極射線管接上高壓電源后，陰極就會(huì)放出一束射線，并在涂有熒光粉的板上生成綠光” 。其視覺模型的表現(xiàn)如圖2所示。

二、多樣的模型功能

由于模型不僅是已有認(rèn)識(shí)的總結(jié)，同時(shí)也增加了人類的假設(shè)和猜想，所以模型具有多樣的功能。

1. 簡(jiǎn)化復(fù)雜現(xiàn)象，利于思考

模型是對(duì)研究目標(biāo)的一種簡(jiǎn)化描繪，它簡(jiǎn)化并體現(xiàn)原型與研究目標(biāo)的根本聯(lián)系，略去微小的細(xì)節(jié)。在《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中的電子式就是表示價(jià)電子的常用符號(hào)。它是用小黑點(diǎn)（?）表示價(jià)電子，再將這些小黑點(diǎn)描在元素符號(hào)的周圍。在電子式中，每個(gè)小黑點(diǎn)代表一個(gè)電子，而元素符號(hào)代表原子的內(nèi)核（除價(jià)電子以外的部分）。

2. 提供易于理解的方式

通過(guò)模型形成一個(gè)關(guān)于物質(zhì)內(nèi)部如何作用的假想機(jī)制，然后通過(guò)模擬，去推測(cè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而解釋觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中用爬梯子的模型來(lái)解釋電子遷移。就像你要上下梯子一樣，你的腳只能擱在梯子的橫檔上，電子同樣也只能在一定的能量水平上運(yùn)動(dòng)，而不是在兩個(gè)能級(jí)之間運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電子吸收了某個(gè)特定的能量后，就可躍遷到相對(duì)高級(jí)的能級(jí)上。這個(gè)能量就是電子躍遷的兩個(gè)能級(jí)之間的能量差。

3. 提供深刻理解的媒介

在《化學(xué)：概念與應(yīng)用》中用俄羅斯套娃模型來(lái)解釋電子能級(jí)。假如你抽出最外層的一個(gè)套娃，可以發(fā)現(xiàn)，里面有一個(gè)類似但小一些的套娃。這個(gè)套娃代表由原子核和電子組成的內(nèi)核，但不含價(jià)電子。

4. 展示強(qiáng)大的預(yù)測(cè)能

模型在建立過(guò)程中，會(huì)舍去大量次要的細(xì)節(jié)，突出物質(zhì)的主要特征，因而易于發(fā)揮想象，使得模型超越現(xiàn)有條件，形成科學(xué)預(yù)見。在人類認(rèn)識(shí)原子模型的過(guò)程中，盧瑟福通過(guò)α―粒子散射實(shí)驗(yàn)（也稱為金箔實(shí)驗(yàn)）來(lái)研究原子的結(jié)構(gòu)，通過(guò)觀察該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，他的研究小組預(yù)測(cè)出因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量太小，原子核占據(jù)幾乎所有的原子質(zhì)量。也就是說(shuō)，原子核非常稠密，核的周圍則是容納電子的寬闊空間。

5. 提供實(shí)驗(yàn)與理論的推導(dǎo)關(guān)系

如對(duì)發(fā)射光譜的研究促使科學(xué)家提出一個(gè)觀點(diǎn)，電子是在圍繞原子核周圍的具有特定能量的軌道上運(yùn)動(dòng)的。

三、啟示

美國(guó)教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》比較重視模型和建立模型的過(guò)程在化學(xué)核心概念形成過(guò)程中的重要作用。尤其是教材中大量精彩圖片（視覺模型）的呈現(xiàn)，使化學(xué)中很多抽象、難懂的化學(xué)概念形象地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，降低了學(xué)習(xí)難度，并符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。這也提醒我們?cè)诮虒W(xué)中要樹立幫助學(xué)生逐步學(xué)會(huì)建立模型的基本方法，這也會(huì)提高我們的課堂效率。

化學(xué)建模論文:建模思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

【摘 要】 在高中化學(xué)解題中運(yùn)用建模思想，不僅能使學(xué)生突破感官和時(shí)空的局限，充分發(fā)揮學(xué)生的想象和推理能力，而且還可以拓寬學(xué)生的思維領(lǐng)域，從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

【關(guān) 鍵 詞】 建模思想；高中；化學(xué)解題

《2015年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱――化學(xué)》對(duì)學(xué)習(xí)能力的要求部分提出：“能用正確的化學(xué)術(shù)語(yǔ)及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá)化學(xué)問(wèn)題解決的過(guò)程和結(jié)果，并作出解釋的能力?！逼鋵?shí)，高考考試大綱要求的這種解題思想就是建模思想。

建模思想在高中化學(xué)解題中的主要作用是：①有利于學(xué)生形成和理解抽象的化學(xué)概念；②有利于學(xué)生建立反應(yīng)模型，理解反應(yīng)實(shí)質(zhì)；③有利于學(xué)生假設(shè)體系模型，降低解題難度；④有利于學(xué)生利用數(shù)學(xué)模型，解決化學(xué)問(wèn)題。

一、有利于學(xué)生形成和理解抽象的化學(xué)概念

如“化學(xué)平衡”概念的建立過(guò)程。課前學(xué)生做家庭實(shí)驗(yàn)并思考產(chǎn)生現(xiàn)象的原因：將雕刻成球型的冰糖（其化學(xué)成分為蔗糖）置于蔗糖飽和溶液中，并把裝置放在冰箱冷藏柜里（保持溫度和溶劑質(zhì)量都不變），幾天后，觀察小球的質(zhì)量和形狀有無(wú)變化？學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（質(zhì)量不變，形狀有所改變）和已有的溶解平衡概念，進(jìn)行如下分析、推理：

這樣，通過(guò)遷移建立起了“化學(xué)平衡”概念，使枯燥的、抽象的概念變得直觀、具體了，使學(xué)生不但能認(rèn)識(shí)概念的內(nèi)涵，而且能理解概念的本質(zhì)。許多化學(xué)概念、物質(zhì)性質(zhì)都可以在建模思想的引領(lǐng)下，通過(guò)聯(lián)想、遷移、類比、推理等思維方式建立。

二、有利于學(xué)生建立反應(yīng)模型，理解反應(yīng)實(shí)質(zhì)

學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)部分，化學(xué)反應(yīng)類型紛繁復(fù)雜，學(xué)生掌握起來(lái)比較困難。如果在教學(xué)中概括出各類反應(yīng)的反應(yīng)模型，這樣就能使復(fù)雜而難以掌握的問(wèn)題變得有規(guī)律可循了。臂如復(fù)習(xí)“水解反應(yīng)”，可以通過(guò)下列具體的化學(xué)方程式概括出反應(yīng)模型。具體反應(yīng)：

從具體的“水解反應(yīng)”中，尋找反應(yīng)機(jī)理，最終得到“水解反應(yīng)”的一般規(guī)律。不僅培養(yǎng)了學(xué)生的概括能力，而且使學(xué)生在較高層次上理解了反應(yīng)的實(shí)質(zhì)， 進(jìn)一步提高了靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。

三、有利于學(xué)生假設(shè)體系模型，降低解題難度

有些化學(xué)問(wèn)題比較抽象，用常規(guī)方法解決時(shí)，往往感到無(wú)從下手。如果根據(jù)建模思想，將問(wèn)題分解并假設(shè)為幾個(gè)變化的體系模型，用理想化了的模型揭示在表面現(xiàn)象掩蓋下的化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)，問(wèn)題就迎刃而解了。

例 恒溫恒壓下，在容積可變的容器中，反應(yīng)2NO2（g）？葑N2O4（g）達(dá)到平衡后，再向容器內(nèi)通入一定量NO2，又達(dá)到平衡時(shí)，N2O4的體積分?jǐn)?shù)（ ）

A. 不變 B. 增大 C. 減小 D. 無(wú)法判斷

分析：如果按照常規(guī)思維，容器容積改變，氣體濃度改變，分子數(shù)目也改變，就會(huì)誤選D選項(xiàng)。

若根據(jù)建模思想，變換思維方式，轉(zhuǎn)化思維角度，將該問(wèn)題分解并假設(shè)為幾個(gè)變化的體系模型，解題就方便了。

四、有利于學(xué)生利用數(shù)學(xué)模型，解決化學(xué)問(wèn)題

數(shù)學(xué)是思維的工具，很多化學(xué)問(wèn)題需要用數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)方法（數(shù)學(xué)模型）來(lái)解決。運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解化學(xué)問(wèn)題的基本思路是：明確化學(xué)問(wèn)題中各知識(shí)點(diǎn)間關(guān)系尋找各化學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間的變量規(guī)律，應(yīng)用化學(xué)原理建立化學(xué)模型運(yùn)用數(shù)學(xué)方法對(duì)化學(xué)模型進(jìn)行處理，建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型應(yīng)用數(shù)學(xué)模型和化學(xué)規(guī)律解答化學(xué)問(wèn)題。在高中化學(xué)中，數(shù)學(xué)模型解化學(xué)問(wèn)題主要表現(xiàn)為：分類討論的思想，轉(zhuǎn)化與化歸的思想，數(shù)形結(jié)合的思想，函數(shù)與方程的思想。應(yīng)用這些思想解決化學(xué)問(wèn)題的技巧有：極值法、十字交叉法、平均值法、方程法、幾何法、排列組合法、圖像法、數(shù)軸法、數(shù)列法、數(shù)學(xué)歸納法、中間值法、不等式法、不定方程法、待定系數(shù)法等。

將具體的化學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)化過(guò)程中，需要進(jìn)行一系列的觀察、分析與綜合等思維活動(dòng)，不但加強(qiáng)了學(xué)科間的聯(lián)系，而且提高了學(xué)生的抽象思維能力。

綜上所述，在高中化學(xué)解題中運(yùn)用建模思想，不僅能使學(xué)生突破感官和時(shí)空的局限，充分發(fā)揮學(xué)生的想象和推理能力，而且還可以拓寬學(xué)生的思維領(lǐng)域，從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

