化学建模论文

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化学建模论文:建模思想在高中化学解题的应用

高中化学在高考中所占分值较大，对于学生的逻辑判断能力以及抽象推理能力提出了很高的要求．同时，高中化学所涉及的范围较大，考察题型众多，题量大，都对学生的做题效率与质量提出了很高的要求．因此，通过建立建模思想开展高中化学习题的应用解答研究就具有重要的现实意义．

一、逐项分析法在化学试题解答中的应用

在化学习题中，选择题占分值比例较大，对每个选项进行逐个分析，进而推出正确选项，在习题解答中较为常用．同时，在高考化学中，定性分析选择题以基本理论、物质性质以及实验等为重要的出题基础，着重考察学生对于基础知识、基础技能的掌握程度．常见的出题形式都会将正确选项掺杂在错误选项中，并且错误选项带有较高的迷惑性．例如常见的知识点有:实验分析原理、有机化学、离子是否能够大量共存等．如下题所示:有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族;X+与M2－具有相同的电子层结构;离子半径:Z2－＞W－;Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料．下列说法中，正确的是()．A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物B．由于W、Z、M元素的氢气化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂正确答案为D．在上题中，重点考察元素周期表与元素周期律，涉及范围较广，例如:单质、化合物、晶体、氢键等等，是一道多知识点的综合题型．运用逐项分析法之前，应对题型进行大概判断，确定使用元素周期表工具，并结合元素周期律，可以从位、构、性上对X、Y、Z、W、M等分别进行判断，分析可知，X/Y/Z/W/M分别是:Na/Si/S/Cl/O．确定元素后，开始下面选项的逐项分析．在实际的教学中，笔者发现很多的学生在此类型的习题时，题目往往都是一知半解，就开始做分析下面的选项，而逐项分析法在选择题的解答中，不应盲目对选项进行分析，而是要认真研读题目，在对题目进行理性判断的基础上重点研读选项，否则单纯针对选项进行分析，只会降低做题效率．

二、特例反驳法在化学解题中的应用

特例反驳法适用于化学试题选项较多，每个选项都有正确性成分在其中，学生需要了解自己所接触到的知识点中，有一个能够作为特例的原理从而将其作为参考项对各个选项进行排除．这种技巧从侧面开辟了一个途径，降低了学生做题的效率，提高了做题的质量．如下题所示:某钠盐溶液中可能含有NO－2、SO2－4、SO2－3、CO2－3．CI－、I－等阴离子．某同学取5份此溶液样品，分别进行了如下实验:①用pH计测得溶液pH大于7②加入盐酸，产生有色刺激性气体③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体④加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，该沉淀溶于稀硝酸且放出气体，将气体通入品红溶液，溶液不褪色⑤加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)溶液，再滴加KSN溶液，显红色．该同学最终确定在上述六种离子中含有NO－2、CO2－3、CI－三种阴离子．请分析，该同学只需要完成上述哪几个实验，即可得出此结论．A．①②④⑤B．③④C．③④⑤D．②③⑤正确答案为B．在上题中，关键点是NO－2的检验，在化学教学中，关于此知识点的解决较为常见，如果学生对于此离子的检验方式不熟练，就会干扰到其他选项的排除．因此，在教师教学中，要加强重视相近实验现象的区别对待．

三、图形建模思想的应用

将知识点在学习的过程中，通过概念图、网络图、对比图的形式进行对比与梳理，从而能够有效发现各个知识点之间的联系，在解题中少走弯路，提高做题效率．例如，下图是氮族元素中N及化合物知识网络图:在实际的解题过程中，可以将此图牢记，在解答关于化学方程式时，可以充分利用此图答题．在上图中，各个元素之间的关系被明确标出，它们之间存在怎样的联系，如何运用这种联系，教师可以在教学活动中展开．学生在运用此图时，应首先对各个点的性质、结构特点进行熟悉．对比图在化学解题中的应用十分广泛，通过对相近、相似或者是相关概念，通过对比图的表示，有利于学生理清做题思路．在高中化学的解题过程中，建模思想的熟练应用是提高做题效率与正确的重要方法，需要教师在实际的教学活动中，充分将建模思想贯彻到学生的头脑中，在课下的习题练习中，加强对学生的检查，使学生自觉养成建模思想．高中化学在高考中的比重决定了化学试题必须保证较高的准确率，从而避免在化学科目中落下分数．因此，建模思想的应用应继续加以推广。

作者：蔡沐虎 单位：江苏扬州宝应县安宜高级中学

化学建模论文:高中化学建模解题方法及其应用

【摘要】文章首先介绍了高中化学建模解题方式的含义及使用步骤，进而分析了几种常见高中化学题目建模法解题的途径。

【关键词】高中化学；建模解题；方法；应用

高中化学是我们每一位高中生都必须认真学习的学科，但是高中化学又是一门极其抽象的学科，我们在学习的过程中往往会觉得很多题目的反应过程过于复杂，知识解题思绪混乱。而面对这些问题的最佳解题方式便是建模法，通过建模法将复杂繁琐的化学反应简易化和清晰化，进而达到易于解题的效果。

一、高中化学建模解题方式的含义及使用步骤

（一）建模解题方法的含义

高中化学建模解题法指的是使用建构模式的方式，解决实际问题的一种高中化学解题方式。根据布鲁姆教育目标的分类原理观察，可以将实际问题通过概括和抽象处理之后，将其转化为模型给以表达出来；然后再利用所掌握的化学题目解题的方法和知识对建立的模型进行进一步分析；最后再将模型给以推广，通过类比的方式实现一类问题的解答[1]。

（二）建模解题方法的解题步骤

在高中化学建模法的应用解题步骤上分为以下几个部分。对实际问题进行审题―抽象、概括―建立模型―模型解读―分析模型―解答模型问题―解决实际问题[2]。

二、常见高中化学题目建模法解题分析

（一）建构等效化学式模型

例一：已知现有KCl和NaCl的混合物，在该混合物中a%为Cl元素质量，求该混合物中K、Na的质量占比各为多少？

首先对题目进行观察，混合溶液中求两个阳离子的质量比，其阴离子为一种元素，对阳离子的质量进行观察K为39，Na为23，可知K比Na大16，而16刚好是O的分子量，所以可以将K使用Na和O进行代替，即将KCl，建模等效为NaClO，如图1所示。

然后在建立的模型内进行题目的解答。去100g作为研究的对象，将NaCl视为一个整体，故此可以在混合溶液中的各个元素含量有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减去K的含量比和Cl的含量比，为Na%=1-a%-K%。

这类混合溶液的问题，在高中化学中是十分常见的一类问题，文章所举的例题是较为简单的一道题，是实际的题目中可能溶液中含有的元素成分更为复杂，甚至还可能会在混合后发生一些反应。我们在解决这类问题时，需要重点找到溶液中固定不变的元素含量，并且找到其他元素含量之间的系数关系，建模法是解决该类问题的有效解题方式之一，其可以很大程度上将一些复杂的计算步骤给以避免，出现错误的可能性更低。但是建模法也并不是唯一的解题方式，也不一定是最佳的解题方式，还需要我们面对实际题目时，根据题目的具体情况选择最佳的解题方式[3]。

（二）建构等效化学反应过程模型

例二：已知有10毫升的盐酸溶液，其摩尔浓度为0.001mol/L，此时向该盐酸溶液中倒入相同浓度的氨水，直至溶液的浓度达到pH=7，请问以下关系式正确的有（）

A c（Cl-）C（OH-）>c（NH4+）>C（H+）

B c（NH4+）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）

C V（总）

D V（总）>20毫升

面对该类题型我们在解答时也可以首先考虑使用建模法的方式进行解题。我们可以清楚10毫升的盐酸溶液，其摩尔浓度为0.001mol/L，如果加入10毫升的氨水溶液，其摩尔浓度也为0.001mol/L，那么两者会出现完全的反应，所以最后生成的NH4Cl，故此溶液呈现酸性，因此需要达到pH=7，就需要继续向溶液中加入氨水溶液，因此必然氨水溶液的体积大于盐酸溶液，因此两者混合的总体积必然大于二倍盐酸溶液体积，大于20毫升，因此D选项正确，C错误。然后我们就可以将整个反应过程进行等效的建模.

然后对剩余的两项选项进行观察，其中A选项c（Cl-）C（OH-）>c（NH4+）>C（H+），溶液中阴离子总数不可能大于阳离子总数，因此为错误选项。然后对建模构成进行观察，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+），而显然最后生成溶液为NH4Cl，所以c（Cl-和c（NH4+）必然会大于C（OH-）和C（H+），因此B选项c（NH4+）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）正确，最后正确答案为B、D。

这类元素单质及化合物在高中化学知识体系中，也是考察很多的一个知识点，并且该类题型的难度一般较大，在高考的选择题中属于中上难度的题目。而这类题型最大的特点便是反应十分复杂，并且元素之间的关系也多，而这也是建模法应用其中的原因，可以通过使用建模清晰将反映过程表示出来，进而对化学反应的过程进行直观的表达，对我们解决该类问题很有效果。

结束语：

高中化学建模解题法指的是使用建构模式的方式实现实际问题解答的一种高中化学解题方式。文章以自己在化学学习中的感触为背景，简易阐述了建构等效化学式模型、建构等效化学反应过程模型两种建模法的应用途径，希望可以给更多的同学以感触和启迪。

化学建模论文:新课标下高中化学建模教学探究

【摘 要】新课标背景下，构建主义理论逐渐成为新的教学指导理论思想。在高中化学教学过程中，通过建模的教学形式为学生创设化学模型，帮助学生从知识的实际原型和实际背景出发来探究知识的发生和发展过程，培养学生实际应用知识的能力。

【关键词】高中化学 构建主义 建模教学

新课标背景下，构建主义学习理论所倡导的教学模式成为现代教学的主流模式。提出教学是借助自己的认知结构去主动构造知识，而不是简单的知识迁移。因此，教师如何通过建模的形式帮助学生进行概念的提炼、原理公式的归纳来揭示创造知识的思维过程，并进行延伸和拓展，是一个值得探讨的课题。

