高中化學(xué)解題中建模思想的應(yīng)用

賈樂

摘 要： 高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)繁多而零散，難度還較大，要求學(xué)生具有更加清晰的判斷能力與邏輯思維能力，他們?cè)诮忸}中通常出現(xiàn)耗時(shí)較長(zhǎng)、因粗心大意做錯(cuò)以及思維混亂等現(xiàn)象，面對(duì)這一不利局面，掌握解題巧妙相當(dāng)有必要.高中化學(xué)教師在解題教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)幫助學(xué)生正確應(yīng)用建模思想，使其充分理解化學(xué)題目的實(shí)質(zhì)，幫助他們規(guī)范解題思路，提高解題的正確率.

關(guān)鍵詞： 建模思想;化學(xué)解題;高中化學(xué)

中圖分類號(hào)： G632 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? 文章編號(hào)： 1008-0333（2021）16-0098-02

在高中化學(xué)解題教學(xué)中，合理利用建模思想，讓解題更加高效輕松，筆者從以下五個(gè)方面進(jìn)行闡述.

一、有機(jī)結(jié)合知識(shí)模型，應(yīng)用建模思想解題

建模思想強(qiáng)調(diào)的是基于整體視角切入，需要多整個(gè)知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理，明確各個(gè)知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系.在高中化學(xué)解題教學(xué)中，為有效應(yīng)用建模思想，首先要把知識(shí)與模型有機(jī)結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，將化學(xué)理論知識(shí)融入到模型中，把化學(xué)題目變得更加具體與直觀，使其搜索記憶庫(kù)中儲(chǔ)存的知識(shí)，快速確定解題方向，讓他們借助建模思想順利解題.

例如，在學(xué)習(xí)酸與堿的中和反應(yīng)時(shí)，教師先結(jié)合中和反應(yīng)的概念列舉一些生活實(shí)例來講解，引領(lǐng)學(xué)生聯(lián)想到實(shí)際生活中存在的大量中和反應(yīng)，如：用熟石灰改良酸性土壤和處理酸性污水;制松花蛋的堿性物質(zhì)使松花蛋有澀味，可以使用醋將澀味除掉;采用肥皂水中和蜂毒;使 用胃舒平中和胃酸;等，讓他們建立“酸+堿=鹽+水”的模型.之后，教師設(shè)置題目：從中和反應(yīng)角度分析清晰羽絨服的原理，學(xué)生將會(huì)聯(lián)想到構(gòu)建的酸堿中和反應(yīng)模型，使其以小組為單位，用常見的小蘇打和白醋操作實(shí)驗(yàn)，把這兩種試劑按照適當(dāng)濃度制作成溶液，先使用小蘇打溶液清晰臟污處，再利用白醋溶液涮洗，最后采用清水沖洗干凈，要求他們認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合中和反應(yīng)模型順利解題.

上述案例，教師充分運(yùn)用實(shí)際生活中素材，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真分析這些生活現(xiàn)象中的化學(xué)知識(shí)，使他們先初步建立模型，再嘗試完善模型，將解題思路變得具體清晰，求出正確答案.

二、合理應(yīng)用建模思想，學(xué)生快速找到答案

在高中化學(xué)解題教學(xué)中，學(xué)生普遍認(rèn)為化學(xué)題目比較抽象，很難找到規(guī)律所在，他們?cè)诜治雠c解答中難以形成系統(tǒng)化流程，導(dǎo)致錯(cuò)誤頻出，影響學(xué)習(xí)化學(xué)的自信.這時(shí)教師可指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用建模思想來解題，尤其是在遇到一些難度系數(shù)一般的題目時(shí)，通過建模思想能夠幫助他們快速找到答案，不僅可以強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解，還能夠改善解題水平.

例1 ?在常溫環(huán)境下，三氯化鐵溶于適量的蒸餾水，能夠形成低濃度的氫氧化鐵膠體，那么下列敘述正確的是（ ?）.