化學(xué)建模論文:初探在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中運(yùn)用建模思想

摘要：本文以建模思想在化學(xué)復(fù)習(xí)、解題、專題學(xué)習(xí)等幾個(gè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的講解，使建模思想在化學(xué)學(xué)習(xí)中得到應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：建模思想；復(fù)習(xí)建模；解題建模；專題建模

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)的學(xué)科，有其自身獨(dú)有的特點(diǎn)，與物理、生物等學(xué)科相比，化學(xué)的知識(shí)點(diǎn)顯得有些零散，給學(xué)生一種剪不斷、理還亂的感覺。致使許多學(xué)生在單獨(dú)處理某一知識(shí)點(diǎn)時(shí)得心應(yīng)手，而將各知識(shí)點(diǎn)融合在一起時(shí)就顯得心有余而力不足了，常常會(huì)顧此失彼、丟三落四，由此對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了厭學(xué)心理。其實(shí)，這種情況說(shuō)到底就是在學(xué)生的頭腦中建模思想的缺乏造成了知識(shí)點(diǎn)的零散難記，使學(xué)生走了許多冤枉路，卻得不到應(yīng)有的效果。針對(duì)化學(xué)知識(shí)易懂難記，會(huì)做難得分的特點(diǎn)，教師要高度重視建模思想在日常學(xué)習(xí)以及復(fù)習(xí)備考中的應(yīng)用，要給學(xué)生充分的建模思想和方法，使千頭萬(wàn)緒的知識(shí)點(diǎn)模式化、網(wǎng)絡(luò)化。所以，教師應(yīng)加強(qiáng)這方面的學(xué)法指導(dǎo)。

那么，到底什么是建模思想呢？“建?！本褪墙⑾到y(tǒng)模型的過(guò)程，又稱模型化。按錢學(xué)森的觀點(diǎn)：“模型就是通過(guò)我們對(duì)問(wèn)題的分析，利用我們考察來(lái)的機(jī)理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所創(chuàng)造出來(lái)的一幅圖畫。”因此，筆者提出的“建模思想”就是把研究對(duì)象（原型）的一些次要細(xì)節(jié)及非本質(zhì)的聯(lián)系舍去，從而以簡(jiǎn)化和理想化的形式去再現(xiàn)原型的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)、功能和聯(lián)系的一種科學(xué)思想?？梢杂萌缦聢D式表達(dá)科學(xué)建模過(guò)程。

我們可以把學(xué)生需要學(xué)習(xí)和掌握的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)看成是一個(gè)統(tǒng)一的有整體性的系統(tǒng)，而建模是研究系統(tǒng)的重要手段和前提。建模就是利用模型來(lái)描述系統(tǒng)的因果關(guān)系或相互關(guān)系的一個(gè)過(guò)程，我們可以把每個(gè)章節(jié)或者有針對(duì)性的知識(shí)體系作為一個(gè)要建模的系統(tǒng)，利用教材以及教輔資料上的相關(guān)信息并結(jié)合教師的講解與分析，理清在這個(gè)知識(shí)系統(tǒng)里各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系與不同，必然與偶然，相互的因果關(guān)系，讓其形成一張無(wú)形的“知識(shí)大網(wǎng)”，這樣讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解就不僅僅停留在簡(jiǎn)單的死記硬背上，而是“鮮活的”，有“理由”的，有“?！笨裳模∵@樣不僅讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解達(dá)到較高的一個(gè)水平，同時(shí)也可以使學(xué)生在知識(shí)的應(yīng)用時(shí)更得心應(yīng)手，在實(shí)際的解題過(guò)程中起到非常好的輔助作用。當(dāng)然，在建模時(shí)我們應(yīng)該注意：對(duì)于同一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)，我們可以根據(jù)不同的用途和目的建立不同的模型。所建模型只是實(shí)際系統(tǒng)原型的簡(jiǎn)化，因此既不可能也沒必要把實(shí)際系統(tǒng)的所有細(xì)節(jié)都列舉出來(lái)。實(shí)際建模時(shí)，必須在模型的簡(jiǎn)化與分析結(jié)果的準(zhǔn)確性之間作出適當(dāng)?shù)恼壑?，這是建模遵循的一條原則。下面，筆者就結(jié)合實(shí)際的例題與章節(jié)知識(shí)點(diǎn)來(lái)談?wù)劷Ｋ枷朐诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)中的具體應(yīng)用：

一、建模思想運(yùn)用于化學(xué)復(fù)習(xí)

運(yùn)用建模思想梳理化學(xué)知識(shí)，使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化。高考復(fù)習(xí)階段主要方法有：運(yùn)用概念圖、網(wǎng)絡(luò)圖、對(duì)比圖等形式對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行梳理。概念圖是由美國(guó)康奈爾大學(xué)的Joseph?D?Novak于教授20世紀(jì)60年代提出的。它通常是將有關(guān)某一主題不同級(jí)別的概念或命題置于方框或圓圈中，再以各種連線將相關(guān)的概念用命題連接，形成關(guān)于該主題的概念或命題網(wǎng)絡(luò)。比如：

網(wǎng)絡(luò)圖是指將相關(guān)內(nèi)容通過(guò)某種關(guān)系進(jìn)行連接而形成網(wǎng)絡(luò)。它和概念圖中概念之間層級(jí)關(guān)系不同，網(wǎng)絡(luò)圖中各主題之間沒有上位、下位的關(guān)系。例如：氮族元素中N及化合物知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖：

對(duì)比圖是指將相近、相似或相關(guān)概念利用圖表進(jìn)行對(duì)比。例如：同分異構(gòu)體、同素異形體、同位素、同系物等概念進(jìn)行對(duì)比；電離、原電池、電解池、電鍍、電解、電泳概念對(duì)比等。

二、建模思想運(yùn)用于化學(xué)解題

形成解答問(wèn)題思路模型，使解答過(guò)程模式化、格式化，提高解題過(guò)程準(zhǔn)確性、規(guī)劃化。解答化學(xué)問(wèn)題時(shí)，很多同學(xué)因?yàn)樗悸凡磺逦瑢?dǎo)致解答問(wèn)題常常無(wú)從下手。因此，掌握解答一些化學(xué)問(wèn)題的思路，形成解題的模型，能提高解題的準(zhǔn)確度，降低試題的難度。

三、建模思想運(yùn)用于具體的專題學(xué)習(xí)

許多理論、變化有不同的表現(xiàn)形式，但其本質(zhì)是相同的，我們抓住事物的本質(zhì)，建立模型，以不變應(yīng)萬(wàn)變，就可以解決不同表現(xiàn)形式的變化和理論。以建模運(yùn)用于原電池為例：

原電池是氧化還原反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其變化的本質(zhì)是在電池的兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在解決原電池的有關(guān)題目時(shí)，可以建立如下模型：首先構(gòu)建一個(gè)可能發(fā)生的氧化還原（也許不能進(jìn)行或不符合實(shí)際歷程），分析其還原劑和氧化劑。由于原電池的負(fù)極要對(duì)為提供電子，正極要得到電子，因此必然有以下的模型：

還原劑在負(fù)極失去電子，被氧化：M-ne Mn+

氧化劑在正極得到電子，被還原： 氧化劑 + ne 還原產(chǎn)物

例：鋼鐵在水膜酸性較強(qiáng)時(shí)，構(gòu)建的氧化還原反應(yīng)式為：Fe + 2H+

Fe2++H2 發(fā)生析氫腐，根據(jù)建模思想，此時(shí)原電池兩極發(fā)生的反應(yīng)為：

負(fù)極反應(yīng)：還原劑失去電子 Fe-2e- Fe2+

正極反應(yīng)：氧化劑得到電子 2H++2e- H2

水膜酸性很弱或?yàn)橹行詴r(shí)，構(gòu)建可能的氧化還原反應(yīng)式為：2Fe+O2 2FeO（雖然與實(shí)際反應(yīng)不符，但我們可以這樣假設(shè)）發(fā)生吸氧腐蝕，根據(jù)建模思想，此時(shí)原電池兩極發(fā)生的反應(yīng)為：

負(fù)極反應(yīng)：還原劑失去電子 Fe-2e- Fe2+

正極反應(yīng)：氧化劑得到電子O2+2H2O+4e- 4OH-

以上是筆者對(duì)于建模思想在化學(xué)學(xué)習(xí)中運(yùn)用的一些思考，同時(shí)筆者也認(rèn)為在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立構(gòu)建化學(xué)模型，對(duì)于提高學(xué)生的思維品質(zhì)（思維的廣闊性、深刻性、獨(dú)立性、敏捷性、靈活性、邏輯性），培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力具有極其重要的意義。

（作者單位：內(nèi)蒙古牙克石市第一中學(xué) 022150）

化學(xué)建模論文:談初中化學(xué)思維建模

【摘 要】思維建模是抽取一類問(wèn)題的本質(zhì)特征，形成對(duì)該類問(wèn)題的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)，并找出問(wèn)題解決方案的認(rèn)知方法。思維建模包括分析、建模和解模三個(gè)過(guò)程。在教學(xué)中掌握化學(xué)思維建模方法會(huì)起到事半功倍的效果。

【關(guān)鍵詞】化學(xué) 思維 建模

思維模型建構(gòu)簡(jiǎn)稱思維建模，是對(duì)問(wèn)題進(jìn)行辨認(rèn)和界定，并與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)接、同化、整合、拓展，抽取該類問(wèn)題的本質(zhì)特征，最終形成該類問(wèn)題的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)，并找出問(wèn)題解決方案的認(rèn)知方法。其原理就是人們常說(shuō)的“把未知轉(zhuǎn)化為已知，用已知來(lái)解決未知”。

