發布時間：2022-04-12 09:51:31
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇化學建模論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【摘要】高中化學的教學目標是培養學生的科學素養，要培養學生的科學素養，就要提高學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，就會使問題簡單化。但建模法在高中化學教學中并未得到應有的重視，本文就此探討了建模法在高中化學教學中的應用和實踐。
【關鍵詞】建模法 高中化學 應用 實踐
1.前言
化學是以原子、分子為基準研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然科學。高中化學作為科學教育的重要組成部分，其最終目標是為了培養學生的科學素養，提高學生分析和解決問題的能力。建模法在科學研究中始終發揮著重要作用，但是在高中化學教學中鮮少被應用，學生不僅缺乏建構模型的意識，教師對模型的認識也仍停留在表面，沒有認識到其對培養學生科學素養的重要意義。
2.建模法的構建過程
2.1 感受模型
一般情況下，學生從初中開始接觸化學，但是高中化學內容才是化學學科的基礎，建模法的應用與實踐也是在高中化學中才有所體現。建模法構建過程的第一步是感受模型，在化學教學中應注重發覺學生的模型思想。模型在解決問題中具有直觀形象的特點，有助于學生更好的理解化學問題。例如在新人教版《化學反應原理》中的第二章關于水溶液的離子平衡內容，教師通過建構模型展示溶液PH值的變化規律，使抽象的問題具象化，能夠加深學生的記憶，從而提高課堂的有效性。
2.2 領悟模型
學生在培養起建模意識后，應學會理解和領悟模型。建構主義論認為知識不是由教師傳輸得到的，而是學生在一定的社會背景下，借助教師和學習伙伴的幫助，并利用學習資料，通過自主主義的建構而得到的。化學建模關鍵是體現在“建”字，是學和用的綜合統一。在領悟模型的過程中，教師更多的是充當一個引導者的角色，鼓勵學生有創造性的想法。例如在原子結構的講解中，教師可以采用類比的方法，通過數據反映的特征建立原子結構模型。學生可以發揮想象，在領悟中掌握原子的性質和活動規律。
2.3 應用模型
教師在化學課堂教學中，可以引導學生設計和制作實物模型，在學習中嘗試利用模型進行實踐活動。應用模型階段是學生把抽象化的理論知識轉化為具體實物的階段，學生在建構模型中可以體會到事物的本質規律。應用模型可以幫助學生形成化學概念理解和鞏固化學知識，培養觀察分析問題的能力，也可以對各知識點之間的銜接和遞進有一個較為清晰的了解。從而提高學生解題過程中的正確度：離子濃度問題作為高考的熱點，其內容同樣抽象，為了減輕學生的思維量，使其思維有序化，學生可以通過建立“三大守恒”模型解決相關問題，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，看到等式，學生應聯想該題中“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 評價模型
建構模型的最后一個環節是進行評價和反思。在進行化學建模教學設計中，教師需要不斷考量建模過程中的策略是否正確，已完成的建構模型是否科學合理。對模型進行評價能夠使教師做到具體問題具體分析，根據學生的認知策略進行教學調整，從而提高學生的認知水平。例如化學元素周期表是學生學習化學的基礎，教師可以要求學生自己動手制作并進行課堂展示。隨后要求學生進行互評，在評價中加深對化學元素周期的掌握。
3.建模法教學實踐
3.1 概括歸納
概括歸納是人們在化學研究中廣泛應用的思維方法，化學中的很多定律和公式都是通過概括歸納得出的。它是一種由個別到一般、從特殊到普遍，從經驗事實到事物內在規律性的認識手段和模式。在高中化學教學中，學生通過體驗建模的全過程可以對模型的建構和運用有一個整體的認識，遇到類型化的問題可以快速的作答。但是，教師一定要注意學生不能一味的生搬硬套，題目是不斷變化發展的，學生缺乏應用模型解決新問題的能力有可能是大致過程對，結果得出截然相反的結論。
3.2 聯想遷移
學生在具有建模意識并掌握了一些思維模型后，通過聯想大腦中已有的模型，運用分析、綜合、比較、論證的方法進行遷移變換，最終創造掌握新的模型。這種聯想遷移的方法能夠培養學生獨立解決問題的實踐能力和化學思維能力。運用聯想遷移進行建模對學生的綜合能力要求比較高，需要教師在日常教學中層層滲透，全面提高學生的遷移建模能力，在新知識與原有知識之間建立起可遷移條件。聯想遷移法能夠提高學生的學習效率，一旦學生在大腦中建立遷移建模反射，在遇到新問題時能夠充分發揮積極主動性，自主解決問題。
3.3 接受模仿
接受模仿是化學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生解決較難的問題。由于學生的認知水平和學習基礎存在差距，大部分學生面對難題和陌生題目時毫無頭緒、無法下筆，這個時候需要教師運用接受模仿法。例如在人教版化學教材中關于氧化還原反應中氧化性和還原性強弱的比較一章節中，教師首先建立解題思維模型，以便學生模仿應用。學生可以根據黑板上的解題思維模型順利得出答案。接受模仿可以節約課堂時間，但是教師在教學中起主導作用，不利于提高學生自主建模能力的提高。
4.結語
