時(shí)間：2022-04-12 09:51:31
導(dǎo)語(yǔ)：在化學(xué)建模論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【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)生分析和解決問題的能力。一些抽象的問題，如果能利用建模思想建立具體的思維模型，就會(huì)使問題簡(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，教師通過建構(gòu)模型展示溶液PH值的變化規(guī)律，使抽象的問題具象化，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)玫降模菍W(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)生解題過程中的正確度：離子濃度問題作為高考的熱點(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)生可以通過建立“三大守恒”模型解決相關(guān)問題，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。
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)生通過體驗(yàn)建模的全過程可以對(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)用模型解決新問題的能力有可能是大致過程對(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，在遇到新問題時(shí)能夠充分發(fā)揮積極主動(dòng)性，自主解決問題。
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)。
摘 要： 建模法在高中化學(xué)教學(xué)過程中應(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
建模法主要是通過化學(xué)模型解決相應(yīng)的問題，我們通過一些具體的模型區(qū)解決一些實(shí)際問題，建模法能夠使解題的過程更加模式化，減少解題過程中的錯(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)的過程中，我們經(jīng)常會(huì)使用一些化學(xué)模型解決實(shí)際問題，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)際的問題。這樣的過程是符合我們的認(rèn)知規(guī)律的，在這個(gè)過程中，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)問題，通過建模法，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)雜的問題簡(jiǎn)單化[1]。在應(yīng)用建模法的過程中，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)算過程中的麻煩，簡(jiǎn)化了解題的過程，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，我們可以通過這種關(guān)系把問題簡(jiǎn)單化，從而求出相關(guān)量。對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)來說，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)的額解題過程中，守恒法的應(yīng)用是比較多的，化學(xué)反應(yīng)的過程中物質(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)化解題的過程。守恒法不需要我們探究化學(xué)反應(yīng)過程中的某些細(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)解題的過程中應(yīng)用建模法，能夠把復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化[2]，幫助我們抓住問題的本質(zhì)，使抽象的事物具體化，此外在應(yīng)用建模法的過程中還能夠提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)得到全面提高。
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)知過程中。人們可以通過模型這個(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)際問題，事實(shí)上就是一個(gè)建模的過程，利用化學(xué)語(yǔ)言和方法去再現(xiàn)需要解決的問題，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ㄟ^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，學(xué)生就可以運(yùn)用知識(shí)靈活解題，解題過程也將更趨于規(guī)范化，這些益處將充分地體現(xiàn)在高考的過程當(dāng)中。下面筆者通過一些實(shí)例，來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說明不同級(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。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，使解答過程模式化、格式化
很多生學(xué)在解答化學(xué)問題時(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)試角度來看，解題都是有模式可循的，而模式的基礎(chǔ)源于解決問題的思路，如果能夠掌握好解決問題的思路，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)上此類問題就可以通過建模的形式去尋找解題的一般規(guī)律。此類問題屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)類問題。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。化學(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)問題的分析不一定全面。所以說用建模的思想去構(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，建立模型，反復(fù)總結(jié)，反復(fù)驗(yàn)證，并在這個(gè)過程中總結(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)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，則可使問題簡(jiǎn)單明了化。建模法就是一種能把復(fù)雜的化學(xué)問題以形象、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，就是通過我們對(duì)問題的分析、利用我們考察來的機(jī)遇，吸取一切主要因素，略去一切不主要因素所創(chuàng)造出來的一幅圖畫?！蔽覀兯⒌哪Ｐ途褪且鸦瘜W(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――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)，一般來說，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理解濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響，理解起來就顯得比較簡(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?