A.由FeCl3三氯化鐵到Fe（OH）3氫氧化鐵膠體，中間沒有發(fā)生任何化學(xué)變化

B.三氯化鐵溶液和氫氧化鐵膠體中的分散質(zhì)顆粒直徑大小一樣

C.能夠使用丁達(dá)爾現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)來鑒別三氯化鐵溶液和氫氧化鐵膠體

D.三氯化鐵能用來當(dāng)作凈水劑使用

解決這一題目時(shí)，教師指導(dǎo)學(xué)生使用建模思想，選項(xiàng)A，結(jié)合題意得知有新物質(zhì)生成，所以有化學(xué)變化發(fā)生，故錯(cuò)誤;選項(xiàng)B，應(yīng)把液體和膠體的特點(diǎn)建立成模型作對(duì)比，發(fā)現(xiàn)答案錯(cuò)誤;選項(xiàng)C，依據(jù)液體和膠體的特點(diǎn)構(gòu)建模型，判斷出該選項(xiàng)正確;選項(xiàng)D，應(yīng)當(dāng)把所有具有凈水功能的物質(zhì)建立一個(gè)模型，發(fā)現(xiàn)D正確.

在上述案例中，學(xué)生合理應(yīng)用建模思想分析和解答題目，將解題過程變得極為簡(jiǎn)單，中間將省去很多繁瑣的步驟，他們不僅可以快速找到答案，還能夠有效減少錯(cuò)誤現(xiàn)象的出現(xiàn).

三、科學(xué)使用建模思想，規(guī)范學(xué)生解題思路

在高中化學(xué)教學(xué)過程中，解題教學(xué)相當(dāng)關(guān)鍵，既能檢測(cè)學(xué)生掌握知識(shí)的情況，深化理解與記憶，還可讓他們擁有運(yùn)用所學(xué)知識(shí)處理問題的機(jī)會(huì)，為將來的考試做準(zhǔn)備.要想有效提升學(xué)生的解題水平，教師可指引學(xué)生科學(xué)使用建模思想分析題目，有條理的整理思路，形成更為規(guī)范的解題模式，使其應(yīng)用建模思想以不變應(yīng)萬(wàn)變，選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}方法.

例2 ?這里有2瓶硫酸，濃度不相同，把質(zhì)量相同的硫酸混合后，得到溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，當(dāng)體積相同混合時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)則為b%;利用濃度不相同的氨水做同 樣操作，質(zhì)量一樣混合時(shí)得到溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也是a%，等體積混合時(shí)則為c%，請(qǐng)判定a、b、c的大小關(guān)系.

解析 ?學(xué)生知道硫酸濃度越大，密度也越大，氨水是濃度越小，密度越大，假設(shè)m濃硫酸=m稀硫酸1+m稀硫酸2，V濃硫酸=V稀硫酸1+V稀硫酸2，m稀氨水=m濃氨水1+m濃氨水2，V稀氨水=V濃氨水1+V濃氨水2，通過圖1所示模型展示溶液的各種混合情況，學(xué)生仔細(xì)觀察和研究后發(fā)現(xiàn)，在硫酸溶液中的得出b%>a%，再結(jié)合氨水溶液的情況發(fā)現(xiàn)c%a>c.

這樣學(xué)生在分析與處理有關(guān)溶液激起質(zhì)量分?jǐn)?shù)的試題時(shí)，如果運(yùn)用平常的方法很難找到突破口，通過建立溶液混合的模型可以幫助他們掌握問題的本質(zhì)，使其解題思路更加規(guī)范.

四、巧妙運(yùn)用建模思想，適當(dāng)加快解題速度

在高中化學(xué)解題教學(xué)中，為幫助學(xué)生順利解題，需用到一定思想方法，建模思想就是其中之一，把建模思想運(yùn)用至高中化學(xué)解題中可以幫助學(xué)生形成規(guī)范的解題思路，使其理解化學(xué)問題的實(shí)質(zhì).

教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生巧妙運(yùn)用建模思想解題，使其在處理題目過程中找準(zhǔn)題目之間的關(guān)系與規(guī)律，準(zhǔn)確使用化學(xué)公式，適當(dāng)降低題目難度，讓他們快速解題.