綜上所述，在高中化學教學中教師應有意識的讓學生感受到建模的重要性，并加強學生建構模型的能力培養，這有助于學生和老師研究化學問題的科學合理性。新課程要求在教學中應以學生為主體，教師充分發揮引導作用，新課標的教材中的抽象化的化學知識相對增加，降低了高中化學教學成效。而模型教學能夠充分發揮學生的主體作用，培養學生解決問題的能力和整體科學素養，符合我國素質化教育的趨勢。
摘 要： 建模法在高中化學教學過程中應用得比較多，對其合理利用能有效提高解題效率。為此，作者實結合踐教學經驗，就建模法在高中化學教學中的應用問題進行了分析。
關鍵詞： 高中化學教學 建模法 應用 動力
引言
建模法主要是通過化學模型解決相應的問題，我們通過一些具體的模型區解決一些實際問題，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誤。為此，筆者就建模法在高中化學中的應用問題進行以下探討分析。
1.建模法的教學意義
在化學學習的過程中，我們經常會使用一些化學模型解決實際問題，這就是建模法。建模法需要從一個具體的事例出發，通過抽象概念建立起相應的模型，幫助學生對化學原理進行深入理解，從而解決實際的問題。這樣的過程是符合我們的認知規律的，在這個過程中，學生逐漸從感性認識上升到理性認識，形成理性認識之后才能夠對自己的實踐進行指導。高中生的思維比較活躍，但是還沒有形成抽象思維，所以在對一些抽象的概念進行理解的時候，往往會感覺很吃力。建模法很好地解決了這個問題，通過建模法，我們可以對一些抽象的概念建立模型，從而幫助我們對原理進行理解，把復雜的問題簡單化[1]。在應用建模法的過程中，我們要由易到難讓學生逐漸理解，此外一定要結合客觀規律，否則會起反作用。
2.建模法在高中化學教學中的應用
2.1關系式法
在實際進行化工生產的過程中，我們經常會遇到多步反應，從原料到最后的產品往往會經過許多步反應，在多步進行的連續反應中，關系式法應用得比較多，多步反應之間相互關聯，第一步反應產生的產物往往是下一步反應的反應物，通過化學方程式我們可以得到反應物與生成物之間量的關系。因此我們可以找出某個中間物質，以它為中介，然后尋求已知物質與所要求的物質之間的量的關系，在化學計算的過程中，關系式法是基本的解題方法，有些化學題目需要多步計算，通過關系式法我們可以把它變成一步計算，這樣就避免了計算過程中的麻煩，簡化了解題的過程，從而降低了學生出現錯誤的概率。
2.2差量法
化學反應前后會發生物質的量的變化，我們可以根據這種變化找到這個理論差值。由于每個化學方程式是不同的所以發生變化的量也就有可能不同，有的是體積發生了變化，有的是壓強發生了變化，這個變化的量的大小跟參加反應的某些量成正比例關系，我們可以通過這種關系把問題簡單化，從而求出相關量。對于一個化學反應來說，各個物質的量之間都有一定的關系，如果我們從里面任意取兩個物質的量，那么當其中一個量增大或減小時，另一個量也會成比例地發生變化，并且兩者之間的差值也會呈現相應的變化。
2.3守恒法
在高中化學的額解題過程中，守恒法的應用是比較多的，化學反應的過程中物質會發生變化，但是某些特定的量是不會發生變化的，我們可以利用這一點求解，從而簡化解題的過程。守恒法不需要我們探究化學反應過程中的某些細枝末節，只需要找守恒關系即可，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。而對于元素守恒而言，它又包括原子守恒和離子守恒，在化學反應的前后如果原子的種類及個數不發生變化的話，那么我們就可以應用原子守恒法，同樣如果離子數目不變的話就應用離子守恒方法，通過這種守恒的方法，計算出結果。
應用電荷守恒主要是因為在中性的體系中，正電荷和負電荷的數量是相等的，我們經常使用這種方法推斷溶液中離子濃度的關系。電子得失守恒主要應用在氧化還原反應之中，在氧化出結果。
結語
在化學解題的過程中應用建模法，能夠把復雜的問題簡單化[2]，幫助我們抓住問題的本質，使抽象的事物具體化，此外在應用建模法的過程中還能夠提高學生分析問題、解決問題的能力，使學生的化學素養得到全面提高。
一、高三化學復習建模的理論基礎
1.模型及建模的概念
模型是科學認知的一種特殊形式，它具有獨特的性質。同時模型也是一種幫助人們實現認知的工具，它可以以某種程度的類似去再現一個系統，并作為這個系統的代替物出現在人們的認知過程中。人們可以通過模型這個代替物，獲得原物的相關信息，所以人們稱這種方法為建模。
利用化學知識去解決實際問題，事實上就是一個建模的過程，利用化學語言和方法去再現需要解決的問題，這種化學表述就是一個化學模型。模型是對真實系統的抽象和簡化，可以根據研究的目標撇開真實系統中的一些非重點因素，人為地簡化真實系統，突出研究對象。人們利用模型可以捋順千頭萬緒的知識點，使其模式化、網絡化。
2.建模思想的應用對高三化學復習的意義
任何一門學科的知識都是有序可循的，在人類認知發展的過程中，知識按照一定的結構方式形成框架，雖然知識點冗繁紛亂，但是終究有一個邏輯關系將他們梳理成為一張知識網絡，學習者只要掌握好這個網絡的框架，就可以對這門學科形成一個系統性的認知，方便掌握與靈活運用。高中化學學習中，知識點多而零散，題型靈活，變化多端。在很多學生的眼里，化學好學，但是不好考，就是因為他們沒有形成對高中化學知識的系統性認知，難以完成知識點的融合以及靈活提取，面對稍微復雜一點兒的習題就會毫無頭緒。所以引入建模思想的實質就是幫助學生認識零散知識點的內在規律，幫助學生整合知識脈絡，提高復習效率。
二、建模思想在化學復習中的應用