一、构建主义和建模教学

新课标的主要理论基础是构建主义的学习理论和多元智能理论，构建主义者认为学生是生活在社会之中的，学生因而是带着经验走进教室，教学要从学生的兴趣和需求出发，教师要为促进学生理解而教；学习不是教师向学生传递知识的过程，而是学生主动构建知识的过程。

现代教学的思想是鼓励学生将学习的知识融会到现实的社会和真实的科学实践当中，在学习知识的同时更要理解知识是如何形成。教师采用建模教学是通过构建模型来让学生模拟科学家来观察、推断问题的成因，从而推理得出知识产生的过程，培养学生获得并运用知识解决问题的能力。建模教学可以定义为，凡是涉及模型构建、评价、修正过程的教学都可以称为建模教学。

二、高中化学建模教学的内容

在高中的化学学习当中，有许多知识都是以模型的形式出现，例如在物质的量的概念当中，以微观粒子作为研究对象，常见的分子、原子、电子等。常见的化学教学模型可以分为三类：物质模型、想象模型和符号模型。物质模型即是以实物替代原型进行研究。想象模型是思想中的抽象物质对原型的反映。符号模型即采用特定的化学符号或排列形式来替代原型。

我们将高中常见教学内容进行模型分类如下表：

化学教学中常见的模型表

物质模型 火力发电站模型 二次电池模型等

想象模型 晶体结构、有机分子结构等

符号模型 化学式、电子式、结构式、电子云、电子轨道、离子方程式 、化学方程式等

三、高中化学采用建模教学的方法可提升学生思维能力

（一）强调以学生为中心的常规建模教学

学生是学习的主体，学生是在已有的知识基础上对新知识进行重新构建并建立起新旧知识间实质的联系，完成对新知识的定义。在知识的构建过程中注意知识的螺旋式上升，由简单到复杂、由典型到普遍，避免不顾学生的客观感知能力，片面强调模型的复杂性和特殊性的现象。在疑难问题的处理上方法要得当，通过将问题简化、假设等方式把问题模型化。再通过类比、对照等方式来找出解决问题的方法和思路。

例如微观粒子、晶体结构、化学平衡等，在日常生活中学生难以观察和接触到这些内容。对这一类问题就需要结合学生已有的知识，以科学的建模思维方式来解决。

如，在分子立体结构新课教授过程中出现的“SP型的三种杂化”，它们分别出现的直线型、平面三角形和正四面体结构中，学生对此往往难以理解。为此可以通过结合实际，巧妙构思，构建合适的模型来帮助学生理解：通过观察模型图（如图1）可发现，各个杂化的轨道和生活中的气球比较形似，这样在课堂上就可以利用气球来作为分子立体结构模型，帮助学生理解分子立体结构。SP型的杂化即为对应两个气球黏在一起的组合，形成了一个直线型的结构。SP2的杂化类比三个气球黏在一起形成了平面三角形。SP3的杂化则对应四个气球黏在一起，形成正四面体结构。通过气球形状的类比，方便学生理解SP杂化的问题。

建模教学的思想即是遵循学生学习活动的心理特点，强调从已有的经验出发，将问题与生活实践相关联，即形象生动又活泼丰富的建模活动可以让学生对学习产生兴趣，又可以让学生投入到实际问题的解决过程中，自己去探索、实践以获得知识，同时学会了如何探究问题。

（二）拓展建模教学模式

在教学中，除了教会学生基本的建模形式，更要尽可能地拓展学生的视野，引导学生举一反三，发散思维。在已有的知识基础上通过迁移来对新的情景进行新的信息加工，学会将原有知识创造性地构建到新的情景模式当中，以便学生学会自我学习，并在学习中学会发现，以达到突破课本上知识的局限，能够自己建模从而培养出学生的创新精神。

例如，在高考题中常见的化工流程题目。工业流程的主要框架（如图2所示）。

原料Ⅰ预处理Ⅱ 分离提纯Ⅲ核心反应产物

此模型的规律：主线主产品，分支付产品，回头为循环。可以参照此模型，将遇到的问题按此结构逐一分解，结合自己所学到的知识对它进行分析、探究，最后解决问题。例如：

按照前述的流程进行分解，简单划分后比照模型就可以发现，分别对应原料预处理、除杂净化，反应条件的控制，产品的分离提纯三个主要步骤。把问题化分为几个步骤进行解答，就可将解题的思路简化，快速得出解决该类题目的方法和步骤。

在建模教学中，不局限于原有问题当中，教师要引导学生从问题中寻找规律，使思维得到延伸。在教学当中要设法给学生创设更多的情景，让学生自己去建模并且有更多的机会获得不同的结论，这样才能引导学生发散思维，学会在探究中去发现、分析、归纳，从而获得找寻知识过程当中的快乐，在建模教学中找到科学的学习方法，在知识的探索当中培养出学生的独立性和自主学习的主动性。

（三）完善学生的自我建模能力的培养

在建模教学当中要注重学生建模能力的培养。高中学生在建模教学当中，要学会观察，并逐步掌握发现问题的特点，将问题抽象化、简化，从而抓住问题的要点，建立相关模型。利用模型来架构对应问题的情境，对信息进行加工，对知识进行联想，自主构建新的知识体系。

在建模过程中，注意对应化学问题与化学模型的适用范围，不要盲目建模，从而产生偏差。化学模型不是一成不变的，在某个阶段有其存在的合理性，但在另外条件下却存在一定的差异性。例如，苯的凯库勒式结构模型中所存在的单双键实际上并不存在。 因此在利用建模解决问题的过程中，要反复评价模型的合理性和科学性，同时要注重问题的局限性和阶段性的特点，注重多种因素对建模的影响，这是培养学生建模能力的必备条件。

高中化学的建模教学模式是促进高中化学课堂教学有效性的重要方式，通过建模的方式来帮助学生将简单的知识迁移转化为知识学习过程，提升学生学习的主动性，增强学生的思维能力和创新能力。

化学建模论文:初中化学基本技能学习课型建模及案例

摘 要：化学基本技能是化学学习的基石，包括基本实验技能、书写化学用语技能和简单化学计算技能。

关键词：初中化学基本技能 课型 案例 点评

义务教育阶段的化学课程应该体现启蒙性、基础性，要提供给学生未来发展所需要的最基础的化学知识和技能，使学生从化学角度初步认识物质世界，提高学生运用化学知识、科学方法分析和解决简单问题的能力。可见，化学基本技能是化学学习的基石。

一、基本模型

通过义务教育阶段化学课程的学习，学生应初步学会使用常用仪器、熟练基本实验操作、绘制仪器和装置图、记录实验现象、正确描述实验现象、规范书写实验报告等基本化学实验技能，初步学会设计并能完成一些简单的化学实验；知道生活中的常见物质组成、性质及其在日常生活和工农业生产中的应用，并能用精准的化学术语加以表述；根据化学式、化学方程式等进行简单化学计算。如图1所示，这是我建构的初中化学教学中“化学基本技能学习”的基本模型：

本模型是根据化学基本技能学习的一般规律，结合初中生的认知心理特点而整合提出的，其中“训练与反思”贯穿于“化学基本技能学习”的始终。因为，在化学基本技能学习过程中，教师必须注重课堂训练，要有意识地引导学生开展专题讨论和交流活动，帮助学生学会倾听和分享，懂得比较和鉴别，培养他们善于从不同角度改进自己经验和认识意识的能力，有效避免独立探索中的局限性和片面性，形成对所学知识意义的完整建构。

二、操作说明

1.准备范例，简单感知

布鲁诺认为：“学生的学习应是主动发现的过程，而不是被动地接受知识。”对于化学基本技能学习，通过教师精心提供的范例或演示，激发学生的学习兴趣，使之产生认知冲突，引发愤悱意识和需要学习的心理倾向。这样，学生才能真正成为学习的积极探究者，而教师的作用则是精心创设适合的学习情境，引导学生主动学习、积极探究，而不是简单地传输知识。

2.组织引导，初步模仿

从某种意义上说，学习的最好办法就是模仿。对于化学基本技能的学习，可以通过模仿达到熟能生巧的地步，技能是通过练习而形成的合乎法则的活动方式。学生的模仿练习，实质上是学习者积极主动地进行意义建构的过程。教师的组织引导，能成为学生建构意义的协助者，帮助他们形成学习动机，建构出所学内容的意义。

3.指导评价，归纳总结

归纳总结，就是在教师的指导下，让学生探寻总结出所学知识的内在联系和规律的过程，是“顿悟”的过程。学生在自主学习中形成的对操作要点的认识、化学用语的使用、基本的计算步骤等的理解，有些可能是片面的、不完全的，甚至是不规范的，但在这一过程中，教师除了给予学生足够的思考时间外，还要对学生学习过程中出现的问题进行适时指导和评价。教师可组织学生在互评、点评、自评中解答问题，规范操作。

4.提供支持，训练反思

教师在收集学生学习过程中的困惑和错误的基础上，通过归纳、提炼而形成的具有典型性、代表性的问题及变式训练，能帮助学生深化对所学知识的理解，进而提炼出解决这类问题的方法，培养学生的知识迁移能力和系统解题的策略。在此学习过程中，教师除了提供训练支持外，更是一位参与者、合作者、指导者。

5.点拨提升，拓展应用

教师在学生进行了大量的训练基础上，可以用简练精辟的语言或鲜明生动的实验等方式指点学生，拨动学生思维，揭示问题实质，帮助他们进行思路接通，推动思维延伸。

学生能在熟能生巧中总结出一些经验和教训，通过经验和教训提炼出理论知识，然后再应用理论更好地指导实践。当量变达到质变时，学生的化学基本技能也就初步形成了。

三、教学案例

案例1：《检查装置的气密性》学习

教师提供一套实验室制取氧气的简易装置，引导学生感知问题：实验室制取气体时，首先要考虑如何检查装置的气密性？

各小组通过阅读教材内容，交流并完成填空：先将 放入水中，再用 握住试管外壁或用 微热，导管口有 冒出后，移开 或熄灭 ，若导管中水面 ，并形成一段 的水柱，则不漏气。