文章編號(hào)：1005－6629(2007)05－0075－03中圖分類號(hào)：G632.479 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
2006年高考化學(xué)江蘇卷第26題體現(xiàn)了建模、用模的思想。原題是這樣的：
利用太陽(yáng)光分解水制氫是未來解決能源危機(jī)的理想方法之一。某研究小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光分解水制氫。反應(yīng)過程中所需的電能由太陽(yáng)能光電池提供，反應(yīng)體系中I2和Fe3+等可循環(huán)使用。
(1)寫出電解池A、電解池B和光催化反應(yīng)池中反應(yīng)的離子方程式。
(2)若電解池A中生成3.36L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，試計(jì)算電解池B中生成Fe2+的物質(zhì)的量。
(3)若循環(huán)系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)，電解池A中流入和流出的HI濃度分別為A mol?L-1和b mol?L-1，光催化反應(yīng)生成Fe3+的速率為c mol?L-1，循環(huán)系統(tǒng)中溶液的流量為Q(流量為單位時(shí)間內(nèi)流過的溶液體積)。試用含所給字母的代數(shù)式表示溶液的流量Q。
本題(3)要求學(xué)生從復(fù)雜的情境中抓住本質(zhì)建立化學(xué)反應(yīng)2Fe2++I2 2Fe3++2I-，得出“光催化反應(yīng)生成I－的速率ν(I-)=ν(Fe3+)=c mol?min-1，化學(xué)問題抽象成電解池A中消耗I-的速率應(yīng)等于光催化反應(yīng)池中生成I-的速率，從而得出：a mol?L-1×Q-b mol?L-1×Q=c mol?min-1，解出Q?？梢姡瘜W(xué)問題抽象成兩個(gè)數(shù)學(xué)等量關(guān)系進(jìn)行建模，要求考生的思維必須具備有序性和深刻性。這種“建模、用?！钡乃季S方式在高中化學(xué)中有許多應(yīng)用。
“模”就是“模式”、“模型”，建模思想就是將復(fù)雜的化學(xué)問題去非本質(zhì)的東西，抽象出解決問題的思維方式，即“?！?，然后運(yùn)用這一模式去解決相關(guān)問題，它的一般過程可表示為：
“建模、用?！边@一思維方式也是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在化學(xué)學(xué)習(xí)中的極好運(yùn)用。具體來看，這一規(guī)律在高考化學(xué)復(fù)習(xí)中主要有以下幾方面的應(yīng)用。
1用等量代換法建立“模型”，使與量有關(guān)的某些有機(jī)題規(guī)律化
例1.現(xiàn)有一些只含C、H、O三種元素的有機(jī)物，它們?nèi)紵龝r(shí)消耗O2和生成CO2的體積比為3∶4。
(1)符合條件的分子量最小的化合物化學(xué)式為__________。
(2)某兩種碳原子數(shù)相同的上述有機(jī)物，若它們的相對(duì)分子質(zhì)量分別為a和b(a
解析：設(shè)符合條件的氧化物的化學(xué)式為CxOy，則CxOy+(x- )O2xCO2，因消耗O2和生成CO2的體積比為3∶4，解得x/y=2。則此氧化物為C2O或(C2O)n。
若要始終保持耗氧量和生成CO2的體積比為3∶4，則在分子中任意增加H2O，對(duì)耗氧量和生成CO2的體積均無(wú)影響，按此建模思考，得(C2O)n(H2O)m。由于此有機(jī)物必須含C、 H、 O， 故m、 n為1時(shí)， 相對(duì)分子質(zhì)量是最小的， 化學(xué)式為C2H2O2(乙二醛)；符合(C2O)n(H2O)m的兩種有機(jī)物，若碳原子數(shù)相同，即n值同，而m值不同時(shí)，它們的相對(duì)分子質(zhì)量之差(b-a)必為H2O的相對(duì)分子質(zhì)量的倍數(shù)，故第二空須填入18。
可見，本題建立的模型為(C2O)n(H2O)m，運(yùn)用它可以重新設(shè)置并解決一系列問題，這類模型的建立有時(shí)需要化學(xué)中的一些量的關(guān)系輔助，如原子質(zhì)量之間(C～12H、 CH4～O、 4C～3O……)；耗氧量之間(C～2O、 2H～O、 C～4H……)；電子數(shù)量之間及價(jià)鍵之間的守恒關(guān)系。
通過上述例題我們不難看出，用“等量代換法”解這類發(fā)散思維有機(jī)題的思想模式是：
①?gòu)淖詈?jiǎn)單的有機(jī)物烴、含氧衍生物入手，確定代表物。
②依題意，找出C、H、O三者的等量關(guān)系，結(jié)合代表物和等量關(guān)系進(jìn)行代換。
③根據(jù)價(jià)鍵法則或有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性質(zhì)等，確定符合題意的有機(jī)物結(jié)構(gòu)式。
④整個(gè)過程體現(xiàn)了有序思維經(jīng)發(fā)散思維到收斂的過程。
4.一定條件下將質(zhì)量為x g的有機(jī)物在O2中完全燃燒，燃燒后全部產(chǎn)物通過足量Na2O2層，過氧化鈉的質(zhì)量增重Yg, 下列對(duì)應(yīng)關(guān)系一定正確的是( )
2運(yùn)用數(shù)學(xué)方法建模，使化學(xué)問題解決快速化
作為工具學(xué)科，數(shù)學(xué)對(duì)化學(xué)問題的解決起到了很好的輔助作用，高中化學(xué)經(jīng)常運(yùn)用到的數(shù)學(xué)方法有：應(yīng)用數(shù)軸幫助解決討論型化學(xué)計(jì)算題，商余數(shù)、代數(shù)方程、不定方程、平均值法、不等式、數(shù)學(xué)歸納法、極限、排列組合、平面幾何、立體幾何、待定系數(shù)法配平方程式、數(shù)形結(jié)合思想等。
自20世紀(jì)90年代以來，芳-炔類大環(huán)化合物的研究發(fā)展十分迅速，具有不同分子結(jié)構(gòu)和幾何形狀的這一類物質(zhì)在高科技領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景。合成芳-炔類大環(huán)的一種方法是以苯乙炔(CHC― )為基本原料，經(jīng)過反應(yīng)得到一系列的芳－炔類大環(huán)化合物，其結(jié)構(gòu)為：
(1)上述系列中第1種物質(zhì)的分子式為______。
(2)已知上述系列第1至第4種物質(zhì)的分子直徑在1～100nm之間，分別將它們?nèi)芙庥谟袡C(jī)溶劑中，形成的分散系為________。
(3)以苯乙炔為基本原料，經(jīng)過一定反應(yīng)而得到最終產(chǎn)物。假設(shè)反應(yīng)過程中原料無(wú)損失，理論上消耗苯乙炔與所得芳炔類大環(huán)化合物的質(zhì)量比為____________。
(4)在實(shí)驗(yàn)中，制備上述系列化合物的原料苯乙炔可用苯乙烯(CH2=CH)為起始物質(zhì)，通過加成、消去反應(yīng)制得。寫出由苯乙烯制取苯乙炔的化學(xué)方程式(所需的無(wú)機(jī)試劑自選)_________。