一、思維建模的過(guò)程

思維建模包括分析、建模和解模三個(gè)過(guò)程。

分析過(guò)程：主要是對(duì)特定的研究對(duì)象進(jìn)行抽象、概括，抓住其主要信息及與相關(guān)對(duì)象的共性特征。

建模過(guò)程：主要是抽象思維或非邏輯思維的應(yīng)用，通過(guò)舍棄研究對(duì)象的一些次要細(xì)節(jié)及非本質(zhì)的聯(lián)系，對(duì)研究對(duì)象的主要信息做出一些必要的簡(jiǎn)化、假設(shè)和一般化處理，并用適當(dāng)?shù)奈淖帧⒐交驅(qū)嵨锏确绞饺ピ佻F(xiàn)原型的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)、特征、功能和聯(lián)系，以建構(gòu)相對(duì)固定的思維模型。

解模過(guò)程：主要是邏輯思維的運(yùn)用，運(yùn)用已經(jīng)建構(gòu)的思維模型去解釋研究對(duì)象，解決實(shí)際問(wèn)題。

二、思維建模的教學(xué)運(yùn)用

空氣是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體，不易被人察覺。直到1777年拉瓦錫才通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到空氣是由O2、N2組成的混合氣體。教科書中同時(shí)呈現(xiàn)拉瓦錫當(dāng)年的實(shí)驗(yàn)裝置和現(xiàn)代教師演示的裝置圖，其實(shí)驗(yàn)原理的選擇和實(shí)驗(yàn)裝置的演變值得化學(xué)初學(xué)者深入探究。

1.分析過(guò)程。

學(xué)生是信息加工的主體，學(xué)生將其所獲得的新知與已有知識(shí)建立起實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系是完成思維建模的關(guān)鍵。怎樣才能有效地引導(dǎo)學(xué)生尋找新知的固著點(diǎn)和生長(zhǎng)點(diǎn)呢？筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)合理地設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生利用分析、比較、抽象、概括等思維方法尋找新知與已有知識(shí)的共同屬性，以問(wèn)題的解決為分析過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力。

此實(shí)驗(yàn)可設(shè)置如下問(wèn)題：如何讓空氣中的氧氣顯現(xiàn)出來(lái)？怎樣讓O2、N2分離？為什么燒杯中的水會(huì)流入集氣瓶中？能否用蠟燭代替紅磷？拉瓦錫的裝置與現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)裝置在設(shè)計(jì)上有哪些相似之處？為什么現(xiàn)在不用汞而改用紅磷？由此實(shí)驗(yàn)可以獲得哪些結(jié)論？

在分析過(guò)程中教師要適時(shí)結(jié)合學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)加以點(diǎn)撥，幫助學(xué)生理解。如學(xué)生在生活中已知道用水來(lái)檢驗(yàn)車胎是否漏氣，由此可尋找出問(wèn)題的共同屬性，解決“如何讓空氣中的氧氣顯現(xiàn)出來(lái)”，也可讓其在水中顯現(xiàn)氣體的外形；再如教師還可補(bǔ)充如圖實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很容易理解上升的水的體積等于抽走氣體的體積。

2.建模的過(guò)程。

通過(guò)上述的分析可以獲得以下思維模型：

（1）測(cè)量氣體的體積可以用轉(zhuǎn)化的方法：無(wú)形的氣體可以通過(guò)液體顯現(xiàn)出來(lái)。

（2）可以通過(guò)化學(xué)變化等方法去除混合物中的某一種。

（3）氣體壓強(qiáng)的改變導(dǎo)致液體的流動(dòng)。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可以設(shè)計(jì)多種裝置完成實(shí)驗(yàn)，綜合考慮，好中選優(yōu)。

三、思維建模的實(shí)踐心得

第一，思維建模在實(shí)際教學(xué)中已經(jīng)被自覺或不自覺地運(yùn)用，現(xiàn)提出使其凸顯出來(lái)，意在引起師生關(guān)注，使教學(xué)思維更加清晰。

第二，思維建模的主體是學(xué)生，要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性和能動(dòng)性，創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境，以問(wèn)題解決為驅(qū)動(dòng)力，以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力為目的。同時(shí)了解學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，找準(zhǔn)思維建模的生長(zhǎng)點(diǎn)，設(shè)置巧妙的問(wèn)題及恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，也是教師教學(xué)基本功的體現(xiàn)。

第三，初中化學(xué)思維建模有多種，在教學(xué)中要不斷幫助學(xué)生歸納總結(jié)，一般可從以下角度引發(fā)學(xué)生思考：（1）操作步驟──為達(dá)某一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑧?yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)哪些操作步驟？這些步驟先后順序如何確定？為什么要經(jīng)過(guò)這些步驟？為什么要安排這種順序？省略或顛倒某些步驟會(huì)有什么影響？（2）注意事項(xiàng)──實(shí)施某個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)應(yīng)注意做什么或不能做什么，原因何在？（3）安全措施――實(shí)驗(yàn)過(guò)程可能會(huì)出現(xiàn)什么不安全的事故？如何防范？萬(wàn)一出現(xiàn)事故應(yīng)如何處置？依據(jù)何在？

在落實(shí)到某一具體的知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，要從教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生水平的實(shí)際出發(fā)，抓住某些側(cè)重點(diǎn)展開思維訓(xùn)練，沒有必要也不可能面面俱到。要以建模思想梳理化學(xué)知識(shí)，通過(guò)建立形式表達(dá)模型，使化學(xué)知識(shí)形式化、規(guī)律化，從而不斷地使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化，建立自己的知識(shí)塊。

第四，整個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程是思維不斷建模的過(guò)程，要想從繁雜的概念、現(xiàn)象中建模，是離不開教師分層次、有計(jì)劃的指導(dǎo)訓(xùn)練的。化學(xué)思維建模最終是要形成化學(xué)知識(shí)中最本質(zhì)、最核心的東西，化學(xué)思維建模可有效地將學(xué)生帶離題海戰(zhàn)的怪圈。

（作者單位：南京市浦口區(qū)烏江學(xué)校）

運(yùn)用化學(xué)建模思想,破解化學(xué)計(jì)算難題

“建?！本褪墙⑾到y(tǒng)模型的過(guò)程，又稱模型化。按錢學(xué)森的觀點(diǎn)：“模型就是通過(guò)我們對(duì)問(wèn)題的分析，利用我們考察來(lái)的機(jī)理，吸收一切主要因素，略去一切次要因素所創(chuàng)造出來(lái)的一幅圖畫?！币虼?，筆者提出的“建模思想”就是把研究對(duì)象的一些次要細(xì)節(jié)及非本質(zhì)的聯(lián)系舍去，從而以簡(jiǎn)化和理想化的形式去再現(xiàn)原型的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)、功能和聯(lián)系的一種科學(xué)思想。

一 化學(xué)建模在有關(guān)混合物或多步反應(yīng)計(jì)算中的應(yīng)用

二 化學(xué)建模在有關(guān)圖像類型計(jì)算中的應(yīng)用

解答圖像題必須抓住有關(guān)概念和有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)規(guī)律及圖像特點(diǎn)。在審題時(shí)，一般采用“看特點(diǎn)、識(shí)圖表、想原理、巧整合”四步法解答。解題思路是：（1）看特點(diǎn)：即分析化學(xué)反應(yīng)方程式。（2）識(shí)圖像：即理清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的含義、線和點(diǎn)、平臺(tái)、折線、拐點(diǎn)等的關(guān)系。（3）想原理：線的形狀、走向和高低、拐點(diǎn)出現(xiàn)的先后聯(lián)想相應(yīng)的化學(xué)原理。（4）巧整合：圖表與原理整合，逐項(xiàng)分析圖表"要找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)"與化學(xué)知識(shí)結(jié)合在一起。

總之，在高中化學(xué)計(jì)算題教學(xué)中運(yùn)用建模思想，可以抓住問(wèn)題的本質(zhì)，化抽象為具體；可以培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力；最終促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面提高。鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立構(gòu)建化學(xué)模型，對(duì)于提高學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力也具有極其重要的意義。

化學(xué)建模論文:建模思想在高中化學(xué)選擇題中的應(yīng)用

建模就是用建立模型的方式解決問(wèn)題，建模思想在高中化學(xué)解題中有著重要的應(yīng)用，若對(duì)常見的題目類型建立固定的解題模型，可以將解題方法程序化，將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，這樣有利于學(xué)生快速、準(zhǔn)確解題，提高得分率，最終會(huì)起到事半功倍的效果.下面作者對(duì)高中化學(xué)選擇題中常見題目類型的解題方法進(jìn)行建模和題型分類，希望對(duì)讀者有所幫助.

一、解題模型

解題模型一逐項(xiàng)分析法

對(duì)選擇題的每個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行逐個(gè)分析，選出正確選項(xiàng)，這是解化學(xué)選擇題最基本的方法.在高考化學(xué)試題中，定性分析選擇題占有很大的比例，以基本概念、基本理論、物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)等為素材，考查能否準(zhǔn)確運(yùn)用所掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能來(lái)分析和解決問(wèn)題.常見的出題形式為“正誤型”選擇題，常見的出題內(nèi)容為NA與微粒的關(guān)系、離子能否大量共存、離子方程式正誤判斷、元素及其化合物知識(shí)、實(shí)驗(yàn)原理分析、有機(jī)化學(xué)等相關(guān)的選擇題都可以使用這種方法.

解題模型二直選法

解題時(shí)依據(jù)題目所給條件，借助于已學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析和判斷，直接得出結(jié)論.

解題模型三排除法（篩選淘汰法）

根據(jù)題干所給條件和提出的問(wèn)題，對(duì)各個(gè)選項(xiàng)加以審視，將與題目要求不符合的選項(xiàng)逐一排除，不能否定的選項(xiàng)即為正確答案.此方法常常用于解答概念、原理類選擇題，也常用于解答組合型選擇題.