学生在教师的组织和指导下，完成了图3所示操作。

教师又组织学生进行组内和组间评价，让他们归纳、总结、反思出检查装置气密性的原理、步骤、要点。

各小组通过讨论并完成：如何检查图3所示装置的气密性？（供选实验用品有水、弹簧夹、注射器等）

通过小组交流、总结，在教师的点拨下得出检查装置气密性的一般思路：创设密闭环境，采用不同方法（如变温等），产生压强差，通过观察密闭环境中的气体体积是否变化（如是否有气泡放出或是否能形成稳定液柱等）来判断装置是否漏气。

案例2：《熟悉记住一些元素符号并知道元素符号意义》学习

教师提供图片（见图4），引导学生通过查阅元素周期表来发现问题：三枚戒指分别是用什么金属制成的？

各小组通过合作、分析，感知元素符号在学习和生活中的重要作用。

学生在教师的组织和指导下，记住了教材P75表4-3中出现的元素名称及符号。

学生交流了巧记上述元素符号的方法，并与其他同学分享，由教师组织、指导并评价。

教师组织学生进行元素符号的识记和默写比赛。

学生自主交流后完成填空：

（1）元素符号表示的意义。

①O：既表示 ，又表示 。

②Fe：既表示 ，又表示 ，还表示 。

（2）比较下列符号的意义。

①2H： ，②H： 。

学生通过交流，得出了元素符号意义：（1）表示一种元素；（2）表示某元素的一个原子；（3）表示一种物质。

案例3：《利用化学方程式的简单计算》学习

教师提供教材P100例题1和例题2，学生简单感知化学方程式计算的步骤和方法。

教师组织和指导学生模仿例题2完成以下练习题：（1）水在通电条件下分解生成氢气和氧气，制6 g氢气，需分解多少克水？（2）氢气和氯气点燃能生成氯化氢气体，燃烧200 g氢气需要氯气多少克？理论上能产生多少克氯化氢气体？

各小组交流并归纳出：根据化学方程式可算出已知量和未知量之间的质量关系；结合实际参加反应的一种反应物（或生成物）的质量，可算出其他所有反应物（或生成物）的质量；根据化学方程式进行简单计算的基本步骤。

教师提供解题错例，各小组自主合作后订正。

学生反思交流：利用化学方程式进行计算应注意的环节。

四、简要点评

（1）新一轮化学课程改革的重点是提高学生的学科素养，传统的基本技能教学重视分析实验原理、规范演示实验、强调规范操作，虽然也注意了对学生能力的训练与培养，但对照新课程标准中对学生实验技能学习的要求来看，教学重点还不能仅停留在传授基础知识和训练技能层面上，而应在教学中有意识地对学生进行学科素养的培养，既要训练学生的观察能力和动手能力，又要培养学生的发散思维、创新意识等。

（2）“化学基本技能学习” 不是一种僵硬的教学模式，它呈现的是一种课堂教学的基本理念，或者说是一种形态。我们应尝试使用化学基本技能学习课型，作为教学过程的中介，它是客观实物的相似模拟，是真实世界的抽象描写，是思想观念的形象显示。教师在具体操作时，要深入理解课型特点、把握精髓，而不能简单套用。如“简单感知”“初步模仿”既可以是相互独立的，也可以是同步实施的；“初步模仿”可在教师的指导下完成，也可通过小组合作完成，也可以自主完成。课型实施的步骤和层次可以不同，在实际运用中，要视学生对技能的具备程度和原有知识结构而定。

（3）基本技能的学习是一个学生获取知识、合作交流、探索研究的过程。学生在教师指导下主动学习，在学习过程中积极动脑、动口、动手，获取新知。教师的作用是创设问题情境，帮助学生规避在学习过程中出现思维盲区，使学生的思维更清晰，引导学生寻求知识、吸取知识、运用知识。因此，教师是学生学习过程中的组织者，当学生在学习过程中出现困难和困惑时，教师应及时给予指导、点拨，引导学生寻求解决问题的合理途径和方法，享受学习的快乐。

（4）“化学基本技能学习”呈现的是一种观念，并不适用于所有的课题教学。学生化学基本技能的形成和发展更是一个逐步提高、螺旋上升的过程。基本技能的教学过程，要综合运用再现式思维和创造性思维，教学过程一般可以设计成“发现问题─分析问题─解决问题”的模式。在教学过程中，教师要努力营造“民主平等、师生同长”的最佳意境。而教师通过对学习课型的建模研究，能更好地掌握各种课型的教学目标、课堂结构、教学流程、教学方法等规律，有助于提高课堂教学设计水平、提升组织教学和课堂评价的能力。

化学建模论文:美国教材中化学概念的建模思想分析

摘要：美国教材《化学：概念与应用》中使用了丰富的模型。模型的建立是化学理论建立的基础。利用模型可以解释实验现象和化学规律，并能作出科学预测。提供结构良好的教材有利于教师进行教学设计。

关键词：美国教材；模型；概念

模型是对所研究目标事物的一种呈现形式。模型可帮助学生记忆与解释概念，它们让学生的思维可视化。模型通常会较实体更为简化，其尺度可能比表征对象大或小，是理论与现象间的中介物。

《化学：概念与应用》是美国高中的主流理科教材，该教材中丰富的模型种类及其蕴含的建模思想，对我们的教育教学有着一定的借鉴意义。教材是教师进行教学设计的重要依据之一，所以提供结构良好的教材，能够帮助学生建构、发展学科概念。现以第二章“物质是由原子构成的”内容为例进行分析。

一、丰富的模型种类

《化学：概念与应用》中的第二章“物质是由原子构成的”使用了丰富的模型。

1. 言语模型

言语模型是指解释的、描述的、陈述的类比和隐喻的模型。如《化学：概念与应用》中用俄罗斯套娃与电子能级对比时描述到“假如将套娃比做原子，那么，最大的套娃代表最外层、能量最高的能级。类似地，最大的套娃也代表价电子。”

2. 视觉模型

视觉模型是指学生通过视觉观察到的模型（如图片、表格、视频、动画等）。通过形象视觉模型的呈现，学生更易感受到微观世界的奇妙，也更有助于学生正确理解化学概念的内涵。其实学生在进行概念同化的同时，也是在不断重新建构自己的心智模型，即在不断修改和完善自己的知识结构。如《化学：概念与应用》中有“电子迁移就像爬梯子”的模型（见图1）。

3. 数学模型

数学模型是指把客观事物的某些性质借助数学表达式来表现，数学模型是一种抽象、准确和预测的模型。如《化学：概念与应用》中计算氯的平均原子质量的计算方法（见表1）。

4. 符号模型

符号模型是指采用特定的化学专用符号，在符合化学原理的前提下，按照特定的化学组合方式代替原型的一种方法，如《化学：概念与应用》中用符号Cl-37表示一种质量数为37，质子数为17，中子数为20的氯原子。

5. 混合模型

混合模型是指多种模型的同时使用。如包含语言的视觉模型称为视觉混合模型。如《化学：概念与应用》中对阴极射线管的处理采取了混合模型，其在语言模型中描述为“当阴极射线管接上高压电源后，阴极就会放出一束射线，并在涂有荧光粉的板上生成绿光” 。其视觉模型的表现如图2所示。

二、多样的模型功能

由于模型不仅是已有认识的总结，同时也增加了人类的假设和猜想，所以模型具有多样的功能。

1. 简化复杂现象，利于思考

模型是对研究目标的一种简化描绘，它简化并体现原型与研究目标的根本联系，略去微小的细节。在《化学：概念与应用》中的电子式就是表示价电子的常用符号。它是用小黑点（・）表示价电子，再将这些小黑点描在元素符号的周围。在电子式中，每个小黑点代表一个电子，而元素符号代表原子的内核（除价电子以外的部分）。

2. 提供易于理解的方式

通过模型形成一个关于物质内部如何作用的假想机制，然后通过模拟，去推测物质结构，从而解释观察到的实验现象。在《化学：概念与应用》中用爬梯子的模型来解释电子迁移。就像你要上下梯子一样，你的脚只能搁在梯子的横档上，电子同样也只能在一定的能量水平上运动，而不是在两个能级之间运动。当电子吸收了某个特定的能量后，就可跃迁到相对高级的能级上。这个能量就是电子跃迁的两个能级之间的能量差。

3. 提供深刻理解的媒介

在《化学：概念与应用》中用俄罗斯套娃模型来解释电子能级。假如你抽出最外层的一个套娃，可以发现，里面有一个类似但小一些的套娃。这个套娃代表由原子核和电子组成的内核，但不含价电子。

4. 展示强大的预测能

模型在建立过程中，会舍去大量次要的细节，突出物质的主要特征，因而易于发挥想象，使得模型超越现有条件，形成科学预见。在人类认识原子模型的过程中，卢瑟福通过α―粒子散射实验（也称为金箔实验）来研究原子的结构，通过观察该实验的现象，他的研究小组预测出因为电子的质量太小，原子核占据几乎所有的原子质量。也就是说，原子核非常稠密，核的周围则是容纳电子的宽阔空间。

5. 提供实验与理论的推导关系

如对发射光谱的研究促使科学家提出一个观点，电子是在围绕原子核周围的具有特定能量的轨道上运动的。

三、启示

美国教材《化学：概念与应用》比较重视模型和建立模型的过程在化学核心概念形成过程中的重要作用。尤其是教材中大量精彩图片（视觉模型）的呈现，使化学中很多抽象、难懂的化学概念形象地呈现在学生面前，降低了学习难度，并符合学生的认知规律。这也提醒我们在教学中要树立帮助学生逐步学会建立模型的基本方法，这也会提高我们的课堂效率。

化学建模论文:建模思想在高中化学解题中的应用

【摘 要】 在高中化学解题中运用建模思想，不仅能使学生突破感官和时空的局限，充分发挥学生的想象和推理能力，而且还可以拓宽学生的思维领域，从而提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

【关 键 词】 建模思想；高中；化学解题

《2015年普通高等学校招生全国统一考试大纲――化学》对学习能力的要求部分提出：“能用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和结果，并作出解释的能力。”其实，高考考试大纲要求的这种解题思想就是建模思想。