建模思想在化學復習中的應用很廣泛，以“氧化還原反應”的模型可以統領原電池和電解的復習；以“總數=分數×每份數”的模型可以統領物質的量及其相關物理量的復習；以“化學平衡”的模型可以統領可逆反應平衡、弱電解質的電離、鹽類水解、沉淀溶解平衡等知識的復習；等等。總之，通過化學建模，將零散、難記的知識點更加本質化，方便應用，便于提取。這樣一來，學生就可以運用知識靈活解題，解題過程也將更趨于規范化，這些益處將充分地體現在高考的過程當中。下面筆者通過一些實例，來探討建模思想在高三化學復習中的應用。
1.應用建模思想使知識網絡化、系統化
（1）概念圖
高三階段的復習方法很多，多數復習方法都致力于將知識系統化，如概念圖、網絡圖等，希望通過知識梳理，方便學生記憶和理解。事實上這些方法也是建模的一種形式，比如概念圖，就是講關于某一主題的不同級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別概念之間的從屬和聯系。將一個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生需要理解和記憶的知識點。以有機反應為例，其概念圖可以表示如下。
一個概念被細分成為若干個概念，這在某種程度上也是對有機反應的一種構建，用一個簡單的結構，闡述了有機反應的實質，明確了這一知識內容中所有的知識重點，不復雜，不零散，非常適合復習過程中整理知識點。
（2）網絡圖
概念圖著重于分解一個概念的重要組成部分，而網絡圖著重于梳理不同內容之間的關系。與概念圖的層級關系不同，網絡圖中的各個元素沒有層級之間的聯系，也不存在從屬關系，而是表現出在一個化學表述中，各個元素之間的聯系。比如，有關氮及化合物知識網絡圖可以表示為：
網絡圖表現出一個化學過程中各個元素相互作用的關系，網絡圖更有利于學生理解化學反應的過程和實質。
（3）對比圖
對比就是講相近、相似或者相關的概念，以圖表的形式進行對比，目的在于尋找這些概念之間的差異，便于區分，避免混淆。鑒于高三階段是對高中所學化學知識的整合，所以很多概念出現的時間不同，不容易產生聯系，相似的概念也不容易區別。所以，利用對比，將所有相似、相近、相關的概念進行整合，熟悉概念之間的聯系與差別，比如同位素、同系物、同素異形體、同分異構體等概念，用圖表的方式進行對比，使得相似概念能夠得到區分，在學生的腦海里形成獨立的認知。這不僅是對各個知識點的鞏固，也是對概念理解的升華。
2.建立模型使化學知識形式化、規律化
很多化學知識都很抽象、難記、難以利用。往往學生接觸到的只是現象的表面，一旦深入到實質便是一片空白。形式表達模式是指將這些抽象的知識具體化，形成一般規律，并用學生可以接受的化學語言表達出來。比如：CxH4氣態烴在100℃以上完全燃燒時，反應前后氣體體積不變。這是一個一般規律，可以直接應用到解題之中。
3.建立模型，使解答過程模式化、格式化
很多生學在解答化學問題時，因為沒有清晰的思路，不知道從哪里下手，總是想起什么寫什么，導致卷面呈現出一種邏輯混亂狀態。之所以會出現這樣的情況，是因為學生在日常學習中就沒有形成模式化、規范化的解題習慣。從應試角度來看，解題都是有模式可循的，而模式的基礎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，自動屏蔽無效內容，還能降低試題難度，提高解題效率。
例如：乙二酸（HOOC—COOH），其主要物理常數如下：
已知：草酸鈣不溶于水。
又知草酸分解的化學方程式為H2C2O4175℃H2O+CO2+CO，
為了驗證草酸受熱分解及其產物，用下圖裝置進行實驗，有人指出該裝置存在不合理之處，請你根據草酸晶體的某些物理常數和實驗目的，指出用該裝置進行實驗可能存在的不合理因素的主要原因。
事實上此類問題就可以通過建模的形式去尋找解題的一般規律。此類問題屬于化學實驗方案設計及評價類問題。判斷是否合理可以從以下四個方面出發：
（1）科學性。實驗方案是否符合實驗原理、實驗操作和方法的要求。（2）
安全性。一方面檢驗是否會對人身造成傷害，一方面檢驗是否會造成污染。（3）
可行性。化學藥品、儀器、設備、方法和現有的條件是否滿足試驗要求。（4）
簡約性。化學實驗盡量要求步驟少、時間短、裝置簡單而且節約實驗藥品。
從以上四個方面進行判斷就可以得出上述裝置是否合理及其原因。如果沒有一個明確的思路，只是從圖片入手，對問題的分析不一定全面。所以說用建模的思想去構建不同類型習題的解答思路，答題就會更加嚴謹、全面，不會漏答、錯答。
4.灌輸建模思想，培養學生的自主學習能力
高三階段，已經沒有新的知識點輸入，所以高三化學復習仍舊需要學生自主吸收，需要教師通過不同的方式，去培養學生的自主學習能力。而建模就是一種好的方法。在復習階段，教師可以通過對知識內在規律的揭示引導學生自主建模，逐漸養成良好的自主復習習慣。比如針對原電池原理這一知識點，學生可以通過體驗、類比、總結等方式建立適合自己的復習模型。當然也可以適當地開發學生的創造能力，在一個知識點的模型建立中融入另一個知識點，拓寬復習的思路，形成一種宏觀與微觀、獨立與聯系相結合的復習風格，對一個知識點進行橫向與縱向的不同剖析。當然這種創造要因材施教，根據學生的理解能力做出不同等級的模型。
5.精選習題訓練，促進學生運用模型，完善模型
近幾年，高考試題中不斷出現新材料和新背景，這已經成為高考命題的一個趨勢，大部分教師也會根據這個趨勢去預測和精選習題。在近幾年的高考中，有一類題型，題目長，信息量大，需要學生迅速去提取有效信息，如果大量信息全部吸收，不僅浪費考試時間，還可能會出現時間不夠、答題不全的現象。使建模思想便有了用武之地。模型的實質就是剔除研究對象中的次要因素，使學生一眼就可以看到題目中的主要信息，做到快速審題。當然，模型建立需要大量的習題來支撐和驗證。這就需要教師對習題進行精心選擇。教師要精選典型習題，將一類習題的所有變式總結出來，建立模型，反復總結，反復驗證，并在這個過程中總結出此類考題的考點、考查范圍、解題技巧和注意事項，做到少而精、少而深，將建模思想運用到極致。