3建立模型，使知識(shí)儲(chǔ)備、問題解決方略序列化
例3.運(yùn)用一定的知識(shí)整理的方法，將NH3、N2、NO、NO2、HNO3、MNO3的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、用途作一歸納。
歸納方法可用樹狀分類法、價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化法、列表對(duì)比法等，此外還有以下一些模型：
相同、相異概念的對(duì)比、分析圖表；相似問題歸類化如電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較，可抓住電荷守恒和物料守恒；pH的計(jì)算(酸性，先求C(H+)，再求pH；堿性，先求pOH，再求pH)等。
當(dāng)然，在解答具體問題時(shí)，有一些方略也要序列化的，如：解答化學(xué)實(shí)驗(yàn)鑒別題時(shí)，抓住“操作現(xiàn)象結(jié)論”三步曲；推斷題抓住“題眼嘗試結(jié)論驗(yàn)證”四過程；計(jì)算題抓住“思路分析解題過程檢驗(yàn)核對(duì)”三步驟；實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)題強(qiáng)調(diào)“科學(xué)、安全、可行、簡(jiǎn)約”四原則等等。這些都是規(guī)范答題并提高得分率的有效方略模式。
化學(xué)建模方法是認(rèn)知主體在一定目的指引下，運(yùn)用“宏觀―微觀―宏觀”的思維模型，對(duì)宏觀化學(xué)現(xiàn)象在微觀層面上進(jìn)行的本質(zhì)要素提煉來構(gòu)建新形式的模型，并通過模型所能提供的特征來解釋宏觀現(xiàn)象的方法。
科學(xué)探究五階段模式是將科學(xué)探究的過程整合成五個(gè)階段：即創(chuàng)設(shè)問題情境階段；問題與假設(shè)階段；實(shí)驗(yàn)與事實(shí)階段；解釋與模型階段；運(yùn)用與推論階段。
在氣體摩爾體積與阿伏加德羅定律的教學(xué)中，我運(yùn)用科學(xué)探究五階段模式并結(jié)合化學(xué)建模方法，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的推理過程，準(zhǔn)確全面地建構(gòu)氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律的概念和要點(diǎn)，最終達(dá)到能靈活運(yùn)用該知識(shí)點(diǎn)。
教學(xué)過程
1創(chuàng)設(shè)問題情境階段
師：(展示實(shí)驗(yàn)裝置圖，并作說明)左邊的干燥管里是純凈的氧氣，用一小滴紅墨水將氧氣與外界封閉；右邊裝純凈的氯氣(選用氯氣作為實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)槁葰庥蓄伾也慌c氧氣反應(yīng))，右邊用橡皮塞與外界隔離。中間的活塞在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)關(guān)緊。
2問題與假設(shè)階段
師：下面我將打開活塞，請(qǐng)同學(xué)推測(cè)一下，左邊的一小滴紅墨水將如何移動(dòng)？并嘗試說明理由。
生甲：紅墨水向右移。因?yàn)榉肿娱g有間隙，兩種不同的氣體混合，體積應(yīng)減少。初三時(shí)就學(xué)過酒精與水混合后體積略小于兩者相加。
生乙：應(yīng)該不會(huì)移動(dòng)。感覺上都在一個(gè)水平位置，打開和不打開應(yīng)該一樣。
生丙：體積改變，應(yīng)該是壓強(qiáng)有變化。但壓強(qiáng)如何變呢？我說不太清楚。
3實(shí)驗(yàn)與事實(shí)階段
師：請(qǐng)甲同學(xué)上講臺(tái)打開活塞。別的同學(xué)注意氣體的混合情況和紅墨水的移動(dòng)方向。
生甲：(上講臺(tái)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)氯氣的黃綠色充滿整滿裝置時(shí)，紅墨水沒有移動(dòng))。
師：你們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是怎樣的？
生：紅墨水沒有移動(dòng)；體積不變。
師：那是為什么呢？
生：(驚訝，疑惑，不知如何回答)
4解釋與模型階段
師：今天我們學(xué)習(xí)的知識(shí)，就是能解釋這個(gè)現(xiàn)象的。從物理學(xué)的知識(shí)可以知道，對(duì)于一定量的氣體，哪些因素會(huì)影響氣體的體積呢？(出示下圖)
生：對(duì)于一定量的氣體體積，如果增大壓強(qiáng)，氣體體積減?。蝗绻邷囟?，氣體體積增大。
師：對(duì)，溫度與壓強(qiáng)都會(huì)改變氣體體積。但從微觀(分子)角度，溫度和壓強(qiáng)是如何影響體積的呢？
生：影響氣體分子之間間距。如果壓強(qiáng)大，分子之間間距減?。蝗绻麥囟壬?，分子之間間距增大。
師：換句話說，當(dāng)溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，我們可以看作一個(gè)分子所占的體積是一定的。你們能否建立一種模型呢？
生：(討論合作，嘗試。最終得出如圖。)
師：對(duì)，這種模型很好地表示了一定溫度和壓強(qiáng)下，每一個(gè)特定的氣體分子所占的體積大小。事實(shí)上所以分子本身的大小對(duì)氣體體積的影響可以忽略。下面請(qǐng)同學(xué)想想，如何用這種模型來表示大量氣體分子呢？
生：(交流與討論)大量氣體分子可以看作是小立方體整齊地堆積而成。
師：那么，用你們的筆將這種模型畫出來。
生：(動(dòng)手畫)
師：對(duì)，你們所建立的模型很有特點(diǎn)。那么，你們能否根據(jù)建立的模型來解釋：在溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，任何具有相同微粒數(shù)的氣體具有大致相同的體積。
生1：氣體的分子數(shù)相等，溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，氣體所占的體積也相等。
生2：溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，氣體分子數(shù)越多，體積數(shù)越大。即分子數(shù)與體積成正比。
師：你們的結(jié)論已經(jīng)非常接近化學(xué)方面一個(gè)偉大的定理――阿伏加德羅定律了。請(qǐng)大家看一下課本上阿伏加德定律是如何敘述的。
生：在溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，任何具有相同微粒數(shù)的氣體具有大致相同的體積。
師：阿伏加德羅定律運(yùn)用時(shí)，應(yīng)注意是溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，微粒數(shù)如果也相等，那么體積也相等。請(qǐng)大家判斷一下，下面哪些說法是正確的。
1L N2和1LO2在同溫同壓下所含的分子數(shù)相等。
1g N2和1gO2所含的分子數(shù)相等。
1mol N2和1mol O2所含的分子數(shù)相等。
1mol N2和1mol O2的體積相等。
生：(回答并總結(jié)錯(cuò)誤原因)
師：摩爾質(zhì)量是1mol該物質(zhì)所具有的質(zhì)量，單位是g?mol-1，那么請(qǐng)同學(xué)試歸納一下，什么是氣體摩爾體積？