建模思想在高中化学解题中的主要作用是：①有利于学生形成和理解抽象的化学概念；②有利于学生建立反应模型，理解反应实质；③有利于学生假设体系模型，降低解题难度；④有利于学生利用数学模型，解决化学问题。

一、有利于学生形成和理解抽象的化学概念

如“化学平衡”概念的建立过程。课前学生做家庭实验并思考产生现象的原因：将雕刻成球型的冰糖（其化学成分为蔗糖）置于蔗糖饱和溶液中，并把装置放在冰箱冷藏柜里（保持温度和溶剂质量都不变），几天后，观察小球的质量和形状有无变化？学生根据实验现象（质量不变，形状有所改变）和已有的溶解平衡概念，进行如下分析、推理：

这样，通过迁移建立起了“化学平衡”概念，使枯燥的、抽象的概念变得直观、具体了，使学生不但能认识概念的内涵，而且能理解概念的本质。许多化学概念、物质性质都可以在建模思想的引领下，通过联想、迁移、类比、推理等思维方式建立。

二、有利于学生建立反应模型，理解反应实质

学习元素化合物知识部分，化学反应类型纷繁复杂，学生掌握起来比较困难。如果在教学中概括出各类反应的反应模型，这样就能使复杂而难以掌握的问题变得有规律可循了。臂如复习“水解反应”，可以通过下列具体的化学方程式概括出反应模型。具体反应：

从具体的“水解反应”中，寻找反应机理，最终得到“水解反应”的一般规律。不仅培养了学生的概括能力，而且使学生在较高层次上理解了反应的实质， 进一步提高了灵活运用知识的能力。

三、有利于学生假设体系模型，降低解题难度

有些化学问题比较抽象，用常规方法解决时，往往感到无从下手。如果根据建模思想，将问题分解并假设为几个变化的体系模型，用理想化了的模型揭示在表面现象掩盖下的化学反应本质，问题就迎刃而解了。

例 恒温恒压下，在容积可变的容器中，反应2NO2（g）？葑N2O4（g）达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数（ ）

A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 无法判断

分析：如果按照常规思维，容器容积改变，气体浓度改变，分子数目也改变，就会误选D选项。

若根据建模思想，变换思维方式，转化思维角度，将该问题分解并假设为几个变化的体系模型，解题就方便了。

四、有利于学生利用数学模型，解决化学问题

数学是思维的工具，很多化学问题需要用数学知识、数学方法（数学模型）来解决。运用数学模型解化学问题的基本思路是：明确化学问题中各知识点间关系寻找各化学知识点之间的变量规律，应用化学原理建立化学模型运用数学方法对化学模型进行处理，建立适当的数学模型应用数学模型和化学规律解答化学问题。在高中化学中，数学模型解化学问题主要表现为：分类讨论的思想，转化与化归的思想，数形结合的思想，函数与方程的思想。应用这些思想解决化学问题的技巧有：极值法、十字交叉法、平均值法、方程法、几何法、排列组合法、图像法、数轴法、数列法、数学归纳法、中间值法、不等式法、不定方程法、待定系数法等。

将具体的化学问题转化为数学模型，转化过程中，需要进行一系列的观察、分析与综合等思维活动，不但加强了学科间的联系，而且提高了学生的抽象思维能力。

综上所述，在高中化学解题中运用建模思想，不仅能使学生突破感官和时空的局限，充分发挥学生的想象和推理能力，而且还可以拓宽学生的思维领域，从而提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

化学建模论文:初探在高中化学学习中运用建模思想

摘要：本文以建模思想在化学复习、解题、专题学习等几个方面的应用进行了详细的讲解，使建模思想在化学学习中得到应用，提高学生的学习能力。

关键词：建模思想；复习建模；解题建模；专题建模

化学是一门以实验作为基础的学科，有其自身独有的特点，与物理、生物等学科相比，化学的知识点显得有些零散，给学生一种剪不断、理还乱的感觉。致使许多学生在单独处理某一知识点时得心应手，而将各知识点融合在一起时就显得心有余而力不足了，常常会顾此失彼、丢三落四，由此对化学产生了厌学心理。其实，这种情况说到底就是在学生的头脑中建模思想的缺乏造成了知识点的零散难记，使学生走了许多冤枉路，却得不到应有的效果。针对化学知识易懂难记，会做难得分的特点，教师要高度重视建模思想在日常学习以及复习备考中的应用，要给学生充分的建模思想和方法，使千头万绪的知识点模式化、网络化。所以，教师应加强这方面的学法指导。

那么，到底什么是建模思想呢？“建模”就是建立系统模型的过程，又称模型化。按钱学森的观点：“模型就是通过我们对问题的分析，利用我们考察来的机理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。”因此，笔者提出的“建模思想”就是把研究对象（原型）的一些次要细节及非本质的联系舍去，从而以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系的一种科学思想。可以用如下图式表达科学建模过程。

我们可以把学生需要学习和掌握的化学知识点看成是一个统一的有整体性的系统，而建模是研究系统的重要手段和前提。建模就是利用模型来描述系统的因果关系或相互关系的一个过程，我们可以把每个章节或者有针对性的知识体系作为一个要建模的系统，利用教材以及教辅资料上的相关信息并结合教师的讲解与分析，理清在这个知识系统里各个知识点的联系与不同，必然与偶然，相互的因果关系，让其形成一张无形的“知识大网”，这样让学生对知识的理解就不仅仅停留在简单的死记硬背上，而是“鲜活的”，有“理由”的，有“模”可循的！这样不仅让学生对知识的理解达到较高的一个水平，同时也可以使学生在知识的应用时更得心应手，在实际的解题过程中起到非常好的辅助作用。当然，在建模时我们应该注意：对于同一个实际系统，我们可以根据不同的用途和目的建立不同的模型。所建模型只是实际系统原型的简化，因此既不可能也没必要把实际系统的所有细节都列举出来。实际建模时，必须在模型的简化与分析结果的准确性之间作出适当的折中，这是建模遵循的一条原则。下面，笔者就结合实际的例题与章节知识点来谈谈建模思想在化学学习中的具体应用：

一、建模思想运用于化学复习

运用建模思想梳理化学知识，使知识网络化、系统化。高考复习阶段主要方法有：运用概念图、网络图、对比图等形式对化学知识进行梳理。概念图是由美国康奈尔大学的Joseph・D・Novak于教授20世纪60年代提出的。它通常是将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念用命题连接，形成关于该主题的概念或命题网络。比如：

网络图是指将相关内容通过某种关系进行连接而形成网络。它和概念图中概念之间层级关系不同，网络图中各主题之间没有上位、下位的关系。例如：氮族元素中N及化合物知识网络图：

对比图是指将相近、相似或相关概念利用图表进行对比。例如：同分异构体、同素异形体、同位素、同系物等概念进行对比；电离、原电池、电解池、电镀、电解、电泳概念对比等。

二、建模思想运用于化学解题

形成解答问题思路模型，使解答过程模式化、格式化，提高解题过程准确性、规划化。解答化学问题时，很多同学因为思路不清晰，导致解答问题常常无从下手。因此，掌握解答一些化学问题的思路，形成解题的模型，能提高解题的准确度，降低试题的难度。

三、建模思想运用于具体的专题学习

许多理论、变化有不同的表现形式，但其本质是相同的，我们抓住事物的本质，建立模型，以不变应万变，就可以解决不同表现形式的变化和理论。以建模运用于原电池为例：

原电池是氧化还原反应的化学能转化为电能的装置，其变化的本质是在电池的两极发生氧化还原反应，在解决原电池的有关题目时，可以建立如下模型：首先构建一个可能发生的氧化还原（也许不能进行或不符合实际历程），分析其还原剂和氧化剂。由于原电池的负极要对为提供电子，正极要得到电子，因此必然有以下的模型：

还原剂在负极失去电子，被氧化：M-ne Mn+

氧化剂在正极得到电子，被还原： 氧化剂 + ne 还原产物

例：钢铁在水膜酸性较强时，构建的氧化还原反应式为：Fe + 2H+

Fe2++H2 发生析氢腐，根据建模思想，此时原电池两极发生的反应为：

负极反应：还原剂失去电子 Fe-2e- Fe2+

正极反应：氧化剂得到电子 2H++2e- H2

水膜酸性很弱或为中性时，构建可能的氧化还原反应式为：2Fe+O2 2FeO（虽然与实际反应不符，但我们可以这样假设）发生吸氧腐蚀，根据建模思想，此时原电池两极发生的反应为：

负极反应：还原剂失去电子 Fe-2e- Fe2+

正极反应：氧化剂得到电子O2+2H2O+4e- 4OH-

以上是笔者对于建模思想在化学学习中运用的一些思考，同时笔者也认为在中学化学教学中，鼓励和引导学生独立构建化学模型，对于提高学生的思维品质（思维的广阔性、深刻性、独立性、敏捷性、灵活性、逻辑性），培养学生的创造性思维能力具有极其重要的意义。

（作者单位：内蒙古牙克石市第一中学 022150）

化学建模论文:谈初中化学思维建模

【摘 要】思维建模是抽取一类问题的本质特征，形成对该类问题的结构化认识，并找出问题解决方案的认知方法。思维建模包括分析、建模和解模三个过程。在教学中掌握化学思维建模方法会起到事半功倍的效果。

【关键词】化学 思维 建模

思维模型建构简称思维建模，是对问题进行辨认和界定，并与原有认知结构对接、同化、整合、拓展，抽取该类问题的本质特征，最终形成该类问题的结构化认识，并找出问题解决方案的认知方法。其原理就是人们常说的“把未知转化为已知，用已知来解决未知”。

一、思维建模的过程

思维建模包括分析、建模和解模三个过程。

分析过程：主要是对特定的研究对象进行抽象、概括，抓住其主要信息及与相关对象的共性特征。

建模过程：主要是抽象思维或非逻辑思维的应用，通过舍弃研究对象的一些次要细节及非本质的联系，对研究对象的主要信息做出一些必要的简化、假设和一般化处理，并用适当的文字、公式或实物等方式去再现原型的各种复杂结构、特征、功能和联系，以建构相对固定的思维模型。