利用建模思想的這種復習方法雖好，但是在引導學生自主建模的過程中要注重因材施教，因為經歷了高一、高二兩年的學習過程，學生的基礎有了很大的差別，可以要求基礎較好的學生在知識點梳理的基礎上，進行聯系上的創新，而對于基礎稍差的學生，還是先從知識點梳理開始，不能一蹴而就。爭取在復習階段使不同程度的學生都能實現一個高度上的提升，為高考取得滿意的成績打好基礎。
化學平衡是中學化學重要的基本理論知識之一，也是高考中重點考查的內容，從近幾年的高考試題可以看出有逐年升溫的趨勢。由于化學平衡內容抽象，學生較難理解，如果我們能建立具體的思維模型，則可使問題簡單明了化。建模法就是一種能把復雜的化學問題以形象、具體、直觀的形式呈現，使學生的思維得以發展，問題得以解決的思維方法。下面就結合我近幾年教學中的感受淺談一下建模法在化學平衡中的應用。
一、模型的建立
模型是根據實物、圖樣或設想按比例生態或其他特征制成的樣品。著名科學家錢學森認為：“模型，就是通過我們對問題的分析、利用我們考察來的機遇，吸取一切主要因素，略去一切不主要因素所創造出來的一幅圖畫。”我們所要建立的模型就是要把化學平衡狀態和化學平衡的移動更具體、直觀的表示出來――連通器（U形管）。
化學平衡研究的對象是可逆反應（以下簡稱原型），而連通器原理研究的對象是連通器（以下簡稱模型）。連通器的左邊液面對應可逆反應的反應物，而連通器的右邊液面對應可逆反應的生成物。
二、模型的應用
1、在化學平衡狀態中應用。
化學平衡狀態是指：在一定條件下，當一個可逆反應的正反應速率與逆反應速率相等時，反應物的濃度與生成物的濃度不再隨時間的變化而發生改變，達到一種表面靜止的狀態，即化學平衡狀態，簡稱化學平衡。化學平衡實質是一個動態的平衡。
就像連通器中的水一樣，當左邊進水的速率和右邊出水的速率相等時，連通器中左、右兩邊的液面將不再隨時間而發生變化，即達到了一個動態的平衡狀態。
2、在外界因素對化學平衡移動的影響中的應用。
化學平衡的移動是指：對于已達到平衡的反應，當外界條件改變時時，原來的化學平衡將被破壞，正、逆反應速率不再相等，混合物里各組成物質的百分含量也將隨之發生變化，并在新的條件下建立起新的化學平衡。
就像連通器中的水，當某一邊的液面發生變化時，兩邊的液面不一樣高，原有的動態平衡將被破壞，水發生流動，會在新的條件下建立起一個新的平衡狀態。此時，兩邊的液面再次一樣高。
2.1、利用連通器原理理解濃度對化學平衡移動的影響。
改變反應物的濃度，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，液體發生流動，也就等同于化學平衡的移動，下面表格詳細的說明了這種關系。
2.2、利用連通器原理理解壓強對化學平衡移動的影響。
對于有氣體參加的可逆反應，當反應達到平衡時，一般來說，改變壓強相當于改變了物質的濃度。和濃度對化學平衡的影響一樣，在有氣體參加的可逆反應如2NO2 N2O4中，增大體系的壓強，就相當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，對應原型平衡向右移動。二者具體聯系如下：
利用連通器的原理來理解濃度、壓強對化學平衡移動的影響，理解起來就顯得比較簡單了。
對于溫度對化學平衡移動的影響很難通過連通器的原理進行解釋，我們可以構建出“溫度對NaCl的溶解和結晶的影響”這一模型來加以分析，這樣就使溫度對化學平衡移動的影響更加形象化和具體化，更易于學生接受和理解。
綜上所述，如何在日常教學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，突破教學中的重點和難點，還值得我們去更深入的思考和研究。
文章編號：1005－6629(2007)05－0075－03中圖分類號：G632.479 文獻標識碼：B
2006年高考化學江蘇卷第26題體現了建模、用模的思想。原題是這樣的：
利用太陽光分解水制氫是未來解決能源危機的理想方法之一。某研究小組設計了如下圖所示的循環系統實現光分解水制氫。反應過程中所需的電能由太陽能光電池提供，反應體系中I2和Fe3+等可循環使用。
(1)寫出電解池A、電解池B和光催化反應池中反應的離子方程式。
(2)若電解池A中生成3.36L H2(標準狀況)，試計算電解池B中生成Fe2+的物質的量。
(3)若循環系統處于穩定工作狀態時，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，光催化反應生成Fe3+的速率為c mol?L-1，循環系統中溶液的流量為Q(流量為單位時間內流過的溶液體積)。試用含所給字母的代數式表示溶液的流量Q。
本題(3)要求學生從復雜的情境中抓住本質建立化學反應2Fe2++I2 2Fe3++2I-，得出“光催化反應生成I－的速率ν(I-)=ν(Fe3+)=c mol?min-1，化學問題抽象成電解池A中消耗I-的速率應等于光催化反應池中生成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。可見，化學問題抽象成兩個數學等量關系進行建模，要求考生的思維必須具備有序性和深刻性。這種“建模、用模”的思維方式在高中化學中有許多應用。
“模”就是“模式”、“模型”，建模思想就是將復雜的化學問題去非本質的東西，抽象出解決問題的思維方式，即“模”，然后運用這一模式去解決相關問題，它的一般過程可表示為：