解題模型四特例反駁法

特例反駁法是在解選擇題時(shí)，當(dāng)碰到一些似是而非且迷惑性極強(qiáng)的選項(xiàng)時(shí)，若直接運(yùn)用課本有關(guān)概念往往難以辨清是非，這時(shí)可以借助已掌握的一些知識(shí)特例或列舉反面特例進(jìn)行反駁，逐一消除干擾選項(xiàng)，從而快速得出正確答案.列舉特例或反例是一種重要的論證方法，這種技巧適用于從正面獲取答案有困難的一類化學(xué)選擇題，如有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、分類、組成和結(jié)構(gòu)等試題.

解題模型五具體法

在解化學(xué)選擇題時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到這樣一類題目，題目給出的條件很抽象、很陌生，看似簡(jiǎn)單但容易出錯(cuò).如果將抽象的、難以下手的問(wèn)題用自己熟悉的知識(shí)、原理、技巧大膽地創(chuàng)設(shè)一些具體情境，即用具體事物作為研究對(duì)象，把抽象問(wèn)題具體化，往往會(huì)收到事半功倍的效果.

解題模型六守恒法

守恒法就是以化學(xué)反應(yīng)中存在的某些守恒關(guān)系（如質(zhì)量守恒、元素守恒、得失電子守恒、能量守恒等）作為依據(jù)，尋求解題的突破口，列出相應(yīng)的守恒關(guān)系式進(jìn)行解題.比如根據(jù)溶液中陰陽(yáng)離子所帶的電荷總數(shù)相等、氧化還原反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等進(jìn)行求解.這種方法既可以避開繁瑣的過(guò)程，提高解題的速度，又可以避開多步計(jì)算，提高解題的準(zhǔn)確度，是高中化學(xué)解題中最常用的一種方法.

化學(xué)建模論文:建模思想在高中化學(xué)計(jì)算題中的應(yīng)用

建模是利用化學(xué)模型解決問(wèn)題的一種實(shí)踐，也是一種極其重要的思維方法。它通過(guò)建立具體模型，達(dá)到解決問(wèn)題的目的。建?？梢允菇忸}過(guò)程具體化、模式化。本文通過(guò)高中化學(xué)計(jì)算題的舉例，來(lái)闡述建模思想的具體應(yīng)用。

一、解題模型1――關(guān)系式法

在實(shí)際化工生產(chǎn)中或化學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，往往涉及到多步反應(yīng)，從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過(guò)若干步反應(yīng)。測(cè)定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過(guò)若干步中間過(guò)程。對(duì)于多步反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學(xué)反應(yīng)方程式，找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系，并據(jù)此列比例式進(jìn)行計(jì)算求解的方法，稱為“關(guān)系式”法。

關(guān)系式法常常應(yīng)用于多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)。在多步反應(yīng)中，第一步反應(yīng)的產(chǎn)物，即是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物。根據(jù)化學(xué)方程式，每一步反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物之間有一定的量的關(guān)系，即物質(zhì)的量之比是一定的。所以，可以利用某中間物質(zhì)作為“中介”，找出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系。它是化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法之一，利用關(guān)系式法可以將多步計(jì)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算，免去逐步計(jì)算中的麻煩，簡(jiǎn)化解題步驟，減少運(yùn)算量，且計(jì)算結(jié)果不易出錯(cuò)，準(zhǔn)確率高。

用關(guān)系式法解題的關(guān)鍵是建立關(guān)系式，而建立關(guān)系式一般途徑是：（1） 利用化學(xué)方程式之間的化學(xué)計(jì)量數(shù)間的關(guān)系建立關(guān)系式；（2） 利用化學(xué)方程式的加合建立關(guān)系式；（3） 利用微粒守恒建立關(guān)系式。

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于多步反應(yīng)，可根據(jù)各種的關(guān)系（主要是化學(xué)方程式、守恒等），列出對(duì)應(yīng)的關(guān)系式，快速地在要求的物質(zhì)的數(shù)量與題目給出物質(zhì)的數(shù)量之間建立定量關(guān)系，從而免除了涉及中間過(guò)程的大量運(yùn)算，不但節(jié)約了運(yùn)算時(shí)間，還避免了運(yùn)算出錯(cuò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，是最經(jīng)常使用的計(jì)算方法之一。

二、解題模型2――差量法

差量法是根據(jù)化學(xué)變化前后物質(zhì)的量發(fā)生的變化，找出所謂的“理論差值”。這個(gè)差值可以是質(zhì)量、氣體物質(zhì)的體積、壓強(qiáng)、物質(zhì)的量、反應(yīng)過(guò)程中熱量的變化等。該差值的大小與參與反應(yīng)的有關(guān)量成正比。差量法就是借助于這種比例關(guān)系，解決一定量變的計(jì)算題。用差量法進(jìn)行化學(xué)計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)是化難為易、化繁為簡(jiǎn)。

解此類題的關(guān)鍵是根據(jù)題意確定“理論差值”，再根據(jù)題目提供的“實(shí)際差值”，列出比例式，求出答案。

1。原理：

2。注意：

點(diǎn)評(píng) 只與反應(yīng)前后相應(yīng)的差量有關(guān)，不必追究各成分在反應(yīng)前和后具體的量，能更深刻地抓住本質(zhì)，提高思維能力。

三、解題模型3――守恒法

守恒法是一種中學(xué)化學(xué)典型的解題方法，它利用物質(zhì)變化過(guò)程中某一特定的量固定不變來(lái)列式求解，可以免去一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，大大簡(jiǎn)化解題過(guò)程，提高解題速度和正確率。它的優(yōu)點(diǎn)是用宏觀的統(tǒng)攬全局的方式列式，不去探求某些細(xì)微末節(jié)，直接抓住其中的特有守恒關(guān)系，快速建立計(jì)算式，巧妙地解答題目。物質(zhì)在參加反應(yīng)時(shí)，化合價(jià)升降的總數(shù)，反應(yīng)物和生成物的元素，各種微粒所帶的電荷總和等等，都必須守恒。所以守恒是解計(jì)算題時(shí)建立等量關(guān)系的依據(jù)，守恒法往往穿插在其它方法中同時(shí)使用，是各種解題方法的基礎(chǔ)。利用守恒法可以很快建立等量關(guān)系。在高中化學(xué)計(jì)算題中，常考的守恒有：

1。元素守恒：

即化學(xué)反應(yīng)前后各元素的種類不變，各元素的原子個(gè)數(shù)不變，其物質(zhì)的量、質(zhì)量也不變。元素守恒包括原子守恒和離子守恒： 原子守恒法是依據(jù)反應(yīng)前后原子的種類及個(gè)數(shù)都不變的原理，進(jìn)行推導(dǎo)或計(jì)算的方法。離子守恒是根據(jù)反應(yīng)（非氧化還原反應(yīng)）前后離子數(shù)目不變的原理進(jìn)行推導(dǎo)和計(jì)算。用這種方法計(jì)算不需要化學(xué)反應(yīng)式，只需要找到起始和終止反應(yīng)時(shí)離子的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可通過(guò)簡(jiǎn)單的守恒關(guān)系，計(jì)算出所需結(jié)果。

2。電荷守恒：

即對(duì)任一電中性的體系，如化合物、混合物、濁液等，電荷的代數(shù)和為0，即正電荷總數(shù)和負(fù)電荷總數(shù)相等。電荷守恒是利用反應(yīng)前后離子所帶電荷總量不變的原理，進(jìn)行推導(dǎo)或計(jì)算。常用于溶液中離子濃度關(guān)系的推斷，也可用此原理列等式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)中某些量的計(jì)算。

3。電子得失守恒：

是指在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子數(shù)。它廣泛應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)中的各種計(jì)算，甚至還包括電解產(chǎn)物的計(jì)算。

例3 銅和鎂的混合物4。6 g完全溶于一定量濃硝酸中，反應(yīng)后只生成NO2 0。2 mol和N2O4 0。015 mol，往與硝酸反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液，求生成沉淀的質(zhì)量。

四、解題模型4――極值法

極值法是一種重要的數(shù)學(xué)思想和分析方法。化學(xué)上所謂“極值法”就是對(duì)數(shù)據(jù)不足而感到無(wú)從下手的計(jì)算或混合物組成判斷的題目，采用極端假設(shè)（即為某一成分或者為恰好完全反應(yīng)）的方法以確定混合體系中各物質(zhì)的名稱、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)，這樣使一些抽象的復(fù)雜問(wèn)題具體化、簡(jiǎn)單化，可達(dá)到事半功倍之效果。

例4 向300 mL KOH溶液中緩慢通入2。24 L CO2氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），充分反應(yīng)后，在減壓低溫下蒸發(fā)溶液，得到11。9 g白色固體。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算確定此白色固體的組成及其質(zhì)量各為多少克？所用KOH溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？

五、其他解題模型

化學(xué)計(jì)算的方法很多，除了上述4種方法外，還有估算法、討論法、平均值法、十字交叉法、終態(tài)法、等效平衡法等。此外在近幾年的上海高考中，還多次出現(xiàn)了借助數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)問(wèn)題的計(jì)算題，測(cè)試學(xué)生將化學(xué)問(wèn)題抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題，利用數(shù)學(xué)工具，通過(guò)計(jì)算和推理，解決化學(xué)問(wèn)題的能力。主要包括數(shù)軸的應(yīng)用、函數(shù)的思想、討論的方法、空間想象的能力以及不等式的遷移等方面的知識(shí)。此類題目的解題模型是：運(yùn)用所掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)，通過(guò)分析化學(xué)變量之間的相互關(guān)系，建立一定的數(shù)學(xué)關(guān)系（等式、函數(shù)、圖像關(guān)系、不等式、數(shù)列等）來(lái)解題。