解模过程：主要是逻辑思维的运用，运用已经建构的思维模型去解释研究对象，解决实际问题。

二、思维建模的教学运用

空气是一种无色、无味的气体，不易被人察觉。直到1777年拉瓦锡才通过实验认识到空气是由O2、N2组成的混合气体。教科书中同时呈现拉瓦锡当年的实验装置和现代教师演示的装置图，其实验原理的选择和实验装置的演变值得化学初学者深入探究。

1.分析过程。

学生是信息加工的主体，学生将其所获得的新知与已有知识建立起实质性的联系是完成思维建模的关键。怎样才能有效地引导学生寻找新知的固着点和生长点呢？笔者认为应当合理地设置问题，引导学生利用分析、比较、抽象、概括等思维方法寻找新知与已有知识的共同属性，以问题的解决为分析过程的驱动力。

此实验可设置如下问题：如何让空气中的氧气显现出来？怎样让O2、N2分离？为什么烧杯中的水会流入集气瓶中？能否用蜡烛代替红磷？拉瓦锡的装置与现在的实验装置在设计上有哪些相似之处？为什么现在不用汞而改用红磷？由此实验可以获得哪些结论？

在分析过程中教师要适时结合学生已有经验加以点拨，帮助学生理解。如学生在生活中已知道用水来检验车胎是否漏气，由此可寻找出问题的共同属性，解决“如何让空气中的氧气显现出来”，也可让其在水中显现气体的外形；再如教师还可补充如图实验，学生很容易理解上升的水的体积等于抽走气体的体积。

2.建模的过程。

通过上述的分析可以获得以下思维模型：

（1）测量气体的体积可以用转化的方法：无形的气体可以通过液体显现出来。

（2）可以通过化学变化等方法去除混合物中的某一种。

（3）气体压强的改变导致液体的流动。

（4）根据实验原理可以设计多种装置完成实验，综合考虑，好中选优。

三、思维建模的实践心得

第一，思维建模在实际教学中已经被自觉或不自觉地运用，现提出使其凸显出来，意在引起师生关注，使教学思维更加清晰。

第二，思维建模的主体是学生，要充分发挥学生的主体性和能动性，创设适当的问题情境，以问题解决为驱动力，以培养学生分析、解决问题的能力为目的。同时了解学生现有的认知结构，找准思维建模的生长点，设置巧妙的问题及恰当的点拨，也是教师教学基本功的体现。

第三，初中化学思维建模有多种，在教学中要不断帮助学生归纳总结，一般可从以下角度引发学生思考：（1）操作步骤──为达某一实验目的，应当经过哪些操作步骤？这些步骤先后顺序如何确定？为什么要经过这些步骤？为什么要安排这种顺序？省略或颠倒某些步骤会有什么影响？（2）注意事项──实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做什么，原因何在？（3）安全措施――实验过程可能会出现什么不安全的事故？如何防范？万一出现事故应如何处置？依据何在？

在落实到某一具体的知识学习时，要从教学内容和学生水平的实际出发，抓住某些侧重点展开思维训练，没有必要也不可能面面俱到。要以建模思想梳理化学知识，通过建立形式表达模型，使化学知识形式化、规律化，从而不断地使知识网络化、系统化，建立自己的知识块。

第四，整个化学学习的过程是思维不断建模的过程，要想从繁杂的概念、现象中建模，是离不开教师分层次、有计划的指导训练的。化学思维建模最终是要形成化学知识中最本质、最核心的东西，化学思维建模可有效地将学生带离题海战的怪圈。

（作者单位：南京市浦口区乌江学校）

运用化学建模思想,破解化学计算难题

“建模”就是建立系统模型的过程，又称模型化。按钱学森的观点：“模型就是通过我们对问题的分析，利用我们考察来的机理，吸收一切主要因素，略去一切次要因素所创造出来的一幅图画。”因此，笔者提出的“建模思想”就是把研究对象的一些次要细节及非本质的联系舍去，从而以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系的一种科学思想。

一 化学建模在有关混合物或多步反应计算中的应用

二 化学建模在有关图像类型计算中的应用

解答图像题必须抓住有关概念和有关物质的性质、反应规律及图像特点。在审题时，一般采用“看特点、识图表、想原理、巧整合”四步法解答。解题思路是：（1）看特点：即分析化学反应方程式。（2）识图像：即理清横坐标和纵坐标的含义、线和点、平台、折线、拐点等的关系。（3）想原理：线的形状、走向和高低、拐点出现的先后联想相应的化学原理。（4）巧整合：图表与原理整合，逐项分析图表"要找出数据之间的关联点"与化学知识结合在一起。

总之，在高中化学计算题教学中运用建模思想，可以抓住问题的本质，化抽象为具体；可以培养学生思维的深刻性，提高学生分析和解决问题的能力；最终促进学生素质的全面提高。鼓励和引导学生独立构建化学模型，对于提高学生的思维品质，培养学生的自主学习能力也具有极其重要的意义。

化学建模论文:建模思想在高中化学选择题中的应用

建模就是用建立模型的方式解决问题，建模思想在高中化学解题中有着重要的应用，若对常见的题目类型建立固定的解题模型，可以将解题方法程序化，将复杂问题简单化，这样有利于学生快速、准确解题，提高得分率，最终会起到事半功倍的效果.下面作者对高中化学选择题中常见题目类型的解题方法进行建模和题型分类，希望对读者有所帮助.

一、解题模型

解题模型一逐项分析法

对选择题的每个选项进行逐个分析，选出正确选项，这是解化学选择题最基本的方法.在高考化学试题中，定性分析选择题占有很大的比例，以基本概念、基本理论、物质性质、实验等为素材，考查能否准确运用所掌握的基础知识和基本技能来分析和解决问题.常见的出题形式为“正误型”选择题，常见的出题内容为NA与微粒的关系、离子能否大量共存、离子方程式正误判断、元素及其化合物知识、实验原理分析、有机化学等相关的选择题都可以使用这种方法.

解题模型二直选法

解题时依据题目所给条件，借助于已学知识进行分析和判断，直接得出结论.

解题模型三排除法（筛选淘汰法）

根据题干所给条件和提出的问题，对各个选项加以审视，将与题目要求不符合的选项逐一排除，不能否定的选项即为正确答案.此方法常常用于解答概念、原理类选择题，也常用于解答组合型选择题.

解题模型四特例反驳法

特例反驳法是在解选择题时，当碰到一些似是而非且迷惑性极强的选项时，若直接运用课本有关概念往往难以辨清是非，这时可以借助已掌握的一些知识特例或列举反面特例进行反驳，逐一消除干扰选项，从而快速得出正确答案.列举特例或反例是一种重要的论证方法，这种技巧适用于从正面获取答案有困难的一类化学选择题，如有关物质的性质、分类、组成和结构等试题.

解题模型五具体法

在解化学选择题时，经常会遇到这样一类题目，题目给出的条件很抽象、很陌生，看似简单但容易出错.如果将抽象的、难以下手的问题用自己熟悉的知识、原理、技巧大胆地创设一些具体情境，即用具体事物作为研究对象，把抽象问题具体化，往往会收到事半功倍的效果.

解题模型六守恒法

守恒法就是以化学反应中存在的某些守恒关系（如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒、能量守恒等）作为依据，寻求解题的突破口，列出相应的守恒关系式进行解题.比如根据溶液中阴阳离子所带的电荷总数相等、氧化还原反应中得失电子总数相等进行求解.这种方法既可以避开繁琐的过程，提高解题的速度，又可以避开多步计算，提高解题的准确度，是高中化学解题中最常用的一种方法.

化学建模论文:建模思想在高中化学计算题中的应用

建模是利用化学模型解决问题的一种实践，也是一种极其重要的思维方法。它通过建立具体模型，达到解决问题的目的。建模可以使解题过程具体化、模式化。本文通过高中化学计算题的举例，来阐述建模思想的具体应用。

一、解题模型1――关系式法

在实际化工生产中或化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应，从原料到产品可能要经过若干步反应。测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系，依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解的方法，称为“关系式”法。

关系式法常常应用于多步进行的连续反应。在多步反应中，第一步反应的产物，即是下一步反应的反应物。根据化学方程式，每一步反应的反应物和生成物之间有一定的量的关系，即物质的量之比是一定的。所以，可以利用某中间物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间的量的关系。它是化学计算中的基本解题方法之一，利用关系式法可以将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算中的麻烦，简化解题步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。

用关系式法解题的关键是建立关系式，而建立关系式一般途径是：（1） 利用化学方程式之间的化学计量数间的关系建立关系式；（2） 利用化学方程式的加合建立关系式；（3） 利用微粒守恒建立关系式。

点评 对于多步反应，可根据各种的关系（主要是化学方程式、守恒等），列出对应的关系式，快速地在要求的物质的数量与题目给出物质的数量之间建立定量关系，从而免除了涉及中间过程的大量运算，不但节约了运算时间，还避免了运算出错对计算结果的影响，是最经常使用的计算方法之一。

二、解题模型2――差量法

差量法是根据化学变化前后物质的量发生的变化，找出所谓的“理论差值”。这个差值可以是质量、气体物质的体积、压强、物质的量、反应过程中热量的变化等。该差值的大小与参与反应的有关量成正比。差量法就是借助于这种比例关系，解决一定量变的计算题。用差量法进行化学计算的优点是化难为易、化繁为简。

解此类题的关键是根据题意确定“理论差值”，再根据题目提供的“实际差值”，列出比例式，求出答案。

1。原理：

2。注意：

点评 只与反应前后相应的差量有关，不必追究各成分在反应前和后具体的量，能更深刻地抓住本质，提高思维能力。

三、解题模型3――守恒法

守恒法是一种中学化学典型的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，可以免去一些复杂的数学计算，大大简化解题过程，提高解题速度和正确率。它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细微末节，直接抓住其中的特有守恒关系，快速建立计算式，巧妙地解答题目。物质在参加反应时，化合价升降的总数，反应物和生成物的元素，各种微粒所带的电荷总和等等，都必须守恒。所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据，守恒法往往穿插在其它方法中同时使用，是各种解题方法的基础。利用守恒法可以很快建立等量关系。在高中化学计算题中，常考的守恒有：