“建模、用模”這一思維方式也是建構主義學習理論在化學學習中的極好運用。具體來看，這一規律在高考化學復習中主要有以下幾方面的應用。
1用等量代換法建立“模型”，使與量有關的某些有機題規律化
例1.現有一些只含C、H、O三種元素的有機物，它們燃燒時消耗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式為__________。
(2)某兩種碳原子數相同的上述有機物，若它們的相對分子質量分別為a和b(a
解析：設符合條件的氧化物的化學式為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，對耗氧量和生成CO2的體積均無影響，按此建模思考，得(C2O)n(H2O)m。由于此有機物必須含C、 H、 O， 故m、 n為1時， 相對分子質量是最小的， 化學式為C2H2O2(乙二醛)；符合(C2O)n(H2O)m的兩種有機物，若碳原子數相同，即n值同，而m值不同時，它們的相對分子質量之差(b-a)必為H2O的相對分子質量的倍數，故第二空須填入18。
可見，本題建立的模型為(C2O)n(H2O)m，運用它可以重新設置并解決一系列問題，這類模型的建立有時需要化學中的一些量的關系輔助，如原子質量之間(C～12H、 CH4～O、 4C～3O……)；耗氧量之間(C～2O、 2H～O、 C～4H……)；電子數量之間及價鍵之間的守恒關系。
通過上述例題我們不難看出，用“等量代換法”解這類發散思維有機題的思想模式是：
①從最簡單的有機物烴、含氧衍生物入手，確定代表物。
②依題意，找出C、H、O三者的等量關系，結合代表物和等量關系進行代換。
③根據價鍵法則或有機物的結構特點、性質等，確定符合題意的有機物結構式。
④整個過程體現了有序思維經發散思維到收斂的過程。
4.一定條件下將質量為x g的有機物在O2中完全燃燒，燃燒后全部產物通過足量Na2O2層，過氧化鈉的質量增重Yg, 下列對應關系一定正確的是( )
2運用數學方法建模，使化學問題解決快速化
作為工具學科，數學對化學問題的解決起到了很好的輔助作用，高中化學經常運用到的數學方法有：應用數軸幫助解決討論型化學計算題，商余數、代數方程、不定方程、平均值法、不等式、數學歸納法、極限、排列組合、平面幾何、立體幾何、待定系數法配平方程式、數形結合思想等。
自20世紀90年代以來，芳-炔類大環化合物的研究發展十分迅速，具有不同分子結構和幾何形狀的這一類物質在高科技領域有著十分廣泛的應用前景。合成芳-炔類大環的一種方法是以苯乙炔(CHC― )為基本原料，經過反應得到一系列的芳－炔類大環化合物，其結構為：
(1)上述系列中第1種物質的分子式為______。
(2)已知上述系列第1至第4種物質的分子直徑在1～100nm之間，分別將它們溶解于有機溶劑中，形成的分散系為________。
(3)以苯乙炔為基本原料，經過一定反應而得到最終產物。假設反應過程中原料無損失，理論上消耗苯乙炔與所得芳炔類大環化合物的質量比為____________。
(4)在實驗中，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，通過加成、消去反應制得。寫出由苯乙烯制取苯乙炔的化學方程式(所需的無機試劑自選)_________。
3建立模型，使知識儲備、問題解決方略序列化
例3.運用一定的知識整理的方法，將NH3、N2、NO、NO2、HNO3、MNO3的結構、性質、制備、用途作一歸納。
歸納方法可用樹狀分類法、價態轉化法、列表對比法等，此外還有以下一些模型：
相同、相異概念的對比、分析圖表；相似問題歸類化如電解質溶液中離子濃度大小比較，可抓住電荷守恒和物料守恒；pH的計算(酸性，先求C(H+)，再求pH；堿性，先求pOH，再求pH)等。
當然，在解答具體問題時，有一些方略也要序列化的，如：解答化學實驗鑒別題時，抓住“操作現象結論”三步曲；推斷題抓住“題眼嘗試結論驗證”四過程；計算題抓住“思路分析解題過程檢驗核對”三步驟；實驗方案評價題強調“科學、安全、可行、簡約”四原則等等。這些都是規范答題并提高得分率的有效方略模式。
化學建模方法是認知主體在一定目的指引下，運用“宏觀―微觀―宏觀”的思維模型，對宏觀化學現象在微觀層面上進行的本質要素提煉來構建新形式的模型，并通過模型所能提供的特征來解釋宏觀現象的方法。
科學探究五階段模式是將科學探究的過程整合成五個階段：即創設問題情境階段；問題與假設階段；實驗與事實階段；解釋與模型階段；運用與推論階段。
在氣體摩爾體積與阿伏加德羅定律的教學中，我運用科學探究五階段模式并結合化學建模方法，讓學生體驗科學探究的推理過程，準確全面地建構氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律的概念和要點，最終達到能靈活運用該知識點。
教學過程
1創設問題情境階段
師：(展示實驗裝置圖，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(選用氯氣作為實驗材料是因為氯氣有顏色且不與氧氣反應)，右邊用橡皮塞與外界隔離。中間的活塞在實驗前應關緊。
2問題與假設階段
師：下面我將打開活塞，請同學推測一下，左邊的一小滴紅墨水將如何移動？并嘗試說明理由。
生甲：紅墨水向右移。因為分子間有間隙，兩種不同的氣體混合，體積應減少。初三時就學過酒精與水混合后體積略小于兩者相加。
生乙：應該不會移動。感覺上都在一個水平位置，打開和不打開應該一樣。