總之，在高中化學(xué)計(jì)算題教學(xué)中運(yùn)用建模思想，可以抓住問(wèn)題的本質(zhì)，化抽象為具體；可以培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力；最終促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面提高。因此，作者認(rèn)為在高中化學(xué)教學(xué)中很有必要推廣建模思想的教學(xué)。

化學(xué)建模論文:建模法在高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐探析

【摘要】高中化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，就要提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。一些抽象的問(wèn)題，如果能利用建模思想建立具體的思維模型，就會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)單化。但建模法在高中化學(xué)教學(xué)中并未得到應(yīng)有的重視，本文就此探討了建模法在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用和實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】建模法 高中化學(xué) 應(yīng)用 實(shí)踐

1.前言

化學(xué)是以原子、分子為基準(zhǔn)研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)自然科學(xué)。高中化學(xué)作為科學(xué)教育的重要組成部分，其最終目標(biāo)是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。建模法在科學(xué)研究中始終發(fā)揮著重要作用，但是在高中化學(xué)教學(xué)中鮮少被應(yīng)用，學(xué)生不僅缺乏建構(gòu)模型的意識(shí)，教師對(duì)模型的認(rèn)識(shí)也仍停留在表面，沒有認(rèn)識(shí)到其對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要意義。

2.建模法的構(gòu)建過(guò)程

2.1 感受模型

一般情況下，學(xué)生從初中開始接觸化學(xué)，但是高中化學(xué)內(nèi)容才是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，建模法的應(yīng)用與實(shí)踐也是在高中化學(xué)中才有所體現(xiàn)。建模法構(gòu)建過(guò)程的第一步是感受模型，在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)注重發(fā)覺學(xué)生的模型思想。模型在解決問(wèn)題中具有直觀形象的特點(diǎn)，有助于學(xué)生更好的理解化學(xué)問(wèn)題。例如在新人教版《化學(xué)反應(yīng)原理》中的第二章關(guān)于水溶液的離子平衡內(nèi)容，教師通過(guò)建構(gòu)模型展示溶液PH值的變化規(guī)律，使抽象的問(wèn)題具象化，能夠加深學(xué)生的記憶，從而提高課堂的有效性。

2.2 領(lǐng)悟模型

學(xué)生在培養(yǎng)起建模意識(shí)后，應(yīng)學(xué)會(huì)理解和領(lǐng)悟模型。建構(gòu)主義論認(rèn)為知識(shí)不是由教師傳輸?shù)玫降?，而是學(xué)生在一定的社會(huì)背景下，借助教師和學(xué)習(xí)伙伴的幫助，并利用學(xué)習(xí)資料，通過(guò)自主主義的建構(gòu)而得到的?；瘜W(xué)建模關(guān)鍵是體現(xiàn)在“建”字，是學(xué)和用的綜合統(tǒng)一。在領(lǐng)悟模型的過(guò)程中，教師更多的是充當(dāng)一個(gè)引導(dǎo)者的角色，鼓勵(lì)學(xué)生有創(chuàng)造性的想法。例如在原子結(jié)構(gòu)的講解中，教師可以采用類比的方法，通過(guò)數(shù)據(jù)反映的特征建立原子結(jié)構(gòu)模型。學(xué)生可以發(fā)揮想象，在領(lǐng)悟中掌握原子的性質(zhì)和活動(dòng)規(guī)律。

2.3 應(yīng)用模型

教師在化學(xué)課堂教學(xué)中，可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)和制作實(shí)物模型，在學(xué)習(xí)中嘗試?yán)媚Ｐ瓦M(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)。應(yīng)用模型階段是學(xué)生把抽象化的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體實(shí)物的階段，學(xué)生在建構(gòu)模型中可以體會(huì)到事物的本質(zhì)規(guī)律。應(yīng)用模型可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念理解和鞏固化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)觀察分析問(wèn)題的能力，也可以對(duì)各知識(shí)點(diǎn)之間的銜接和遞進(jìn)有一個(gè)較為清晰的了解。從而提高學(xué)生解題過(guò)程中的正確度：離子濃度問(wèn)題作為高考的熱點(diǎn)，其內(nèi)容同樣抽象，為了減輕學(xué)生的思維量，使其思維有序化，學(xué)生可以通過(guò)建立“三大守恒”模型解決相關(guān)問(wèn)題，效果顯著。以Na3P04溶液為例，在Na3PO溶液存在著Na、H、OH一、PO4、HPO卜、H2PO4、H3PO4、H2O等微粒，在這些微粒之間存在著三種守恒。

電荷守恒：C（Na）+C（H）=C（OH一）+3C（PO）+2c（HPO4）+C（H2PO4一）

物料守恒：c（Na）=3[C（PO）+c（ttPO4）+C（H2P0一）+c（H3P04）]

質(zhì)子守恒：C（OH‘）=C（H）+C（HPO）+2C（H2PO4’）+3c（H3PO4）

解題時(shí)，看到等式，學(xué)生應(yīng)聯(lián)想該題中“守恒”模型，看是否是三者之一，若都不是，看是否由上述的3種守恒模型通過(guò)疊加或疊減以后得到的。

2.4 評(píng)價(jià)模型

建構(gòu)模型的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是進(jìn)行評(píng)價(jià)和反思。在進(jìn)行化學(xué)建模教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師需要不斷考量建模過(guò)程中的策略是否正確，已完成的建構(gòu)模型是否科學(xué)合理。對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)能夠使教師做到具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知策略進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，從而提高學(xué)生的認(rèn)知水平。例如化學(xué)元素周期表是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)，教師可以要求學(xué)生自己動(dòng)手制作并進(jìn)行課堂展示。隨后要求學(xué)生進(jìn)行互評(píng)，在評(píng)價(jià)中加深對(duì)化學(xué)元素周期的掌握。

3.建模法教學(xué)實(shí)踐

3.1 概括歸納

概括歸納是人們?cè)诨瘜W(xué)研究中廣泛應(yīng)用的思維方法，化學(xué)中的很多定律和公式都是通過(guò)概括歸納得出的。它是一種由個(gè)別到一般、從特殊到普遍，從經(jīng)驗(yàn)事實(shí)到事物內(nèi)在規(guī)律性的認(rèn)識(shí)手段和模式。在高中化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)建模的全過(guò)程可以對(duì)模型的建構(gòu)和運(yùn)用有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，遇到類型化的問(wèn)題可以快速的作答。但是，教師一定要注意學(xué)生不能一味的生搬硬套，題目是不斷變化發(fā)展的，學(xué)生缺乏應(yīng)用模型解決新問(wèn)題的能力有可能是大致過(guò)程對(duì)，結(jié)果得出截然相反的結(jié)論。

3.2 聯(lián)想遷移

學(xué)生在具有建模意識(shí)并掌握了一些思維模型后，通過(guò)聯(lián)想大腦中已有的模型，運(yùn)用分析、綜合、比較、論證的方法進(jìn)行遷移變換，最終創(chuàng)造掌握新的模型。這種聯(lián)想遷移的方法能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的實(shí)踐能力和化學(xué)思維能力。運(yùn)用聯(lián)想遷移進(jìn)行建模對(duì)學(xué)生的綜合能力要求比較高，需要教師在日常教學(xué)中層層滲透，全面提高學(xué)生的遷移建模能力，在新知識(shí)與原有知識(shí)之間建立起可遷移條件。聯(lián)想遷移法能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，一旦學(xué)生在大腦中建立遷移建模反射，在遇到新問(wèn)題時(shí)能夠充分發(fā)揮積極主動(dòng)性，自主解決問(wèn)題。

3.3 接受模仿

接受模仿是化學(xué)中最普遍使用的一種方法，有老師給出特定的解題思維模型幫助學(xué)生解決較難的問(wèn)題。由于學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)存在差距，大部分學(xué)生面對(duì)難題和陌生題目時(shí)毫無(wú)頭緒、無(wú)法下筆，這個(gè)時(shí)候需要教師運(yùn)用接受模仿法。例如在人教版化學(xué)教材中關(guān)于氧化還原反應(yīng)中氧化性和還原性強(qiáng)弱的比較一章節(jié)中，教師首先建立解題思維模型，以便學(xué)生模仿應(yīng)用。學(xué)生可以根據(jù)黑板上的解題思維模型順利得出答案。接受模仿可以節(jié)約課堂時(shí)間，但是教師在教學(xué)中起主導(dǎo)作用，不利于提高學(xué)生自主建模能力的提高。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高中化學(xué)教學(xué)中教師應(yīng)有意識(shí)的讓學(xué)生感受到建模的重要性，并加強(qiáng)學(xué)生建構(gòu)模型的能力培養(yǎng)，這有助于學(xué)生和老師研究化學(xué)問(wèn)題的科學(xué)合理性。新課程要求在教學(xué)中應(yīng)以學(xué)生為主體，教師充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，新課標(biāo)的教材中的抽象化的化學(xué)知識(shí)相對(duì)增加，降低了高中化學(xué)教學(xué)成效。而模型教學(xué)能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力和整體科學(xué)素養(yǎng)，符合我國(guó)素質(zhì)化教育的趨勢(shì)。

化學(xué)建模論文:讓“建模法”為高中化學(xué)教學(xué)增添動(dòng)力

摘 要： 建模法在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用得比較多，對(duì)其合理利用能有效提高解題效率。為此，作者實(shí)結(jié)合踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就建模法在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞： 高中化學(xué)教學(xué) 建模法 應(yīng)用 動(dòng)力

引言

建模法主要是通過(guò)化學(xué)模型解決相應(yīng)的問(wèn)題，我們通過(guò)一些具體的模型區(qū)解決一些實(shí)際問(wèn)題，建模法能夠使解題的過(guò)程更加模式化，減少解題過(guò)程中的錯(cuò)誤。為此，筆者就建模法在高中化學(xué)中的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行以下探討分析。