1。元素守恒：

即化学反应前后各元素的种类不变，各元素的原子个数不变，其物质的量、质量也不变。元素守恒包括原子守恒和离子守恒： 原子守恒法是依据反应前后原子的种类及个数都不变的原理，进行推导或计算的方法。离子守恒是根据反应（非氧化还原反应）前后离子数目不变的原理进行推导和计算。用这种方法计算不需要化学反应式，只需要找到起始和终止反应时离子的对应关系，即可通过简单的守恒关系，计算出所需结果。

2。电荷守恒：

即对任一电中性的体系，如化合物、混合物、浊液等，电荷的代数和为0，即正电荷总数和负电荷总数相等。电荷守恒是利用反应前后离子所带电荷总量不变的原理，进行推导或计算。常用于溶液中离子浓度关系的推断，也可用此原理列等式进行有关反应中某些量的计算。

3。电子得失守恒：

是指在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。它广泛应用于氧化还原反应中的各种计算，甚至还包括电解产物的计算。

例3 铜和镁的混合物4。6 g完全溶于一定量浓硝酸中，反应后只生成NO2 0。2 mol和N2O4 0。015 mol，往与硝酸反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，求生成沉淀的质量。

四、解题模型4――极值法

极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目，采用极端假设（即为某一成分或者为恰好完全反应）的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数，这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化，可达到事半功倍之效果。

例4 向300 mL KOH溶液中缓慢通入2。24 L CO2气体（标准状况），充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到11。9 g白色固体。请通过计算确定此白色固体的组成及其质量各为多少克？所用KOH溶液的物质的量浓度是多少？

五、其他解题模型

化学计算的方法很多，除了上述4种方法外，还有估算法、讨论法、平均值法、十字交叉法、终态法、等效平衡法等。此外在近几年的上海高考中，还多次出现了借助数学工具解决化学问题的计算题，测试学生将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，通过计算和推理，解决化学问题的能力。主要包括数轴的应用、函数的思想、讨论的方法、空间想象的能力以及不等式的迁移等方面的知识。此类题目的解题模型是：运用所掌握的数学知识，通过分析化学变量之间的相互关系，建立一定的数学关系（等式、函数、图像关系、不等式、数列等）来解题。

总之，在高中化学计算题教学中运用建模思想，可以抓住问题的本质，化抽象为具体；可以培养学生思维的深刻性，提高学生分析和解决问题的能力；最终促进学生素质的全面提高。因此，作者认为在高中化学教学中很有必要推广建模思想的教学。

化学建模论文:建模法在高中化学教学中的实践探析

【摘要】高中化学的教学目标是培养学生的科学素养，要培养学生的科学素养，就要提高学生分析和解决问题的能力。一些抽象的问题，如果能利用建模思想建立具体的思维模型，就会使问题简单化。但建模法在高中化学教学中并未得到应有的重视，本文就此探讨了建模法在高中化学教学中的应用和实践。

【关键词】建模法 高中化学 应用 实践

1.前言

化学是以原子、分子为基准研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学。高中化学作为科学教育的重要组成部分，其最终目标是为了培养学生的科学素养，提高学生分析和解决问题的能力。建模法在科学研究中始终发挥着重要作用，但是在高中化学教学中鲜少被应用，学生不仅缺乏建构模型的意识，教师对模型的认识也仍停留在表面，没有认识到其对培养学生科学素养的重要意义。

2.建模法的构建过程

2.1 感受模型

一般情况下，学生从初中开始接触化学，但是高中化学内容才是化学学科的基础，建模法的应用与实践也是在高中化学中才有所体现。建模法构建过程的第一步是感受模型，在化学教学中应注重发觉学生的模型思想。模型在解决问题中具有直观形象的特点，有助于学生更好的理解化学问题。例如在新人教版《化学反应原理》中的第二章关于水溶液的离子平衡内容，教师通过建构模型展示溶液PH值的变化规律，使抽象的问题具象化，能够加深学生的记忆，从而提高课堂的有效性。

2.2 领悟模型

学生在培养起建模意识后，应学会理解和领悟模型。建构主义论认为知识不是由教师传输得到的，而是学生在一定的社会背景下，借助教师和学习伙伴的帮助，并利用学习资料，通过自主主义的建构而得到的。化学建模关键是体现在“建”字，是学和用的综合统一。在领悟模型的过程中，教师更多的是充当一个引导者的角色，鼓励学生有创造性的想法。例如在原子结构的讲解中，教师可以采用类比的方法，通过数据反映的特征建立原子结构模型。学生可以发挥想象，在领悟中掌握原子的性质和活动规律。

2.3 应用模型

教师在化学课堂教学中，可以引导学生设计和制作实物模型，在学习中尝试利用模型进行实践活动。应用模型阶段是学生把抽象化的理论知识转化为具体实物的阶段，学生在建构模型中可以体会到事物的本质规律。应用模型可以帮助学生形成化学概念理解和巩固化学知识，培养观察分析问题的能力，也可以对各知识点之间的衔接和递进有一个较为清晰的了解。从而提高学生解题过程中的正确度：离子浓度问题作为高考的热点，其内容同样抽象，为了减轻学生的思维量，使其思维有序化，学生可以通过建立“三大守恒”模型解决相关问题，效果显著。以Na3P04溶液为例，在Na3PO溶液存在着Na、H、OH一、PO4、HPO卜、H2PO4、H3PO4、H2O等微粒，在这些微粒之间存在着三种守恒。

电荷守恒：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）]

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

解题时，看到等式，学生应联想该题中“守恒”模型，看是否是三者之一，若都不是，看是否由上述的3种守恒模型通过叠加或叠减以后得到的。

2.4 评价模型

建构模型的最后一个环节是进行评价和反思。在进行化学建模教学设计中，教师需要不断考量建模过程中的策略是否正确，已完成的建构模型是否科学合理。对模型进行评价能够使教师做到具体问题具体分析，根据学生的认知策略进行教学调整，从而提高学生的认知水平。例如化学元素周期表是学生学习化学的基础，教师可以要求学生自己动手制作并进行课堂展示。随后要求学生进行互评，在评价中加深对化学元素周期的掌握。

3.建模法教学实践

3.1 概括归纳

概括归纳是人们在化学研究中广泛应用的思维方法，化学中的很多定律和公式都是通过概括归纳得出的。它是一种由个别到一般、从特殊到普遍，从经验事实到事物内在规律性的认识手段和模式。在高中化学教学中，学生通过体验建模的全过程可以对模型的建构和运用有一个整体的认识，遇到类型化的问题可以快速的作答。但是，教师一定要注意学生不能一味的生搬硬套，题目是不断变化发展的，学生缺乏应用模型解决新问题的能力有可能是大致过程对，结果得出截然相反的结论。

3.2 联想迁移

学生在具有建模意识并掌握了一些思维模型后，通过联想大脑中已有的模型，运用分析、综合、比较、论证的方法进行迁移变换，最终创造掌握新的模型。这种联想迁移的方法能够培养学生独立解决问题的实践能力和化学思维能力。运用联想迁移进行建模对学生的综合能力要求比较高，需要教师在日常教学中层层渗透，全面提高学生的迁移建模能力，在新知识与原有知识之间建立起可迁移条件。联想迁移法能够提高学生的学习效率，一旦学生在大脑中建立迁移建模反射，在遇到新问题时能够充分发挥积极主动性，自主解决问题。

3.3 接受模仿

接受模仿是化学中最普遍使用的一种方法，有老师给出特定的解题思维模型帮助学生解决较难的问题。由于学生的认知水平和学习基础存在差距，大部分学生面对难题和陌生题目时毫无头绪、无法下笔，这个时候需要教师运用接受模仿法。例如在人教版化学教材中关于氧化还原反应中氧化性和还原性强弱的比较一章节中，教师首先建立解题思维模型，以便学生模仿应用。学生可以根据黑板上的解题思维模型顺利得出答案。接受模仿可以节约课堂时间，但是教师在教学中起主导作用，不利于提高学生自主建模能力的提高。

4.结语

综上所述，在高中化学教学中教师应有意识的让学生感受到建模的重要性，并加强学生建构模型的能力培养，这有助于学生和老师研究化学问题的科学合理性。新课程要求在教学中应以学生为主体，教师充分发挥引导作用，新课标的教材中的抽象化的化学知识相对增加，降低了高中化学教学成效。而模型教学能够充分发挥学生的主体作用，培养学生解决问题的能力和整体科学素养，符合我国素质化教育的趋势。

化学建模论文:让“建模法”为高中化学教学增添动力

摘 要： 建模法在高中化学教学过程中应用得比较多，对其合理利用能有效提高解题效率。为此，作者实结合践教学经验，就建模法在高中化学教学中的应用问题进行了分析。

关键词： 高中化学教学 建模法 应用 动力

引言

建模法主要是通过化学模型解决相应的问题，我们通过一些具体的模型区解决一些实际问题，建模法能够使解题的过程更加模式化，减少解题过程中的错误。为此，笔者就建模法在高中化学中的应用问题进行以下探讨分析。

1.建模法的教学意义

在化学学习的过程中，我们经常会使用一些化学模型解决实际问题，这就是建模法。建模法需要从一个具体的事例出发，通过抽象概念建立起相应的模型，帮助学生对化学原理进行深入理解，从而解决实际的问题。这样的过程是符合我们的认知规律的，在这个过程中，学生逐渐从感性认识上升到理性认识，形成理性认识之后才能够对自己的实践进行指导。高中生的思维比较活跃，但是还没有形成抽象思维，所以在对一些抽象的概念进行理解的时候，往往会感觉很吃力。建模法很好地解决了这个问题，通过建模法，我们可以对一些抽象的概念建立模型，从而帮助我们对原理进行理解，把复杂的问题简单化[1]。在应用建模法的过程中，我们要由易到难让学生逐渐理解，此外一定要结合客观规律，否则会起反作用。