生丙：體積改變，應該是壓強有變化。但壓強如何變呢？我說不太清楚。
3實驗與事實階段
師：請甲同學上講臺打開活塞。別的同學注意氣體的混合情況和紅墨水的移動方向。
生甲：(上講臺實驗，發現當氯氣的黃綠色充滿整滿裝置時，紅墨水沒有移動)。
師：你們發現實驗結果是怎樣的？
生：紅墨水沒有移動；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：今天我們學習的知識，就是能解釋這個現象的。從物理學的知識可以知道，對于一定量的氣體，哪些因素會影響氣體的體積呢？(出示下圖)
生：對于一定量的氣體體積，如果增大壓強，氣體體積減小；如果升高溫度，氣體體積增大。
師：對，溫度與壓強都會改變氣體體積。但從微觀(分子)角度，溫度和壓強是如何影響體積的呢？
生：影響氣體分子之間間距。如果壓強大，分子之間間距減小；如果溫度升高，分子之間間距增大。
師：換句話說，當溫度和壓強一定時，我們可以看作一個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，這種模型很好地表示了一定溫度和壓強下，每一個特定的氣體分子所占的體積大小。事實上所以分子本身的大小對氣體體積的影響可以忽略。下面請同學想想，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：(動手畫)
師：對，你們所建立的模型很有特點。那么，你們能否根據建立的模型來解釋：在溫度和壓強一定時，任何具有相同微粒數的氣體具有大致相同的體積。
生1：氣體的分子數相等，溫度和壓強一定時，氣體所占的體積也相等。
生2：溫度和壓強一定時，氣體分子數越多，體積數越大。即分子數與體積成正比。
師：你們的結論已經非常接近化學方面一個偉大的定理――阿伏加德羅定律了。請大家看一下課本上阿伏加德定律是如何敘述的。
生：在溫度和壓強一定時，任何具有相同微粒數的氣體具有大致相同的體積。
師：阿伏加德羅定律運用時，應注意是溫度和壓強一定時，微粒數如果也相等，那么體積也相等。請大家判斷一下，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相等。
1g N2和1gO2所含的分子數相等。
1mol N2和1mol O2所含的分子數相等。
1mol N2和1mol O2的體積相等。
生：(回答并總結錯誤原因)
師：摩爾質量是1mol該物質所具有的質量，單位是g?mol-1，那么請同學試歸納一下，什么是氣體摩爾體積？
生：氣體摩爾體積就是2mol物質氣體所占的體積。
師：注意談到氣體的體積，就應注意其狀態。實驗研究表明，在標準狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約為22.4L。
5 運用與推論階段
師：請大家運用阿伏加德羅定律的模型來解釋，在標準狀況下，1摩爾氣體所占的體積都是22.4L。
生：(運用模型來解釋)在標準狀況下，每個氣體分子所占的體積是一定的，而氣體分子的總數都相等，當然，氣體的體積也就一定了。
師：那么如果不在標準狀況下，1mol氣體的體積還是不是22.4L呢？
生：不一定，如果溫度升高，壓強增大，對于某一個分子來說，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：那么請同學歸納一下，運用氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律有哪些注意點呢？
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：在標準狀況下，22.4L由N2、N2O組成的混合氣體中所含的N原子物質的量約為多少？
生：2mol。
師：好，現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？而后能得出什么結論？
生：在同溫同壓下，幾種氣體互不反應可以直接相加。這是阿伏加德羅定律的一個應用。
師：好，今天這節課我們通過探究兩種氣體相加的情況，學習了阿伏加德羅定律的氣體摩爾體積。
教學反思
氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律是高一化學教學的重點和難點。在該教學過程中，改變以往大量數據的抽象概括，以科學探究的方式進行教學，讓學生處于探究的主體地位，教師適時地進行點撥和引導，使得學生對氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律的理解更加深刻。另外，該探究學習利用了真實的實驗設置了學生一般難以預料的情境，緊緊地抓住了學生的好奇心，同時探究過程都是在學生原有的物理知識和日常生活經驗的基礎上，所以學生易于接受，反應良好。
高中化學在高考中所占分值較大，對于學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，高中化學所涉及的范圍較大，考察題型眾多，題量大，都對學生的做題效率與質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習題的應用解答研究就具有重要的現實意義．
一、逐項分析法在化學試題解答中的應用