1.建模法的教學(xué)意義

在化學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)使用一些化學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題，這就是建模法。建模法需要從一個(gè)具體的事例出發(fā)，通過(guò)抽象概念建立起相應(yīng)的模型，幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)原理進(jìn)行深入理解，從而解決實(shí)際的問(wèn)題。這樣的過(guò)程是符合我們的認(rèn)知規(guī)律的，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生逐漸從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，形成理性認(rèn)識(shí)之后才能夠?qū)ψ约旱膶?shí)踐進(jìn)行指導(dǎo)。高中生的思維比較活躍，但是還沒有形成抽象思維，所以在對(duì)一些抽象的概念進(jìn)行理解的時(shí)候，往往會(huì)感覺很吃力。建模法很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)建模法，我們可以對(duì)一些抽象的概念建立模型，從而幫助我們對(duì)原理進(jìn)行理解，把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化[1]。在應(yīng)用建模法的過(guò)程中，我們要由易到難讓學(xué)生逐漸理解，此外一定要結(jié)合客觀規(guī)律，否則會(huì)起反作用。

2.建模法在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1關(guān)系式法

在實(shí)際進(jìn)行化工生產(chǎn)的過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到多步反應(yīng)，從原料到最后的產(chǎn)品往往會(huì)經(jīng)過(guò)許多步反應(yīng)，在多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)中，關(guān)系式法應(yīng)用得比較多，多步反應(yīng)之間相互關(guān)聯(lián)，第一步反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物往往是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，通過(guò)化學(xué)方程式我們可以得到反應(yīng)物與生成物之間量的關(guān)系。因此我們可以找出某個(gè)中間物質(zhì)，以它為中介，然后尋求已知物質(zhì)與所要求的物質(zhì)之間的量的關(guān)系，在化學(xué)計(jì)算的過(guò)程中，關(guān)系式法是基本的解題方法，有些化學(xué)題目需要多步計(jì)算，通過(guò)關(guān)系式法我們可以把它變成一步計(jì)算，這樣就避免了計(jì)算過(guò)程中的麻煩，簡(jiǎn)化了解題的過(guò)程，從而降低了學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。

2.2差量法

化學(xué)反應(yīng)前后會(huì)發(fā)生物質(zhì)的量的變化，我們可以根據(jù)這種變化找到這個(gè)理論差值。由于每個(gè)化學(xué)方程式是不同的所以發(fā)生變化的量也就有可能不同，有的是體積發(fā)生了變化，有的是壓強(qiáng)發(fā)生了變化，這個(gè)變化的量的大小跟參加反應(yīng)的某些量成正比例關(guān)系，我們可以通過(guò)這種關(guān)系把問(wèn)題簡(jiǎn)單化，從而求出相關(guān)量。對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，各個(gè)物質(zhì)的量之間都有一定的關(guān)系，如果我們從里面任意取兩個(gè)物質(zhì)的量，那么當(dāng)其中一個(gè)量增大或減小時(shí)，另一個(gè)量也會(huì)成比例地發(fā)生變化，并且兩者之間的差值也會(huì)呈現(xiàn)相應(yīng)的變化。

2.3守恒法

在高中化學(xué)的額解題過(guò)程中，守恒法的應(yīng)用是比較多的，化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中物質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，但是某些特定的量是不會(huì)發(fā)生變化的，我們可以利用這一點(diǎn)求解，從而簡(jiǎn)化解題的過(guò)程。守恒法不需要我們探究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的某些細(xì)枝末節(jié)，只需要找守恒關(guān)系即可，常用的守恒方法主要有三種包括元素守恒、電荷守恒和電子得失守恒。而對(duì)于元素守恒而言，它又包括原子守恒和離子守恒，在化學(xué)反應(yīng)的前后如果原子的種類及個(gè)數(shù)不發(fā)生變化的話，那么我們就可以應(yīng)用原子守恒法，同樣如果離子數(shù)目不變的話就應(yīng)用離子守恒方法，通過(guò)這種守恒的方法，計(jì)算出結(jié)果。

應(yīng)用電荷守恒主要是因?yàn)樵谥行缘捏w系中，正電荷和負(fù)電荷的數(shù)量是相等的，我們經(jīng)常使用這種方法推斷溶液中離子濃度的關(guān)系。電子得失守恒主要應(yīng)用在氧化還原反應(yīng)之中，在氧化出結(jié)果。

結(jié)語(yǔ)

在化學(xué)解題的過(guò)程中應(yīng)用建模法，能夠把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化[2]，幫助我們抓住問(wèn)題的本質(zhì)，使抽象的事物具體化，此外在應(yīng)用建模法的過(guò)程中還能夠提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)得到全面提高。

化學(xué)建模論文:建模思想在高三化學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用

一、高三化學(xué)復(fù)習(xí)建模的理論基礎(chǔ)

1.模型及建模的概念

模型是科學(xué)認(rèn)知的一種特殊形式，它具有獨(dú)特的性質(zhì)。同時(shí)模型也是一種幫助人們實(shí)現(xiàn)認(rèn)知的工具，它可以以某種程度的類似去再現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)，并作為這個(gè)系統(tǒng)的代替物出現(xiàn)在人們的認(rèn)知過(guò)程中。人們可以通過(guò)模型這個(gè)代替物，獲得原物的相關(guān)信息，所以人們稱這種方法為建模。

利用化學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，事實(shí)上就是一個(gè)建模的過(guò)程，利用化學(xué)語(yǔ)言和方法去再現(xiàn)需要解決的問(wèn)題，這種化學(xué)表述就是一個(gè)化學(xué)模型。模型是對(duì)真實(shí)系統(tǒng)的抽象和簡(jiǎn)化，可以根據(jù)研究的目標(biāo)撇開真實(shí)系統(tǒng)中的一些非重點(diǎn)因素，人為地簡(jiǎn)化真實(shí)系統(tǒng)，突出研究對(duì)象。人們利用模型可以捋順千頭萬(wàn)緒的知識(shí)點(diǎn)，使其模式化、網(wǎng)絡(luò)化。

2.建模思想的應(yīng)用對(duì)高三化學(xué)復(fù)習(xí)的意義

任何一門學(xué)科的知識(shí)都是有序可循的，在人類認(rèn)知發(fā)展的過(guò)程中，知識(shí)按照一定的結(jié)構(gòu)方式形成框架，雖然知識(shí)點(diǎn)冗繁紛亂，但是終究有一個(gè)邏輯關(guān)系將他們梳理成為一張知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)者只要掌握好這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的框架，就可以對(duì)這門學(xué)科形成一個(gè)系統(tǒng)性的認(rèn)知，方便掌握與靈活運(yùn)用。高中化學(xué)學(xué)習(xí)中，知識(shí)點(diǎn)多而零散，題型靈活，變化多端。在很多學(xué)生的眼里，化學(xué)好學(xué)，但是不好考，就是因?yàn)樗麄儧]有形成對(duì)高中化學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)性認(rèn)知，難以完成知識(shí)點(diǎn)的融合以及靈活提取，面對(duì)稍微復(fù)雜一點(diǎn)兒的習(xí)題就會(huì)毫無(wú)頭緒。所以引入建模思想的實(shí)質(zhì)就是幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)零散知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在規(guī)律，幫助學(xué)生整合知識(shí)脈絡(luò)，提高復(fù)習(xí)效率。

二、建模思想在化學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用

建模思想在化學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用很廣泛，以“氧化還原反應(yīng)”的模型可以統(tǒng)領(lǐng)原電池和電解的復(fù)習(xí)；以“總數(shù)=分?jǐn)?shù)×每份數(shù)”的模型可以統(tǒng)領(lǐng)物質(zhì)的量及其相關(guān)物理量的復(fù)習(xí)；以“化學(xué)平衡”的模型可以統(tǒng)領(lǐng)可逆反應(yīng)平衡、弱電解質(zhì)的電離、鹽類水解、沉淀溶解平衡等知識(shí)的復(fù)習(xí)；等等?？傊?，通過(guò)化學(xué)建模，將零散、難記的知識(shí)點(diǎn)更加本質(zhì)化，方便應(yīng)用，便于提取。這樣一來(lái)，學(xué)生就可以運(yùn)用知識(shí)靈活解題，解題過(guò)程也將更趨于規(guī)范化，這些益處將充分地體現(xiàn)在高考的過(guò)程當(dāng)中。下面筆者通過(guò)一些實(shí)例，來(lái)探討建模思想在高三化學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用。

1.應(yīng)用建模思想使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化

（1）概念圖

高三階段的復(fù)習(xí)方法很多，多數(shù)復(fù)習(xí)方法都致力于將知識(shí)系統(tǒng)化，如概念圖、網(wǎng)絡(luò)圖等，希望通過(guò)知識(shí)梳理，方便學(xué)生記憶和理解。事實(shí)上這些方法也是建模的一種形式，比如概念圖，就是講關(guān)于某一主題的不同級(jí)別的概念和命題置于同一平面中，然后以連線的方式來(lái)說(shuō)明不同級(jí)別概念之間的從屬和聯(lián)系。將一個(gè)大型的概念拆分成不同的組成部分，而這些組成部分就是學(xué)生需要理解和記憶的知識(shí)點(diǎn)。以有機(jī)反應(yīng)為例，其概念圖可以表示如下。

一個(gè)概念被細(xì)分成為若干個(gè)概念，這在某種程度上也是對(duì)有機(jī)反應(yīng)的一種構(gòu)建，用一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，闡述了有機(jī)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，明確了這一知識(shí)內(nèi)容中所有的知識(shí)重點(diǎn)，不復(fù)雜，不零散，非常適合復(fù)習(xí)過(guò)程中整理知識(shí)點(diǎn)。