2.建模法在高中化学教学中的应用

2.1关系式法

在实际进行化工生产的过程中，我们经常会遇到多步反应，从原料到最后的产品往往会经过许多步反应，在多步进行的连续反应中，关系式法应用得比较多，多步反应之间相互关联，第一步反应产生的产物往往是下一步反应的反应物，通过化学方程式我们可以得到反应物与生成物之间量的关系。因此我们可以找出某个中间物质，以它为中介，然后寻求已知物质与所要求的物质之间的量的关系，在化学计算的过程中，关系式法是基本的解题方法，有些化学题目需要多步计算，通过关系式法我们可以把它变成一步计算，这样就避免了计算过程中的麻烦，简化了解题的过程，从而降低了学生出现错误的概率。

2.2差量法

化学反应前后会发生物质的量的变化，我们可以根据这种变化找到这个理论差值。由于每个化学方程式是不同的所以发生变化的量也就有可能不同，有的是体积发生了变化，有的是压强发生了变化，这个变化的量的大小跟参加反应的某些量成正比例关系，我们可以通过这种关系把问题简单化，从而求出相关量。对于一个化学反应来说，各个物质的量之间都有一定的关系，如果我们从里面任意取两个物质的量，那么当其中一个量增大或减小时，另一个量也会成比例地发生变化，并且两者之间的差值也会呈现相应的变化。

2.3守恒法

在高中化学的额解题过程中，守恒法的应用是比较多的，化学反应的过程中物质会发生变化，但是某些特定的量是不会发生变化的，我们可以利用这一点求解，从而简化解题的过程。守恒法不需要我们探究化学反应过程中的某些细枝末节，只需要找守恒关系即可，常用的守恒方法主要有三种包括元素守恒、电荷守恒和电子得失守恒。而对于元素守恒而言，它又包括原子守恒和离子守恒，在化学反应的前后如果原子的种类及个数不发生变化的话，那么我们就可以应用原子守恒法，同样如果离子数目不变的话就应用离子守恒方法，通过这种守恒的方法，计算出结果。

应用电荷守恒主要是因为在中性的体系中，正电荷和负电荷的数量是相等的，我们经常使用这种方法推断溶液中离子浓度的关系。电子得失守恒主要应用在氧化还原反应之中，在氧化出结果。

结语

在化学解题的过程中应用建模法，能够把复杂的问题简单化[2]，帮助我们抓住问题的本质，使抽象的事物具体化，此外在应用建模法的过程中还能够提高学生分析问题、解决问题的能力，使学生的化学素养得到全面提高。

化学建模论文:建模思想在高三化学复习中的应用

一、高三化学复习建模的理论基础

1.模型及建模的概念

模型是科学认知的一种特殊形式，它具有独特的性质。同时模型也是一种帮助人们实现认知的工具，它可以以某种程度的类似去再现一个系统，并作为这个系统的代替物出现在人们的认知过程中。人们可以通过模型这个代替物，获得原物的相关信息，所以人们称这种方法为建模。

利用化学知识去解决实际问题，事实上就是一个建模的过程，利用化学语言和方法去再现需要解决的问题，这种化学表述就是一个化学模型。模型是对真实系统的抽象和简化，可以根据研究的目标撇开真实系统中的一些非重点因素，人为地简化真实系统，突出研究对象。人们利用模型可以捋顺千头万绪的知识点，使其模式化、网络化。

2.建模思想的应用对高三化学复习的意义

任何一门学科的知识都是有序可循的，在人类认知发展的过程中，知识按照一定的结构方式形成框架，虽然知识点冗繁纷乱，但是终究有一个逻辑关系将他们梳理成为一张知识网络，学习者只要掌握好这个网络的框架，就可以对这门学科形成一个系统性的认知，方便掌握与灵活运用。高中化学学习中，知识点多而零散，题型灵活，变化多端。在很多学生的眼里，化学好学，但是不好考，就是因为他们没有形成对高中化学知识的系统性认知，难以完成知识点的融合以及灵活提取，面对稍微复杂一点儿的习题就会毫无头绪。所以引入建模思想的实质就是帮助学生认识零散知识点的内在规律，帮助学生整合知识脉络，提高复习效率。

二、建模思想在化学复习中的应用

建模思想在化学复习中的应用很广泛，以“氧化还原反应”的模型可以统领原电池和电解的复习；以“总数=分数×每份数”的模型可以统领物质的量及其相关物理量的复习；以“化学平衡”的模型可以统领可逆反应平衡、弱电解质的电离、盐类水解、沉淀溶解平衡等知识的复习；等等。总之，通过化学建模，将零散、难记的知识点更加本质化，方便应用，便于提取。这样一来，学生就可以运用知识灵活解题，解题过程也将更趋于规范化，这些益处将充分地体现在高考的过程当中。下面笔者通过一些实例，来探讨建模思想在高三化学复习中的应用。

1.应用建模思想使知识网络化、系统化

（1）概念图

高三阶段的复习方法很多，多数复习方法都致力于将知识系统化，如概念图、网络图等，希望通过知识梳理，方便学生记忆和理解。事实上这些方法也是建模的一种形式，比如概念图，就是讲关于某一主题的不同级别的概念和命题置于同一平面中，然后以连线的方式来说明不同级别概念之间的从属和联系。将一个大型的概念拆分成不同的组成部分，而这些组成部分就是学生需要理解和记忆的知识点。以有机反应为例，其概念图可以表示如下。

一个概念被细分成为若干个概念，这在某种程度上也是对有机反应的一种构建，用一个简单的结构，阐述了有机反应的实质，明确了这一知识内容中所有的知识重点，不复杂，不零散，非常适合复习过程中整理知识点。

（2）网络图

概念图着重于分解一个概念的重要组成部分，而网络图着重于梳理不同内容之间的关系。与概念图的层级关系不同，网络图中的各个元素没有层级之间的联系，也不存在从属关系，而是表现出在一个化学表述中，各个元素之间的联系。比如，有关氮及化合物知识网络图可以表示为：

网络图表现出一个化学过程中各个元素相互作用的关系，网络图更有利于学生理解化学反应的过程和实质。

（3）对比图

对比就是讲相近、相似或者相关的概念，以图表的形式进行对比，目的在于寻找这些概念之间的差异，便于区分，避免混淆。鉴于高三阶段是对高中所学化学知识的整合，所以很多概念出现的时间不同，不容易产生联系，相似的概念也不容易区别。所以，利用对比，将所有相似、相近、相关的概念进行整合，熟悉概念之间的联系与差别，比如同位素、同系物、同素异形体、同分异构体等概念，用图表的方式进行对比，使得相似概念能够得到区分，在学生的脑海里形成独立的认知。这不仅是对各个知识点的巩固，也是对概念理解的升华。

2.建立模型使化学知识形式化、规律化

很多化学知识都很抽象、难记、难以利用。往往学生接触到的只是现象的表面，一旦深入到实质便是一片空白。形式表达模式是指将这些抽象的知识具体化，形成一般规律，并用学生可以接受的化学语言表达出来。比如：CxH4气态烃在100℃以上完全燃烧时，反应前后气体体积不变。这是一个一般规律，可以直接应用到解题之中。

3.建立模型，使解答过程模式化、格式化

很多生学在解答化学问题时，因为没有清晰的思路，不知道从哪里下手，总是想起什么写什么，导致卷面呈现出一种逻辑混乱状态。之所以会出现这样的情况，是因为学生在日常学习中就没有形成模式化、规范化的解题习惯。从应试角度来看，解题都是有模式可循的，而模式的基础源于解决问题的思路，如果能够掌握好解决问题的思路，形成模型以及解题的模式，不仅能明晰解题思路，自动屏蔽无效内容，还能降低试题难度，提高解题效率。

例如：乙二酸（HOOC—COOH），其主要物理常数如下：

已知：草酸钙不溶于水。

又知草酸分解的化学方程式为H2C2O4175℃H2O+CO2+CO，

为了验证草酸受热分解及其产物，用下图装置进行实验，有人指出该装置存在不合理之处，请你根据草酸晶体的某些物理常数和实验目的，指出用该装置进行实验可能存在的不合理因素的主要原因。

事实上此类问题就可以通过建模的形式去寻找解题的一般规律。此类问题属于化学实验方案设计及评价类问题。判断是否合理可以从以下四个方面出发：

（1）科学性。实验方案是否符合实验原理、实验操作和方法的要求。（2）

安全性。一方面检验是否会对人身造成伤害，一方面检验是否会造成污染。（3）

可行性。化学药品、仪器、设备、方法和现有的条件是否满足试验要求。（4）

简约性。化学实验尽量要求步骤少、时间短、装置简单而且节约实验药品。

从以上四个方面进行判断就可以得出上述装置是否合理及其原因。如果没有一个明确的思路，只是从图片入手，对问题的分析不一定全面。所以说用建模的思想去构建不同类型习题的解答思路，答题就会更加严谨、全面，不会漏答、错答。

4.灌输建模思想，培养学生的自主学习能力

高三阶段，已经没有新的知识点输入，所以高三化学复习仍旧需要学生自主吸收，需要教师通过不同的方式，去培养学生的自主学习能力。而建模就是一种好的方法。在复习阶段，教师可以通过对知识内在规律的揭示引导学生自主建模，逐渐养成良好的自主复习习惯。比如针对原电池原理这一知识点，学生可以通过体验、类比、总结等方式建立适合自己的复习模型。当然也可以适当地开发学生的创造能力，在一个知识点的模型建立中融入另一个知识点，拓宽复习的思路，形成一种宏观与微观、独立与联系相结合的复习风格，对一个知识点进行横向与纵向的不同剖析。当然这种创造要因材施教，根据学生的理解能力做出不同等级的模型。