生：氣體摩爾體積就是2mol物質(zhì)氣體所占的體積。
師：注意談到氣體的體積，就應(yīng)注意其狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)研究表明，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約為22.4L。
5 運(yùn)用與推論階段
師：請(qǐng)大家運(yùn)用阿伏加德羅定律的模型來解釋，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1摩爾氣體所占的體積都是22.4L。
生：(運(yùn)用模型來解釋)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每個(gè)氣體分子所占的體積是一定的，而氣體分子的總數(shù)都相等，當(dāng)然，氣體的體積也就一定了。
師：那么如果不在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氣體的體積還是不是22.4L呢？
生：不一定，如果溫度升高，壓強(qiáng)增大，對(duì)于某一個(gè)分子來說，其所占的體積仍舊可能是那么大。在這種情況下，氣體體積仍舊可以是22.4L。
師：那么請(qǐng)同學(xué)歸納一下，運(yùn)用氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律有哪些注意點(diǎn)呢？
生：(討論)首先必須是氣體，其次要注意外界條件。
師：試試做下面一題：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L由N2、N2O組成的混合氣體中所含的N原子物質(zhì)的量約為多少？
生：2mol。
師：好，現(xiàn)在你能不能解釋一下為什么剛才裝置打開后，氣體體積不變了嗎？而后能得出什么結(jié)論？
生：在同溫同壓下，幾種氣體互不反應(yīng)可以直接相加。這是阿伏加德羅定律的一個(gè)應(yīng)用。
師：好，今天這節(jié)課我們通過探究?jī)煞N氣體相加的情況，學(xué)習(xí)了阿伏加德羅定律的氣體摩爾體積。
教學(xué)反思
氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律是高一化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在該教學(xué)過程中，改變以往大量數(shù)據(jù)的抽象概括，以科學(xué)探究的方式進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生處于探究的主體地位，教師適時(shí)地進(jìn)行點(diǎn)撥和引導(dǎo)，使得學(xué)生對(duì)氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律的理解更加深刻。另外，該探究學(xué)習(xí)利用了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置了學(xué)生一般難以預(yù)料的情境，緊緊地抓住了學(xué)生的好奇心，同時(shí)探究過程都是在學(xué)生原有的物理知識(shí)和日常生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，所以學(xué)生易于接受，反應(yīng)良好。
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)的過程中，通過概念圖、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，通過對(duì)相近、相似或者是相關(guān)概念，通過對(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)
摘 要： 化學(xué)平衡是高中化學(xué)的重要基礎(chǔ)知識(shí)，也是高中化學(xué)的難點(diǎn)和高考的重點(diǎn)考查內(nèi)容。鑒于該部分知識(shí)理論性較強(qiáng)，學(xué)生普遍感覺理解困難，許多學(xué)生對(duì)改變條件使得化學(xué)平衡移動(dòng)及反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率如何變化的相關(guān)問題模糊不清。教師在高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生利用“建模法”創(chuàng)設(shè)思維模型，用建模的思想化抽象為具體，使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，進(jìn)而幫助學(xué)生更好地理解和熟練應(yīng)用相關(guān)知識(shí)，順利完成本章節(jié)的教學(xué)任務(wù)。
關(guān)鍵詞： 高中化學(xué) 建模法 平衡移動(dòng) 應(yīng)用
化學(xué)平衡是高中化學(xué)重要的理論知識(shí)，也是多年來高考的重點(diǎn)考查內(nèi)容。由于化學(xué)平衡內(nèi)容抽象，因此學(xué)生盡管對(duì)相關(guān)知識(shí)掌握較好，但在解決實(shí)際問題時(shí)常常會(huì)束手無(wú)策。借鑒數(shù)學(xué)的建模思想。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于一些抽象的化學(xué)平衡移動(dòng)問題建立具體的思維模型，通過“分析抽象問題構(gòu)建化學(xué)模型建立化學(xué)關(guān)系回歸解決問題”的解題思路，使問題簡(jiǎn)單、明了化。本文結(jié)合實(shí)例談?wù)劇敖７ā痹诟咧谢瘜W(xué)平衡移動(dòng)中的應(yīng)用。
一、用“建模法”判斷化學(xué)平衡狀態(tài)
可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率，反應(yīng)混合物中各組分的濃度及其他物理量均保持不變。然而，當(dāng)外界條件改變時(shí)，平衡將被破壞并發(fā)生移動(dòng)，平衡移動(dòng)則導(dǎo)致一些物理量發(fā)生變化。我們可以引導(dǎo)學(xué)生建立這樣的思維模式判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡：若平衡移動(dòng)必然導(dǎo)致某物理量發(fā)生改變，則一旦反應(yīng)混合物中該物理量不再改變，說明可逆反應(yīng)已達(dá)平衡。
解析：該反應(yīng)的特點(diǎn)：首先是可逆反應(yīng)，其次是反應(yīng)前后氣體體積相等。根據(jù)壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比的推斷，該反應(yīng)在整個(gè)反應(yīng)過程中總壓強(qiáng)是不變的，故A不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡。同理推斷，容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不隨時(shí)間變化，B不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡。X和Y的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，其消耗速率始終相等，D也不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡。顯然C選項(xiàng)符合化學(xué)平衡狀態(tài)的要求，能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡。答案為C。