（2）網(wǎng)絡(luò)圖

概念圖著重于分解一個(gè)概念的重要組成部分，而網(wǎng)絡(luò)圖著重于梳理不同內(nèi)容之間的關(guān)系。與概念圖的層級(jí)關(guān)系不同，網(wǎng)絡(luò)圖中的各個(gè)元素沒有層級(jí)之間的聯(lián)系，也不存在從屬關(guān)系，而是表現(xiàn)出在一個(gè)化學(xué)表述中，各個(gè)元素之間的聯(lián)系。比如，有關(guān)氮及化合物知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖可以表示為：

網(wǎng)絡(luò)圖表現(xiàn)出一個(gè)化學(xué)過(guò)程中各個(gè)元素相互作用的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)圖更有利于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程和實(shí)質(zhì)。

（3）對(duì)比圖

對(duì)比就是講相近、相似或者相關(guān)的概念，以圖表的形式進(jìn)行對(duì)比，目的在于尋找這些概念之間的差異，便于區(qū)分，避免混淆。鑒于高三階段是對(duì)高中所學(xué)化學(xué)知識(shí)的整合，所以很多概念出現(xiàn)的時(shí)間不同，不容易產(chǎn)生聯(lián)系，相似的概念也不容易區(qū)別。所以，利用對(duì)比，將所有相似、相近、相關(guān)的概念進(jìn)行整合，熟悉概念之間的聯(lián)系與差別，比如同位素、同系物、同素異形體、同分異構(gòu)體等概念，用圖表的方式進(jìn)行對(duì)比，使得相似概念能夠得到區(qū)分，在學(xué)生的腦海里形成獨(dú)立的認(rèn)知。這不僅是對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的鞏固，也是對(duì)概念理解的升華。

2.建立模型使化學(xué)知識(shí)形式化、規(guī)律化

很多化學(xué)知識(shí)都很抽象、難記、難以利用。往往學(xué)生接觸到的只是現(xiàn)象的表面，一旦深入到實(shí)質(zhì)便是一片空白。形式表達(dá)模式是指將這些抽象的知識(shí)具體化，形成一般規(guī)律，并用學(xué)生可以接受的化學(xué)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)。比如：CxH4氣態(tài)烴在100℃以上完全燃燒時(shí)，反應(yīng)前后氣體體積不變。這是一個(gè)一般規(guī)律，可以直接應(yīng)用到解題之中。

3.建立模型，使解答過(guò)程模式化、格式化

很多生學(xué)在解答化學(xué)問(wèn)題時(shí)，因?yàn)闆]有清晰的思路，不知道從哪里下手，總是想起什么寫什么，導(dǎo)致卷面呈現(xiàn)出一種邏輯混亂狀態(tài)。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，是因?yàn)閷W(xué)生在日常學(xué)習(xí)中就沒有形成模式化、規(guī)范化的解題習(xí)慣。從應(yīng)試角度來(lái)看，解題都是有模式可循的，而模式的基礎(chǔ)源于解決問(wèn)題的思路，如果能夠掌握好解決問(wèn)題的思路，形成模型以及解題的模式，不僅能明晰解題思路，自動(dòng)屏蔽無(wú)效內(nèi)容，還能降低試題難度，提高解題效率。

例如：乙二酸（HOOC—COOH），其主要物理常數(shù)如下：

已知：草酸鈣不溶于水。

又知草酸分解的化學(xué)方程式為H2C2O4175℃H2O+CO2+CO，

為了驗(yàn)證草酸受熱分解及其產(chǎn)物，用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有人指出該裝置存在不合理之處，請(qǐng)你根據(jù)草酸晶體的某些物理常數(shù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，指出用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可能存在的不合理因素的主要原因。

事實(shí)上此類問(wèn)題就可以通過(guò)建模的形式去尋找解題的一般規(guī)律。此類問(wèn)題屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)類問(wèn)題。判斷是否合理可以從以下四個(gè)方面出發(fā)：

（1）科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)方案是否符合實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作和方法的要求。（2）

安全性。一方面檢驗(yàn)是否會(huì)對(duì)人身造成傷害，一方面檢驗(yàn)是否會(huì)造成污染。（3）

可行性。化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備、方法和現(xiàn)有的條件是否滿足試驗(yàn)要求。（4）

簡(jiǎn)約性?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)盡量要求步驟少、時(shí)間短、裝置簡(jiǎn)單而且節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品。

從以上四個(gè)方面進(jìn)行判斷就可以得出上述裝置是否合理及其原因。如果沒有一個(gè)明確的思路，只是從圖片入手，對(duì)問(wèn)題的分析不一定全面。所以說(shuō)用建模的思想去構(gòu)建不同類型習(xí)題的解答思路，答題就會(huì)更加嚴(yán)謹(jǐn)、全面，不會(huì)漏答、錯(cuò)答。

4.灌輸建模思想，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

高三階段，已經(jīng)沒有新的知識(shí)點(diǎn)輸入，所以高三化學(xué)復(fù)習(xí)仍舊需要學(xué)生自主吸收，需要教師通過(guò)不同的方式，去培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。而建模就是一種好的方法。在復(fù)習(xí)階段，教師可以通過(guò)對(duì)知識(shí)內(nèi)在規(guī)律的揭示引導(dǎo)學(xué)生自主建模，逐漸養(yǎng)成良好的自主復(fù)習(xí)習(xí)慣。比如針對(duì)原電池原理這一知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生可以通過(guò)體驗(yàn)、類比、總結(jié)等方式建立適合自己的復(fù)習(xí)模型。當(dāng)然也可以適當(dāng)?shù)亻_發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力，在一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的模型建立中融入另一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，拓寬復(fù)習(xí)的思路，形成一種宏觀與微觀、獨(dú)立與聯(lián)系相結(jié)合的復(fù)習(xí)風(fēng)格，對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行橫向與縱向的不同剖析。當(dāng)然這種創(chuàng)造要因材施教，根據(jù)學(xué)生的理解能力做出不同等級(jí)的模型。

5.精選習(xí)題訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用模型，完善模型

近幾年，高考試題中不斷出現(xiàn)新材料和新背景，這已經(jīng)成為高考命題的一個(gè)趨勢(shì)，大部分教師也會(huì)根據(jù)這個(gè)趨勢(shì)去預(yù)測(cè)和精選習(xí)題。在近幾年的高考中，有一類題型，題目長(zhǎng)，信息量大，需要學(xué)生迅速去提取有效信息，如果大量信息全部吸收，不僅浪費(fèi)考試時(shí)間，還可能會(huì)出現(xiàn)時(shí)間不夠、答題不全的現(xiàn)象。使建模思想便有了用武之地。模型的實(shí)質(zhì)就是剔除研究對(duì)象中的次要因素，使學(xué)生一眼就可以看到題目中的主要信息，做到快速審題。當(dāng)然，模型建立需要大量的習(xí)題來(lái)支撐和驗(yàn)證。這就需要教師對(duì)習(xí)題進(jìn)行精心選擇。教師要精選典型習(xí)題，將一類習(xí)題的所有變式總結(jié)出來(lái)，建立模型，反復(fù)總結(jié)，反復(fù)驗(yàn)證，并在這個(gè)過(guò)程中總結(jié)出此類考題的考點(diǎn)、考查范圍、解題技巧和注意事項(xiàng)，做到少而精、少而深，將建模思想運(yùn)用到極致。

利用建模思想的這種復(fù)習(xí)方法雖好，但是在引導(dǎo)學(xué)生自主建模的過(guò)程中要注重因材施教，因?yàn)榻?jīng)歷了高一、高二兩年的學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)生的基礎(chǔ)有了很大的差別，可以要求基礎(chǔ)較好的學(xué)生在知識(shí)點(diǎn)梳理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行聯(lián)系上的創(chuàng)新，而對(duì)于基礎(chǔ)稍差的學(xué)生，還是先從知識(shí)點(diǎn)梳理開始，不能一蹴而就。爭(zhēng)取在復(fù)習(xí)階段使不同程度的學(xué)生都能實(shí)現(xiàn)一個(gè)高度上的提升，為高考取得滿意的成績(jī)打好基礎(chǔ)。

化學(xué)建模論文:建模法在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：建模法是一種高效的教學(xué)方法，文章闡述了其內(nèi)涵、意義及其在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中的應(yīng)用。運(yùn)用建模法可以有效提高高中化學(xué)課堂教學(xué)的實(shí)效性，化解學(xué)習(xí)難點(diǎn)，提高課堂教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：建模法；化學(xué)反應(yīng)原理；原電池原理

化學(xué)反應(yīng)原理是化學(xué)課程中的難點(diǎn)，很抽象，學(xué)生難于理解和掌握，雖然在教學(xué)中有實(shí)驗(yàn)演示、動(dòng)畫模擬等多種教學(xué)手段幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和感知，但是在具體的問(wèn)題和練習(xí)中，僅靠想象和理解，難免不出差錯(cuò)。如果我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中巧妙地運(yùn)用建模法幫助學(xué)生去建立典型模型，深化理解原理，復(fù)雜的問(wèn)題就會(huì)簡(jiǎn)單化。本文通過(guò)原電池原理的課堂教學(xué)舉例，來(lái)闡述建模法在化學(xué)反應(yīng)原理中的具體應(yīng)用方法。

一、建模法內(nèi)涵及其意義

建模法就是利用化學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題的一種實(shí)踐。即通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)等處理過(guò)程后，將某類實(shí)際問(wèn)題用具體方式表達(dá)，建立起化學(xué)模型，然后運(yùn)用類比的方法對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行處理，找出解題的方法和思路。其認(rèn)識(shí)的過(guò)程如下：

1．建模法由具體事例出發(fā)，通過(guò)抽象、概括建立典型模型，從而深化理解化學(xué)原理，并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，符合認(rèn)知規(guī)律，即由學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，再由理性認(rèn)識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，并且在實(shí)踐中檢驗(yàn)、糾正對(duì)原理的理解。

2．青少年學(xué)生的形象思維活躍，但抽象思維尚未成熟，所以對(duì)抽象的原理理解具有一定的難度。而建模教學(xué)法正是通過(guò)對(duì)抽象的原理建立具體的模型來(lái)幫助學(xué)生理解原理，達(dá)到化繁為簡(jiǎn)、化難為易的效果。