5.精选习题训练，促进学生运用模型，完善模型

近几年，高考试题中不断出现新材料和新背景，这已经成为高考命题的一个趋势，大部分教师也会根据这个趋势去预测和精选习题。在近几年的高考中，有一类题型，题目长，信息量大，需要学生迅速去提取有效信息，如果大量信息全部吸收，不仅浪费考试时间，还可能会出现时间不够、答题不全的现象。使建模思想便有了用武之地。模型的实质就是剔除研究对象中的次要因素，使学生一眼就可以看到题目中的主要信息，做到快速审题。当然，模型建立需要大量的习题来支撑和验证。这就需要教师对习题进行精心选择。教师要精选典型习题，将一类习题的所有变式总结出来，建立模型，反复总结，反复验证，并在这个过程中总结出此类考题的考点、考查范围、解题技巧和注意事项，做到少而精、少而深，将建模思想运用到极致。

利用建模思想的这种复习方法虽好，但是在引导学生自主建模的过程中要注重因材施教，因为经历了高一、高二两年的学习过程，学生的基础有了很大的差别，可以要求基础较好的学生在知识点梳理的基础上，进行联系上的创新，而对于基础稍差的学生，还是先从知识点梳理开始，不能一蹴而就。争取在复习阶段使不同程度的学生都能实现一个高度上的提升，为高考取得满意的成绩打好基础。

化学建模论文:建模法在化学反应原理教学中的应用

摘要：建模法是一种高效的教学方法，文章阐述了其内涵、意义及其在化学反应原理教学中的应用。运用建模法可以有效提高高中化学课堂教学的实效性，化解学习难点，提高课堂教学效率。

关键词：建模法；化学反应原理；原电池原理

化学反应原理是化学课程中的难点，很抽象，学生难于理解和掌握，虽然在教学中有实验演示、动画模拟等多种教学手段帮助学生学习和感知，但是在具体的问题和练习中，仅靠想象和理解，难免不出差错。如果我们在教学过程中巧妙地运用建模法帮助学生去建立典型模型，深化理解原理，复杂的问题就会简单化。本文通过原电池原理的课堂教学举例，来阐述建模法在化学反应原理中的具体应用方法。

一、建模法内涵及其意义

建模法就是利用化学模型解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简化、假设等处理过程后，将某类实际问题用具体方式表达，建立起化学模型，然后运用类比的方法对具体问题进行处理，找出解题的方法和思路。其认识的过程如下：

1．建模法由具体事例出发，通过抽象、概括建立典型模型，从而深化理解化学原理，并用来解决实际问题，符合认知规律，即由学生的感性认识上升到理性认识，再由理性认识来指导实践，并且在实践中检验、纠正对原理的理解。

2．青少年学生的形象思维活跃，但抽象思维尚未成熟，所以对抽象的原理理解具有一定的难度。而建模教学法正是通过对抽象的原理建立具体的模型来帮助学生理解原理，达到化繁为简、化难为易的效果。

3．在建模法应用过程中必须遵循由个体到一般、由典型到普遍，由易到难、由简单到综合的螺旋式上升的原则，使教学模型通过学生的讨论、思考在脑海不断清晰并逐渐内化，忌不顾客观规律、盲目提高难度，结果适得其反。

二、建模法在原电池原理教学中的应用

1．呈现事例，引导学生理解原电池原理

在教材铜锌原电池装置中，由于锌是活泼金属，容易失去电子，发生氧化反应，作为原电池的负极。锌棒失去的电子沿导线流到铜棒表面，然后溶液中的Cu2+在铜棒的表面上得到电子，发生还原反应，不活泼金属铜作为原电池的正极。在溶液中，由于铜棒上聚集了电子，所以，溶液中阳离子移向铜棒（正极）；锌棒附近产生了大量的Zn2+离子，吸引溶液中的阴离子，所以阴离子移向锌极（负极）。阴阳离子的定向移动从而在溶液中形成了由锌棒指向铜棒的电流。原电池中外电路的电流是由电子的定向移动传导，内电路的电流是由自由离子的定向移动传导，内电路的电流与外电路的电流方向相反，并因此形成一个闭合的回路。在应用中我们可以将实际问题与铜锌原电池这个模型相对照，问题就会迎刃而解。

2．认识提升，引导学生建立原电池模型

（1）确定原电池电极

方法一：根据电极材料的性质确定，一般情况下：

①对于金属——金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；

②对于金属——非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；

③对于金属——化合物电极，一般金属是负极，化合物是正极。

方法二：根据电极反应的本身确定

失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。

（2）确定电极反应及其产物

负极：还原性物质发生氧化反应，同时需要考虑溶液中的微粒参与电极反应，如：

①活泼金属做负极反应物：M-ne-=Mn+［若在碱性条件下则为：M-ne-+nOH-=M（OH）n］

②氢气做为负极反应物，若溶液为酸性或中性，则为H2-2e-=2H+，若溶液为碱性，则为H2-2e-+2OH-=2H2O

③甲烷燃料电池（用熔融KOH做电解质）：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

……

正极：氧化性物质发生还原反应，同时要考虑电解质溶液的性质，如：

①非氧化性酸：2H++2e-=H2

②不活泼金属盐溶液：Mn++ne-=M

③中性、弱酸性条件下氧气为正极反应物：2H2O+O2+4e-=4OH-

④酸性条件下氧气为正极反应物：4H++O2+4e-=2H2O

……

经过对课本中具体事例的理解、概括和深化，我们可以建立原电池的典型模型如下：

3．举例应用，引导学生运用类比的方法解决实际问题

例如：新型的质子交换膜二甲醚燃料电池有较高的安全性。电池总反应为：CH3OCH3+3O2＝2CO2+3H2O，电池示意图如下,下列说法不正确的是（

）

A．a极为电池的负极

B．电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极

C．电池正极的电极反应为：4H++O2+4e-=2H2O

D．电池工作时，1mol二甲醚被氧化时就有6mol电子转移

要解决上述问题，我们可以从模型中找到方法。因为二甲醚在反应过程中失去电子，发生氧化反应，所以通入二甲醚的电极为负极，在电极反应中碳元素由-2价被氧化为+4价，所以电极反应可表示为：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；氧气在反应过程中得到电子，发生还原反应，所以通入氧气的电极为正极，其电极反应可表示为：3O2+12H++12e-=6H2O。反应过程中，质子向正极移动，电流由b极沿导线经灯泡再到a极。1mol二甲醚被氧化时就有12mol电子转移。所以上题的答案应为D。

总之，建模法是化学反应原理教学中最为有效的方法之一，它是通过学生对已有学习经验的归纳、总结，由感性认识上升到理性认识，建立具体模型，再用具体模型与实际问题相类比，达到解决问题的一种高效的教学方法。不光在原电池原理的课堂教学中建模法有着重要作用，在电解、化学反应速率和化学平衡、盐类的水解、难溶电解质的溶解平衡等其他原理的课堂教学中同样会起到重要作用。建模法能有效地提高化学课堂的教学效益，化解学生学习上的难点，有利于学生理解化学反应原理，提高学习的效率和成绩。

化学建模论文:建模法在化学平衡中的应用

化学平衡是中学化学重要的基本理论知识之一，也是高考中重点考查的内容，从近几年的高考试题可以看出有逐年升温的趋势。由于化学平衡内容抽象，学生较难理解，如果我们能建立具体的思维模型，则可使问题简单明了化。建模法就是一种能把复杂的化学问题以形象、具体、直观的形式呈现，使学生的思维得以发展，问题得以解决的思维方法。下面就结合我近几年教学中的感受浅谈一下建模法在化学平衡中的应用。

一、模型的建立

模型是根据实物、图样或设想按比例生态或其他特征制成的样品。著名科学家钱学森认为：“模型，就是通过我们对问题的分析、利用我们考察来的机遇，吸取一切主要因素，略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。”我们所要建立的模型就是要把化学平衡状态和化学平衡的移动更具体、直观的表示出来――连通器（U形管）。

化学平衡研究的对象是可逆反应（以下简称原型），而连通器原理研究的对象是连通器（以下简称模型）。连通器的左边液面对应可逆反应的反应物，而连通器的右边液面对应可逆反应的生成物。

二、模型的应用

1、在化学平衡状态中应用。

化学平衡状态是指：在一定条件下，当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物的浓度与生成物的浓度不再随时间的变化而发生改变，达到一种表面静止的状态，即化学平衡状态，简称化学平衡。化学平衡实质是一个动态的平衡。

就像连通器中的水一样，当左边进水的速率和右边出水的速率相等时，连通器中左、右两边的液面将不再随时间而发生变化，即达到了一个动态的平衡状态。

2、在外界因素对化学平衡移动的影响中的应用。

化学平衡的移动是指：对于已达到平衡的反应，当外界条件改变时时，原来的化学平衡将被破坏，正、逆反应速率不再相等，混合物里各组成物质的百分含量也将随之发生变化，并在新的条件下建立起新的化学平衡。

就像连通器中的水，当某一边的液面发生变化时，两边的液面不一样高，原有的动态平衡将被破坏，水发生流动，会在新的条件下建立起一个新的平衡状态。此时，两边的液面再次一样高。

2.1、利用连通器原理理解浓度对化学平衡移动的影响。

改变反应物的浓度，就等同于改变左边液面的高度，使得连通器的左右液面高低不同，液体发生流动，也就等同于化学平衡的移动，下面表格详细的说明了这种关系。

2.2、利用连通器原理理解压强对化学平衡移动的影响。

对于有气体参加的可逆反应，当反应达到平衡时，一般来说，改变压强相当于改变了物质的浓度。和浓度对化学平衡的影响一样，在有气体参加的可逆反应如2NO2 N2O4中，增大体系的压强，就相当于在左边增加两份水，而在右边增加了一份水，左边增加的多，液体向右流动，对应原型平衡向右移动。二者具体联系如下：

利用连通器的原理来理解浓度、压强对化学平衡移动的影响，理解起来就显得比较简单了。

对于温度对化学平衡移动的影响很难通过连通器的原理进行解释，我们可以构建出“温度对NaCl的溶解和结晶的影响”这一模型来加以分析，这样就使温度对化学平衡移动的影响更加形象化和具体化，更易于学生接受和理解。

综上所述，如何在日常教学中充分的利用直观的模型来理解抽象难懂的概念和原理，以取得良好的效果，突破教学中的重点和难点，还值得我们去更深入的思考和研究。