二、用“建模法”解決化學(xué)平衡移動(dòng)的問題
對(duì)于化學(xué)平衡移動(dòng)問題，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生由外界條件的改變結(jié)合反應(yīng)的特點(diǎn)（正反應(yīng)為吸熱還是放熱反應(yīng)、正反應(yīng)是氣體體積增大還是縮小的反應(yīng)）判斷平衡移動(dòng)的方向。平衡移動(dòng)必然導(dǎo)致各種量變，反過來，也可以由題目告知的量變信息，判斷平衡移動(dòng)的方向，再由平衡移動(dòng)的方向結(jié)合反應(yīng)特點(diǎn)（或條件的改變）可以判斷條件的改變（或反應(yīng)特點(diǎn)）。在處理具體習(xí)題時(shí)，教師應(yīng)幫助學(xué)生建立以下思維模式：
啟發(fā)學(xué)生由題中信息分析“條件的改變”、“反應(yīng)的特點(diǎn)”、“各種量變”等要素，然后根據(jù)它們的聯(lián)系作答。
解析：本題所列反應(yīng)是正反應(yīng)為放熱、體積縮小的可逆反應(yīng)?？梢罁?jù)溫度、壓強(qiáng)、濃度的變化對(duì)平衡的影響，以及氣體的體積和壓強(qiáng)、濃度的關(guān)系進(jìn)行判斷。A項(xiàng)溫度不變，縮小氣體的體積，根據(jù)玻意耳氣體定律（PV=C）可知?dú)怏w的壓強(qiáng)必然增大，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以，ClF的轉(zhuǎn)化率增大。即A選項(xiàng)的說法正確。B項(xiàng)溫度不變，增大體積，其壓強(qiáng)必然減小，使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。所以，ClF■的產(chǎn)率應(yīng)降低，不應(yīng)增高。故B選項(xiàng)的說法不對(duì)。C項(xiàng)升高溫度，對(duì)放熱反應(yīng)來說，可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。同時(shí)，增大體積即減小壓強(qiáng)，亦使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。故C選項(xiàng)錯(cuò)。D項(xiàng)降低溫度，體積不變，有利于平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，使F2的轉(zhuǎn)化率升高。故D選項(xiàng)錯(cuò)。答案為A。
三、利用“建模法”解有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算題
在高考理綜試題中，有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算題出現(xiàn)的頻率很高。對(duì)于這類計(jì)算題，教師在復(fù)習(xí)過程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)建立“三行式”思維模式，利用“三行式”模型分析解決。這樣一來，學(xué)生的思維方式和解決方法得當(dāng)，無(wú)論遇到怎樣復(fù)雜的試題時(shí)都不至于無(wú)從下筆。具體方法為：在可逆反應(yīng)方程式下面列出到達(dá)平衡的過程中，各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量（其中的“量”為物質(zhì)的量或濃度，但必須一致），然后根據(jù)題中信息找關(guān)系，再列方程式計(jì)算。
解析：本題考點(diǎn)是有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算，可以根據(jù)題中所給條件列出三行式，再找關(guān)系列函數(shù)式。
在高中化學(xué)平衡移動(dòng)問題的解決中應(yīng)用“建模法”，是簡(jiǎn)化問題解決過程、提高習(xí)題解答準(zhǔn)確性的重要途徑。教師應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的高度認(rèn)識(shí)“建?！钡闹匾?，精心選擇范例習(xí)題，讓學(xué)生逐步掌握“建?！钡姆椒?、形成“建模”的習(xí)慣，為學(xué)生化學(xué)成績(jī)的提高奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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。現(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)生通過視覺觀察到的模型（如圖片、表格、視頻、動(dòng)畫等）。通過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)原子模型的過程中，盧瑟福通過α―粒子散射實(shí)驗(yàn)（也稱為金箔實(shí)驗(yàn)）來研究原子的結(jié)構(gòu)，通過觀察該實(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，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程在化學(xué)核心概念形成過程中的重要作用。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。
【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)問題、分析問題和解決問題的能力。
【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)問題解決的過程和結(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)問題
數(shù)學(xué)是思維的工具，很多化學(xué)問題需要用數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)方法（數(shù)學(xué)模型）來解決。運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解化學(xué)問題的基本思路是：明確化學(xué)問題中各知識(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)問題。在高中化學(xué)中，數(shù)學(xué)模型解化學(xué)問題主要表現(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)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)化過程中，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)問題、分析問題和解決問題的能力。
摘要：運(yùn)用建模思想解題能使抽象的問題形象化，能使解題過程模式化、具體化、可視化，提高解題過程的規(guī)范化、可操作性。如果教師能在平時(shí)的教學(xué)中適時(shí)運(yùn)用建模思想這一教學(xué)策略，可以改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、降低學(xué)習(xí)難度，從而提高學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到教師的教和學(xué)生的學(xué)和諧統(tǒng)一，提高課堂教學(xué)效率。