3．在建模法應(yīng)用過(guò)程中必須遵循由個(gè)體到一般、由典型到普遍，由易到難、由簡(jiǎn)單到綜合的螺旋式上升的原則，使教學(xué)模型通過(guò)學(xué)生的討論、思考在腦海不斷清晰并逐漸內(nèi)化，忌不顧客觀規(guī)律、盲目提高難度，結(jié)果適得其反。

二、建模法在原電池原理教學(xué)中的應(yīng)用

1．呈現(xiàn)事例，引導(dǎo)學(xué)生理解原電池原理

在教材銅鋅原電池裝置中，由于鋅是活潑金屬，容易失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作為原電池的負(fù)極。鋅棒失去的電子沿導(dǎo)線流到銅棒表面，然后溶液中的Cu2+在銅棒的表面上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，不活潑金屬銅作為原電池的正極。在溶液中，由于銅棒上聚集了電子，所以，溶液中陽(yáng)離子移向銅棒（正極）；鋅棒附近產(chǎn)生了大量的Zn2+離子，吸引溶液中的陰離子，所以陰離子移向鋅極（負(fù)極）。陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)從而在溶液中形成了由鋅棒指向銅棒的電流。原電池中外電路的電流是由電子的定向移動(dòng)傳導(dǎo)，內(nèi)電路的電流是由自由離子的定向移動(dòng)傳導(dǎo)，內(nèi)電路的電流與外電路的電流方向相反，并因此形成一個(gè)閉合的回路。在應(yīng)用中我們可以將實(shí)際問(wèn)題與銅鋅原電池這個(gè)模型相對(duì)照，問(wèn)題就會(huì)迎刃而解。

2．認(rèn)識(shí)提升，引導(dǎo)學(xué)生建立原電池模型

（1）確定原電池電極

方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定，一般情況下：

①對(duì)于金屬——金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；

②對(duì)于金屬——非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬是正極，如干電池等；

③對(duì)于金屬——化合物電極，一般金屬是負(fù)極，化合物是正極。

方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定

失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)負(fù)極；得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)正極。

（2）確定電極反應(yīng)及其產(chǎn)物

負(fù)極：還原性物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)需要考慮溶液中的微粒參與電極反應(yīng)，如：

①活潑金屬做負(fù)極反應(yīng)物：M-ne-=Mn+［若在堿性條件下則為：M-ne-+nOH-=M（OH）n］

②氫氣做為負(fù)極反應(yīng)物，若溶液為酸性或中性，則為H2-2e-=2H+，若溶液為堿性，則為H2-2e-+2OH-=2H2O

③甲烷燃料電池（用熔融KOH做電解質(zhì)）：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

……

正極：氧化性物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)，同時(shí)要考慮電解質(zhì)溶液的性質(zhì)，如：

①非氧化性酸：2H++2e-=H2

②不活潑金屬鹽溶液：Mn++ne-=M

③中性、弱酸性條件下氧氣為正極反應(yīng)物：2H2O+O2+4e-=4OH-

④酸性條件下氧氣為正極反應(yīng)物：4H++O2+4e-=2H2O

……

經(jīng)過(guò)對(duì)課本中具體事例的理解、概括和深化，我們可以建立原電池的典型模型如下：

3．舉例應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用類比的方法解決實(shí)際問(wèn)題

例如：新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池有較高的安全性。電池總反應(yīng)為：CH3OCH3+3O2＝2CO2+3H2O，電池示意圖如下,下列說(shuō)法不正確的是（

）

A．a(chǎn)極為電池的負(fù)極

B．電池工作時(shí)電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極

C．電池正極的電極反應(yīng)為：4H++O2+4e-=2H2O

D．電池工作時(shí)，1mol二甲醚被氧化時(shí)就有6mol電子轉(zhuǎn)移

要解決上述問(wèn)題，我們可以從模型中找到方法。因?yàn)槎酌言诜磻?yīng)過(guò)程中失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以通入二甲醚的電極為負(fù)極，在電極反應(yīng)中碳元素由-2價(jià)被氧化為+4價(jià)，所以電極反應(yīng)可表示為：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；氧氣在反應(yīng)過(guò)程中得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的電極為正極，其電極反應(yīng)可表示為：3O2+12H++12e-=6H2O。反應(yīng)過(guò)程中，質(zhì)子向正極移動(dòng)，電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極。1mol二甲醚被氧化時(shí)就有12mol電子轉(zhuǎn)移。所以上題的答案應(yīng)為D。

總之，建模法是化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中最為有效的方法之一，它是通過(guò)學(xué)生對(duì)已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的歸納、總結(jié)，由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，建立具體模型，再用具體模型與實(shí)際問(wèn)題相類比，達(dá)到解決問(wèn)題的一種高效的教學(xué)方法。不光在原電池原理的課堂教學(xué)中建模法有著重要作用，在電解、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡、鹽類的水解、難溶電解質(zhì)的溶解平衡等其他原理的課堂教學(xué)中同樣會(huì)起到重要作用。建模法能有效地提高化學(xué)課堂的教學(xué)效益，化解學(xué)生學(xué)習(xí)上的難點(diǎn)，有利于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)原理，提高學(xué)習(xí)的效率和成績(jī)。

化學(xué)建模論文:建模法在化學(xué)平衡中的應(yīng)用

化學(xué)平衡是中學(xué)化學(xué)重要的基本理論知識(shí)之一，也是高考中重點(diǎn)考查的內(nèi)容，從近幾年的高考試題可以看出有逐年升溫的趨勢(shì)。由于化學(xué)平衡內(nèi)容抽象，學(xué)生較難理解，如果我們能建立具體的思維模型，則可使問(wèn)題簡(jiǎn)單明了化。建模法就是一種能把復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題以形象、具體、直觀的形式呈現(xiàn)，使學(xué)生的思維得以發(fā)展，問(wèn)題得以解決的思維方法。下面就結(jié)合我近幾年教學(xué)中的感受淺談一下建模法在化學(xué)平衡中的應(yīng)用。

一、模型的建立

模型是根據(jù)實(shí)物、圖樣或設(shè)想按比例生態(tài)或其他特征制成的樣品。著名科學(xué)家錢學(xué)森認(rèn)為：“模型，就是通過(guò)我們對(duì)問(wèn)題的分析、利用我們考察來(lái)的機(jī)遇，吸取一切主要因素，略去一切不主要因素所創(chuàng)造出來(lái)的一幅圖畫。”我們所要建立的模型就是要把化學(xué)平衡狀態(tài)和化學(xué)平衡的移動(dòng)更具體、直觀的表示出來(lái)――連通器（U形管）。

化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)（以下簡(jiǎn)稱原型），而連通器原理研究的對(duì)象是連通器（以下簡(jiǎn)稱模型）。連通器的左邊液面對(duì)應(yīng)可逆反應(yīng)的反應(yīng)物，而連通器的右邊液面對(duì)應(yīng)可逆反應(yīng)的生成物。

二、模型的應(yīng)用

1、在化學(xué)平衡狀態(tài)中應(yīng)用。

化學(xué)平衡狀態(tài)是指：在一定條件下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再隨時(shí)間的變化而發(fā)生改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，即化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡?；瘜W(xué)平衡實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡。

就像連通器中的水一樣，當(dāng)左邊進(jìn)水的速率和右邊出水的速率相等時(shí)，連通器中左、右兩邊的液面將不再隨時(shí)間而發(fā)生變化，即達(dá)到了一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)。

2、在外界因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響中的應(yīng)用。

化學(xué)平衡的移動(dòng)是指：對(duì)于已達(dá)到平衡的反應(yīng)，當(dāng)外界條件改變時(shí)時(shí)，原來(lái)的化學(xué)平衡將被破壞，正、逆反應(yīng)速率不再相等，混合物里各組成物質(zhì)的百分含量也將隨之發(fā)生變化，并在新的條件下建立起新的化學(xué)平衡。

就像連通器中的水，當(dāng)某一邊的液面發(fā)生變化時(shí)，兩邊的液面不一樣高，原有的動(dòng)態(tài)平衡將被破壞，水發(fā)生流動(dòng)，會(huì)在新的條件下建立起一個(gè)新的平衡狀態(tài)。此時(shí)，兩邊的液面再次一樣高。

2.1、利用連通器原理理解濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。

改變反應(yīng)物的濃度，就等同于改變左邊液面的高度，使得連通器的左右液面高低不同，液體發(fā)生流動(dòng)，也就等同于化學(xué)平衡的移動(dòng)，下面表格詳細(xì)的說(shuō)明了這種關(guān)系。

2.2、利用連通器原理理解壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。

對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，改變壓強(qiáng)相當(dāng)于改變了物質(zhì)的濃度。和濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響一樣，在有氣體參加的可逆反應(yīng)如2NO2 N2O4中，增大體系的壓強(qiáng)，就相當(dāng)于在左邊增加兩份水，而在右邊增加了一份水，左邊增加的多，液體向右流動(dòng)，對(duì)應(yīng)原型平衡向右移動(dòng)。二者具體聯(lián)系如下：

利用連通器的原理來(lái)理解濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響，理解起來(lái)就顯得比較簡(jiǎn)單了。

對(duì)于溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響很難通過(guò)連通器的原理進(jìn)行解釋，我們可以構(gòu)建出“溫度對(duì)NaCl的溶解和結(jié)晶的影響”這一模型來(lái)加以分析，這樣就使溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響更加形象化和具體化，更易于學(xué)生接受和理解。

綜上所述，如何在日常教學(xué)中充分的利用直觀的模型來(lái)理解抽象難懂的概念和原理，以取得良好的效果，突破教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，還值得我們?nèi)ジ钊氲乃伎己脱芯俊?