例3 ?現(xiàn)有2個(gè)容積相同的容器甲和乙，里面有質(zhì)量相同的二氧化硫與氧氣，在恒溫下發(fā)生以下反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3，且處于平衡狀態(tài)，反應(yīng)發(fā)生以后甲容器的容積和乙容器中的壓強(qiáng)沒有變化，假如甲容器中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為p%，乙容器中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率和甲容器相比誰(shuí)大誰(shuí)?。?/p>

學(xué)生可采用建模思想，因?yàn)閯t是一個(gè)氣體與氣體之間發(fā)生的反應(yīng)，恒壓時(shí)保持平衡，也就是說以容積恒定為基礎(chǔ)加壓，他們思考、討論后可以發(fā)現(xiàn)乙容器中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率要比p%大.接著，教師設(shè)計(jì)變式訓(xùn)練：在恒溫與恒容的條件下，將1mol的三氧化硫氣體注入到一個(gè)容積為1L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO3 2SO2+O2，當(dāng)平衡后再注入1mol的三氧化硫，其轉(zhuǎn)化率有什么變化？學(xué)生根據(jù)等壓壓縮模型發(fā)現(xiàn)增加三氧化硫，就相當(dāng)于在增大壓強(qiáng)，則轉(zhuǎn)化率就會(huì)變小，使其把題目迅速處理掉.

對(duì)于上述案例，教師指引學(xué)生巧妙運(yùn)用建模思想分析和解答題目，將解題過程由復(fù)雜變得簡(jiǎn)單，不僅能夠有效加快他們的解題速度，還可以降低錯(cuò)誤率，最終提升解題的正確性.

五、靈活構(gòu)建多元模型，輔助學(xué)生高效解題

由于高中化學(xué)涉及到知識(shí)點(diǎn)較多，能夠建立的化學(xué)模型也有很多，包括：化學(xué)式子模型、反應(yīng)類型模型、反應(yīng)過程模型和溶液混合模型等，不同知識(shí)類型所對(duì)應(yīng)的模型也不同.所以，在高中化學(xué)解題教學(xué)中應(yīng)用建模思想時(shí)，教師應(yīng)指引學(xué)生根據(jù)化學(xué)理論知識(shí)靈活構(gòu)建多元化的模型，再根據(jù)具體題目有的放矢的選擇和運(yùn)用模型思想，最終輔助他們高效率的解題.

例4 ?寫出以下兩個(gè)水解反應(yīng)的方程式：NH2Cl+H2O→，Al4C3+H2O→.

水解反應(yīng)屬于高中化學(xué)中一個(gè)十分關(guān)鍵的反應(yīng)類型，常見的有鹽類、金屬氮化物、鹵素互化物、鹵代烴及酯的水解等，學(xué)生需先掌握水解反應(yīng)的定義，并用自己的話來描述：當(dāng)水和另外一種化合物發(fā)生反應(yīng)時(shí)，該化合物會(huì)分成兩個(gè)部分，水中的氫離子加入到其中一部分，而羥基（—OH）則加到另外一個(gè)部分，將會(huì)生成兩種或兩種以上新物質(zhì).使其結(jié)合其它類似反應(yīng)發(fā)現(xiàn)與總結(jié)水解反應(yīng)的規(guī)律，建立出相應(yīng)的模型，如圖2所示：水解物質(zhì)中通過帶正電微粒+OH-與帶負(fù)電微粒+H+變成H2O.隨后利用模型分析上述題目，得到：NH2Cl+H2O→NH3+HCl，Al4C3+H2O→4Al（OH）3↓+3CH4↑.

上述案例，在化學(xué)反應(yīng)類的題目中內(nèi)容復(fù)雜、抽象，教師指導(dǎo)學(xué)生通過圍繞水解反應(yīng)構(gòu)建模型，將問題有復(fù)雜變得簡(jiǎn)單，還顯得有規(guī)律可循，讓他們深層次理解水解反應(yīng)的實(shí)質(zhì).

總之，在高中化學(xué)解題中應(yīng)用建模思想，是提升解題速度與準(zhǔn)確度的有效方法，教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)一系列高質(zhì)量的練習(xí)題，為學(xué)生提供大量運(yùn)用建模思想解題的機(jī)會(huì)，使其在練習(xí)中逐步提升熟練度，讓他們的思維變得更加深刻、靈活、敏捷、獨(dú)立與廣闊.

參考文獻(xiàn)：

[1]王榮澤.建模思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（教研版），2017（05）：12+7.

[2]楊鎰濤，周鑫.幾種建模思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].理科考試研究（高中版），2016，23（2）：88.

[責(zé)任編輯：季春陽(yáng)]