關(guān)鍵詞：建模；化學(xué)反應(yīng)；概念圖
《廣東省2011年初中畢業(yè)生化學(xué)學(xué)科學(xué)業(yè)考試大綱》"考試要求"在"分析和解決（解答）化學(xué)問題的能力"一欄中提出："能應(yīng)用分析和綜合、類比和比較、判斷和推理、歸納和概括等思維方法建立知識(shí)之間的聯(lián)系，形成合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，去分析、解決一些基本的化學(xué)問題"。建模就是其中的一種思維方法。我認(rèn)為，建模即建立系統(tǒng)模型的過程，建模思想就是把研究對(duì)象的一些次要及非本質(zhì)的因素舍去，通過演繹、分析、概括、歸納，將其轉(zhuǎn)化為普遍的本質(zhì)規(guī)律（一個(gè)已有的關(guān)系、共性或結(jié)構(gòu)），從而用以解決實(shí)際問題的思維方法。其原理就是人們常說的"把未知轉(zhuǎn)化為已知，用已知來解決未知"。
在化學(xué)教學(xué)中，運(yùn)用建模思想解題能使抽象的問題形象化，能使解題過程模式化、具體化、可視化，從而提高解題的速度和命中率。那么，在解決實(shí)際問題中，應(yīng)如何建模？主要有哪些類型？現(xiàn)結(jié)合部分典型試題分析如下。
1.構(gòu)建等效化學(xué)式模型
例1、現(xiàn)有NaCl和KCl的混合物，已知氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，求混合物中K%和Na%。
分析：很明顯這兩種物質(zhì)的組成元素不同，所以分子量也不同。為了計(jì)算方便，可將K的原子量39用Na-23和O-16代替，構(gòu)建出KCl的等效化學(xué)式-"NaClO"（模型見下圖）
假設(shè)混合物質(zhì)量為100g，能得出：n（NaCl）=n（Cl），n（K）=n（O），則K%=100-58.5a/35.516×39，Na%=1-K%-a%。以此類推，還可用于計(jì)算CO2和CO，F(xiàn)e2O3和Fe3O4、C2H5OH和C6H12等此類題型中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。已知混合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，求其他元素或其中某物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是初中化學(xué)一道常見的計(jì)算，若用常規(guī)方法解題，運(yùn)算量大不說，而且學(xué)生很容易出錯(cuò)，若利用構(gòu)建等效化學(xué)式模型方法解題，不僅運(yùn)算步驟少，正確率高，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力及敏捷性。
2.構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)類型模型
分析：復(fù)分解反應(yīng)是初中化學(xué)中非常重要，也是學(xué)生最不容易掌握的反應(yīng)類型，是中考必考的反應(yīng)。教師在實(shí)際教學(xué)中，可通過許多相關(guān)反應(yīng)，進(jìn)行類比，從中找出反應(yīng)規(guī)律，構(gòu)建出復(fù)分解反應(yīng)的一般模式。
通過教師引導(dǎo)，學(xué)生就很容易寫出正確的復(fù)分解反應(yīng)方程式了。
化學(xué)反應(yīng)原理是中學(xué)化學(xué)中的基本化學(xué)理論，新課程標(biāo)準(zhǔn)明確要求"掌握化學(xué)反應(yīng)的一般原理""探索化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律及其應(yīng)用"。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理這類問題紛繁復(fù)雜、學(xué)生很容易弄混淆，而構(gòu)建各種反應(yīng)類型模型，如化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、取代反應(yīng)、加成反應(yīng)等，就會(huì)使復(fù)雜的問題變得有規(guī)律、并能夠在較高層次上理解各類反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，進(jìn)一步提高靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。
3.構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)過程模型
分析：本題是推斷氣體的成分，筆者在批改作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在該題的錯(cuò)誤率全班高達(dá)2/3，很多學(xué)生都不假思索的選擇了C，很明顯審題不仔細(xì)?；诖耍P者在評(píng)講時(shí)首先引導(dǎo)學(xué)生注意題目所給的信息，NaOH溶液、濃硫酸、灼熱的CuO分別能和誰(shuí)反應(yīng)？每一步有哪些氣體參加了反應(yīng)，生成了哪些氣體？在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生重新梳理一遍解題的思路，自己找到癥結(jié)所在，這樣問題也就迎刃而解了。答案為A。
隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，每一種物質(zhì)所涉及到的知識(shí)點(diǎn)越來越多，彼此間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，中考要求的層次也較高，而涉及這部分知識(shí)的問題包含的物質(zhì)往往較多、相互間的反應(yīng)較多、相互間的反應(yīng)順序復(fù)雜，學(xué)生思維很混亂，一時(shí)難于下手，利用構(gòu)建反應(yīng)過程模型法解題，可以將無(wú)序的思維有序化，思路清晰，使解題過程一目了然，從而提高解題的命中率。此法還適用于解固體混合物與某溶液反應(yīng)后過濾，濾液和濾渣成分的探究；物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純等一些難度較大的題目。
4.構(gòu)建化學(xué)概念圖模型
例4、下面是五種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖：
（1）圖中粒子共能表示種元素，其中是原子的有。
（2）圖中表示陽(yáng)離子的是（填編號(hào)），E的粒子符號(hào)是。
（3）B與E形成的化合物的化學(xué)式，該化合物是由（填"分子"、"原子"或"離子"）構(gòu)成的。
分析：本題通過粒子結(jié)構(gòu)示意圖考察學(xué)生對(duì)物質(zhì)、元素、分子、原子、離子間關(guān)系及原子序數(shù)與元素周期表中對(duì)應(yīng)的元素的掌握情況，是中考的常見題。這些概念，既有區(qū)別，又有聯(lián)系，學(xué)生極易弄混淆。在平時(shí)的教學(xué)中教師可通過構(gòu)建概念圖的模型來抓住它們內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的理解和掌握。