在化學習題中，選擇題占分值比例較大，對每個選項進行逐個分析，進而推出正確選項，在習題解答中較為常用．同時，在高考化學中，定性分析選擇題以基本理論、物質性質以及實驗等為重要的出題基礎，著重考察學生對于基礎知識、基礎技能的掌握程度．常見的出題形式都會將正確選項摻雜在錯誤選項中，并且錯誤選項帶有較高的迷惑性．例如常見的知識點有:實驗分析原理、有機化學、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構;離子半徑:Z2－＞W－;Y的單質晶體熔點高、硬度大，是一種重要的半導體材料．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分子質量依次減小，所以其沸點依次降低C．元素Y、Z、W的單質晶體屬于同種類型的晶體D．元素W和M的某些單質可作為水處理中的消毒劑正確答案為D．在上題中，重點考察元素周期表與元素周期律，涉及范圍較廣，例如:單質、化合物、晶體、氫鍵等等，是一道多知識點的綜合題型．運用逐項分析法之前，應對題型進行大概判斷，確定使用元素周期表工具，并結合元素周期律，可以從位、構、性上對X、Y、Z、W、M等分別進行判斷，分析可知，X/Y/Z/W/M分別是:Na/Si/S/Cl/O．確定元素后，開始下面選項的逐項分析．在實際的教學中，筆者發現很多的學生在此類型的習題時，題目往往都是一知半解，就開始做分析下面的選項，而逐項分析法在選擇題的解答中，不應盲目對選項進行分析，而是要認真研讀題目，在對題目進行理性判斷的基礎上重點研讀選項，否則單純針對選項進行分析，只會降低做題效率．
二、特例反駁法在化學解題中的應用
特例反駁法適用于化學試題選項較多，每個選項都有正確性成分在其中，學生需要了解自己所接觸到的知識點中，有一個能夠作為特例的原理從而將其作為參考項對各個選項進行排除．這種技巧從側面開辟了一個途徑，降低了學生做題的效率，提高了做題的質量．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．某同學取5份此溶液樣品，分別進行了如下實驗:①用pH計測得溶液pH大于7②加入鹽酸，產生有色刺激性氣體③加入硝酸酸化的AgNO3溶液產生白色沉淀，且放出有色刺激性氣體④加足量BaCl2溶液，產生白色沉淀，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．請分析，該同學只需要完成上述哪幾個實驗，即可得出此結論．A．①②④⑤B．③④C．③④⑤D．②③⑤正確答案為B．在上題中，關鍵點是NO－2的檢驗，在化學教學中，關于此知識點的解決較為常見，如果學生對于此離子的檢驗方式不熟練，就會干擾到其他選項的排除．因此，在教師教學中，要加強重視相近實驗現象的區別對待．
三、圖形建模思想的應用
將知識點在學習的過程中，通過概念圖、網絡圖、對比圖的形式進行對比與梳理，從而能夠有效發現各個知識點之間的聯系，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及化合物知識網絡圖:在實際的解題過程中，可以將此圖牢記，在解答關于化學方程式時，可以充分利用此圖答題．在上圖中，各個元素之間的關系被明確標出，它們之間存在怎樣的聯系，如何運用這種聯系，教師可以在教學活動中展開．學生在運用此圖時，應首先對各個點的性質、結構特點進行熟悉．對比圖在化學解題中的應用十分廣泛，通過對相近、相似或者是相關概念，通過對比圖的表示，有利于學生理清做題思路．在高中化學的解題過程中，建模思想的熟練應用是提高做題效率與正確的重要方法，需要教師在實際的教學活動中，充分將建模思想貫徹到學生的頭腦中，在課下的習題練習中，加強對學生的檢查，使學生自覺養成建模思想．高中化學在高考中的比重決定了化學試題必須保證較高的準確率，從而避免在化學科目中落下分數．因此，建模思想的應用應繼續加以推廣。
作者：蔡沐虎 單位：江蘇揚州寶應縣安宜高級中學
摘 要： 化學平衡是高中化學的重要基礎知識，也是高中化學的難點和高考的重點考查內容。鑒于該部分知識理論性較強，學生普遍感覺理解困難，許多學生對改變條件使得化學平衡移動及反應物轉化率如何變化的相關問題模糊不清。教師在高三復習時應積極引導學生利用“建模法”創設思維模型，用建模的思想化抽象為具體，使復雜問題簡單化，進而幫助學生更好地理解和熟練應用相關知識，順利完成本章節的教學任務。
關鍵詞： 高中化學 建模法 平衡移動 應用
化學平衡是高中化學重要的理論知識，也是多年來高考的重點考查內容。由于化學平衡內容抽象，因此學生盡管對相關知識掌握較好，但在解決實際問題時常常會束手無策。借鑒數學的建模思想。教師應引導學生對于一些抽象的化學平衡移動問題建立具體的思維模型，通過“分析抽象問題構建化學模型建立化學關系回歸解決問題”的解題思路，使問題簡單、明了化。本文結合實例談談“建模法”在高中化學平衡移動中的應用。
一、用“建模法”判斷化學平衡狀態
可逆反應在一定條件下達到化學平衡狀態后，正反應速率=逆反應速率，反應混合物中各組分的濃度及其他物理量均保持不變。然而，當外界條件改變時，平衡將被破壞并發生移動，平衡移動則導致一些物理量發生變化。我們可以引導學生建立這樣的思維模式判斷可逆反應是否達到平衡：若平衡移動必然導致某物理量發生改變，則一旦反應混合物中該物理量不再改變，說明可逆反應已達平衡。
解析：該反應的特點：首先是可逆反應，其次是反應前后氣體體積相等。根據壓強之比等于氣體物質的量之比的推斷，該反應在整個反應過程中總壓強是不變的，故A不能說明該反應已經達到平衡。同理推斷，容器中氣體的平均相對分子質量始終不隨時間變化，B不能說明該反應已經達到平衡。X和Y的化學計量數相等，其消耗速率始終相等，D也不能說明該反應已經達到平衡。顯然C選項符合化學平衡狀態的要求，能說明該反應已經達到平衡。答案為C。
二、用“建模法”解決化學平衡移動的問題