化學(xué)概念是課程內(nèi)容的重要組成部分，是化學(xué)知識(shí)的"骨架"。但是抽象的化學(xué)概念看不見、摸不著，又很難想象，往往使學(xué)生望而生畏，易挫傷學(xué)習(xí)的積極性。在平時(shí)教學(xué)中，我們經(jīng)常遇到這樣的問題，一些學(xué)生易錯(cuò)的概念，在評(píng)講復(fù)習(xí)時(shí)教師盡管再三強(qiáng)調(diào)，但仍有學(xué)生在解答類似的問題時(shí)，犯同樣的錯(cuò)誤，讓教師大傷腦筋。這是由于平時(shí)我們的教學(xué)都是按照單元課題順序進(jìn)行的，所以學(xué)生學(xué)習(xí)的概念還處于孤立、零散階段，尚未將其聯(lián)結(jié)成網(wǎng)絡(luò)與體系。通過幾年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為構(gòu)建"概念圖"模型這一教學(xué)策略可以改變學(xué)生的認(rèn)知方式，強(qiáng)化記憶，提高復(fù)習(xí)的有效性。
由此可見，在解決化學(xué)問題時(shí)，掌握一些解題的思路，形成解題的模型，能提高解題的速度和準(zhǔn)確度，降低題目的難度，還有助于訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維和發(fā)散思維的能力。其解題主要過程為：（1）分析，分析的過程主要是對(duì)題目中所要研究的對(duì)象（原型）進(jìn)行演繹、概括，抓住其主要信息；（2）建模，它是解題的關(guān)鍵步驟，即在仔細(xì)閱讀材料、理解題意的基礎(chǔ)上，對(duì)研究對(duì)象（原型）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)?
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)模型的過程，又稱模型化。按錢學(xué)森的觀點(diǎn)：“模型就是通過我們對(duì)問題的分析，利用我們考察來的機(jī)理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所創(chuàng)造出來的一幅圖畫?！币虼耍P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。可以用如下圖式表達(dá)科學(xué)建模過程。
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描述系統(tǒng)的因果關(guān)系或相互關(guān)系的一個(gè)過程，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。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)恼壑校@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
形成解答問題思路模型，使解答過程模式化、格式化，提高解題過程準(zhǔn)確性、規(guī)劃化。解答化學(xué)問題時(shí)，很多同學(xué)因?yàn)樗悸凡磺逦?，?dǎo)致解答問題常常無(wú)從下手。因此，掌握解答一些化學(xué)問題的思路，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）
【摘 要】思維建模是抽取一類問題的本質(zhì)特征，形成對(duì)該類問題的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)，并找出問題解決方案的認(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，抽取該類問題的本質(zhì)特征，最終形成該類問題的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)，并找出問題解決方案的認(rèn)知方法。其原理就是人們常說的“把未知轉(zhuǎn)化為已知，用已知來解決未知”。
一、思維建模的過程
思維建模包括分析、建模和解模三個(gè)過程。
分析過程：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。
建模過程：主要是抽象思維或非邏輯思維的應(yīng)用，通過舍棄研究對(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?、公式或?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，以問題的解決為分析過程的驅(qū)動(dòng)力。
此實(shí)驗(yàn)可設(shè)置如下問題：如何讓空氣中的氧氣顯現(xiàn)出來？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檢驗(yàn)車胎是否漏氣，由此可尋找出問題的共同屬性，解決“如何讓空氣中的氧氣顯現(xiàn)出來”，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.建模的過程。
通過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)形的氣體可以通過液體顯現(xiàn)出來。
（2）可以通過化學(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)。
3.解模的過程。
解?？梢酝ㄟ^設(shè)置相關(guān)問題情境或習(xí)題加以練習(xí)。
【案例1】下圖是某校學(xué)生設(shè)計(jì)空氣成分測(cè)定實(shí)驗(yàn)的裝置圖，請(qǐng)分別說出實(shí)驗(yàn)的可能現(xiàn)象。
【分析】此題可對(duì)剛建好的思維模型進(jìn)行及時(shí)鞏固，同時(shí)通過E中“活塞先向右移動(dòng)，最后回到‘4’的位置” 這一現(xiàn)象與先前認(rèn)識(shí)“壓強(qiáng)減小”產(chǎn)生認(rèn)知沖突，由此可建新模――溫度升高氣體壓強(qiáng)增大，溫度降低氣體壓強(qiáng)減小。因此，分析、建模、解模的過程也是一個(gè)螺旋提升、不斷實(shí)現(xiàn)新思維建模的過程。
【案例2】下圖不能用于檢查裝置氣密性的是（ ）。
【分析】可通過“無(wú)形的氣體可以通過液體顯現(xiàn)出來”的思維模型來解答。如圖是用來測(cè)量氣體體積的裝置，若原廣口瓶中的水沒有裝滿，則對(duì)氣體的測(cè)量結(jié)果有無(wú)影響？也要通過此思維模型來解答。
【案例3】下圖不能用來證明CO2能與NaOH反應(yīng)的裝置是（ ）。
【分析】此組實(shí)驗(yàn)是利用“無(wú)形的氣體可以通過液體顯現(xiàn)出來”“壓強(qiáng)的改變導(dǎo)致液體的流動(dòng)”思維模型解答，同時(shí)也可拓展得出新思維模型：“呈現(xiàn)氣體及壓強(qiáng)的變化除液體外還有多種，如……”
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，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)膯栴}情境，以問題解決為驅(qū)動(dòng)力，以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力為目的。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?，?yīng)當(dāng)經(jīng)過哪些操作步驟？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)的過程是思維不斷建模的過程，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?；瘜W(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）
“建?！本褪墙⑾到y(tǒng)模型的過程，又稱模型化。按錢學(xué)森的觀點(diǎn)：“模型就是通過我們對(duì)問題的分析，利用我們考察來的機(jī)理，吸收一切主要因素，略去一切次要因素所創(chuàng)造出來的一幅圖畫?！币虼耍P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。
一、課題名稱
選修四《化學(xué)反應(yīng)原理》化學(xué)平衡復(fù)習(xí)
二、教材分析
蘇教版選修模塊《化學(xué)反應(yīng)原理》專題二“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”共三個(gè)單元：1.化學(xué)反應(yīng)速率，2.化學(xué)反應(yīng)的方向和限度，3.化學(xué)平衡的移動(dòng)。本課題是針對(duì)第2單元的平衡常數(shù)和第3單元的平衡移動(dòng)進(jìn)行復(fù)習(xí)。
選修四《化學(xué)反應(yīng)原理》有四種“平衡”的學(xué)習(xí)：化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡，化學(xué)平衡是最基礎(chǔ)、最具代表性、學(xué)生最易接受的一種平衡，放在其他三種平衡之前學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了教材“螺旋式上升”的原則，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。本專題的復(fù)習(xí)對(duì)后面3種平衡的學(xué)習(xí)提供了一種學(xué)習(xí)方法的模型化指導(dǎo)價(jià)值，因此建模思想在本課題復(fù)習(xí)中更為重要。就專題二的知識(shí)而言，第1單元化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的學(xué)習(xí)可以通過速率的變化定性判斷化學(xué)平衡移動(dòng)，第2單元化學(xué)平衡常數(shù)的學(xué)習(xí)可以借助平衡常數(shù)定量地判斷化學(xué)平衡移動(dòng)，三個(gè)單元的學(xué)習(xí)循序漸進(jìn)，互相促進(jìn)。
三、學(xué)情分析
必修2已經(jīng)對(duì)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)的特征作了常識(shí)性介紹，選修模塊根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知現(xiàn)狀，從速率變化、濃度變化的角度進(jìn)一步解釋了化學(xué)平衡的特征，學(xué)生更易接受、理解?；瘜W(xué)平衡常數(shù)幫助學(xué)生定量的認(rèn)識(shí)反應(yīng)進(jìn)行的程度有多大，學(xué)生在如何應(yīng)用平衡常數(shù)進(jìn)行定性分析是否達(dá)到平衡、定量分析反應(yīng)的程度方面會(huì)有所困難。化學(xué)平衡的移動(dòng)結(jié)論易記，理解、應(yīng)用較難。
本節(jié)復(fù)習(xí)課處于期末復(fù)習(xí)階段的一節(jié)課，在教學(xué)設(shè)計(jì)上意在多聯(lián)系四種平衡，建立處理平衡問題的基本模型，形成解決此類問題的基本方法。
四、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能：知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義和表示方法，利用平衡常數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)化率。理解化學(xué)平衡移動(dòng)原理，運(yùn)用該原理對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)狀況進(jìn)行分析。
過程與方法：通過自主歸納、對(duì)比建模、實(shí)例應(yīng)用、交流討論等，體會(huì)平衡常數(shù)的涵義，理解并運(yùn)用平衡移動(dòng)原理。
情感態(tài)度與價(jià)值觀：能夠?qū)W會(huì)從特殊到一般的建模思想，學(xué)會(huì)與他人合作和交流。
五、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)和涵義；化學(xué)平衡移動(dòng)的原理及應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的涵義；化學(xué)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用。
六、教學(xué)方法及設(shè)計(jì)意圖
模型是一種重要的科學(xué)操作與科學(xué)思維方法，結(jié)構(gòu)化的知識(shí)便于學(xué)生記憶、概括和理解，有助于解決問題。化學(xué)平衡作為此冊(cè)教材介紹的第一種平衡，其計(jì)算規(guī)則、平衡移動(dòng)原理有著廣泛的適用性，建立模型化的處理方法是本堂課的重點(diǎn)，復(fù)習(xí)過程中通過引導(dǎo)學(xué)生自主歸納、典例應(yīng)用、歸納演繹、建立模型、檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑥亩鉀Q問題。
建模就是用建立模型的方式解決問題，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)和基本技能來分析和解決問題.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.
建模是利用化學(xué)模型解決問題的一種實(shí)踐，也是一種極其重要的思維方法。它通過建立具體模型，達(dá)到解決問題的目的。建?？梢允菇忸}過程具體化、模式化。本文通過高中化學(xué)計(jì)算題的舉例，來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)過若干步反應(yīng)。測(cè)定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。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)變化過程中某一特定的量固定不變來列式求解，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，?？嫉氖睾阌校?
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?；瘜W(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)問題的計(jì)算題，測(cè)試學(xué)生將化學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題，利用數(shù)學(xué)工具，通過計(jì)算和推理，解決化學(xué)問題的能力。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)。