對于化學平衡移動問題，教師應該引導學生由外界條件的改變結合反應的特點（正反應為吸熱還是放熱反應、正反應是氣體體積增大還是縮小的反應）判斷平衡移動的方向。平衡移動必然導致各種量變，反過來，也可以由題目告知的量變信息，判斷平衡移動的方向，再由平衡移動的方向結合反應特點（或條件的改變）可以判斷條件的改變（或反應特點）。在處理具體習題時，教師應幫助學生建立以下思維模式：
啟發學生由題中信息分析“條件的改變”、“反應的特點”、“各種量變”等要素，然后根據它們的聯系作答。
解析：本題所列反應是正反應為放熱、體積縮小的可逆反應。可依據溫度、壓強、濃度的變化對平衡的影響，以及氣體的體積和壓強、濃度的關系進行判斷。A項溫度不變，縮小氣體的體積，根據玻意耳氣體定律（PV=C）可知氣體的壓強必然增大，使平衡向正反應方向移動，所以，ClF的轉化率增大。即A選項的說法正確。B項溫度不變，增大體積，其壓強必然減小，使平衡向逆反應方向移動。所以，ClF■的產率應降低，不應增高。故B選項的說法不對。C項升高溫度，對放熱反應來說，可使平衡向逆反應方向移動。同時，增大體積即減小壓強，亦使平衡向逆反應方向移動。故C選項錯。D項降低溫度，體積不變，有利于平衡向放熱反應方向移動，使F2的轉化率升高。故D選項錯。答案為A。
三、利用“建模法”解有關化學平衡的計算題
在高考理綜試題中，有關化學平衡的計算題出現的頻率很高。對于這類計算題，教師在復習過程中應引導學生學會建立“三行式”思維模式，利用“三行式”模型分析解決。這樣一來，學生的思維方式和解決方法得當，無論遇到怎樣復雜的試題時都不至于無從下筆。具體方法為：在可逆反應方程式下面列出到達平衡的過程中，各物質的起始量、轉化量和平衡量（其中的“量”為物質的量或濃度，但必須一致），然后根據題中信息找關系，再列方程式計算。
解析：本題考點是有關化學平衡的計算，可以根據題中所給條件列出三行式，再找關系列函數式。
在高中化學平衡移動問題的解決中應用“建模法”，是簡化問題解決過程、提高習題解答準確性的重要途徑。教師應從培養學生分析問題、解決問題的高度認識“建模”的重要性，精心選擇范例習題，讓學生逐步掌握“建模”的方法、形成“建模”的習慣，為學生化學成績的提高奠定堅實基礎。
摘要：美國教材《化學：概念與應用》中使用了豐富的模型。模型的建立是化學理論建立的基礎。利用模型可以解釋實驗現象和化學規律，并能作出科學預測。提供結構良好的教材有利于教師進行教學設計。
關鍵詞：美國教材；模型；概念
模型是對所研究目標事物的一種呈現形式。模型可幫助學生記憶與解釋概念，它們讓學生的思維可視化。模型通常會較實體更為簡化，其尺度可能比表征對象大或小，是理論與現象間的中介物。
《化學：概念與應用》是美國高中的主流理科教材，該教材中豐富的模型種類及其蘊含的建模思想，對我們的教育教學有著一定的借鑒意義。教材是教師進行教學設計的重要依據之一，所以提供結構良好的教材，能夠幫助學生建構、發展學科概念。現以第二章“物質是由原子構成的”內容為例進行分析。
一、豐富的模型種類
《化學：概念與應用》中的第二章“物質是由原子構成的”使用了豐富的模型。
1. 言語模型
言語模型是指解釋的、描述的、陳述的類比和隱喻的模型。如《化學：概念與應用》中用俄羅斯套娃與電子能級對比時描述到“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。類似地，最大的套娃也代表價電子。”
2. 視覺模型
視覺模型是指學生通過視覺觀察到的模型（如圖片、表格、視頻、動畫等）。通過形象視覺模型的呈現，學生更易感受到微觀世界的奇妙，也更有助于學生正確理解化學概念的內涵。其實學生在進行概念同化的同時，也是在不斷重新建構自己的心智模型，即在不斷修改和完善自己的知識結構。如《化學：概念與應用》中有“電子遷移就像爬梯子”的模型（見圖1）。
3. 數學模型
數學模型是指把客觀事物的某些性質借助數學表達式來表現，數學模型是一種抽象、準確和預測的模型。如《化學：概念與應用》中計算氯的平均原子質量的計算方法（見表1）。
4. 符號模型
符號模型是指采用特定的化學專用符號，在符合化學原理的前提下，按照特定的化學組合方式代替原型的一種方法，如《化學：概念與應用》中用符號Cl-37表示一種質量數為37，質子數為17，中子數為20的氯原子。
5. 混合模型
混合模型是指多種模型的同時使用。如包含語言的視覺模型稱為視覺混合模型。如《化學：概念與應用》中對陰極射線管的處理采取了混合模型，其在語言模型中描述為“當陰極射線管接上高壓電源后，陰極就會放出一束射線，并在涂有熒光粉的板上生成綠光” 。其視覺模型的表現如圖2所示。
二、多樣的模型功能
由于模型不僅是已有認識的總結，同時也增加了人類的假設和猜想，所以模型具有多樣的功能。
1. 簡化復雜現象，利于思考
模型是對研究目標的一種簡化描繪，它簡化并體現原型與研究目標的根本聯系，略去微小的細節。在《化學：概念與應用》中的電子式就是表示價電子的常用符號。它是用小黑點（?）表示價電子，再將這些小黑點描在元素符號的周圍。在電子式中，每個小黑點代表一個電子，而元素符號代表原子的內核（除價電子以外的部分）。
2. 提供易于理解的方式
通過模型形成一個關于物質內部如何作用的假想機制，然后通過模擬，去推測物質結構，從而解釋觀察到的實驗現象。在《化學：概念與應用》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動，而不是在兩個能級之間運動。當電子吸收了某個特定的能量后，就可躍遷到相對高級的能級上。這個能量就是電子躍遷的兩個能級之間的能量差。
3. 提供深刻理解的媒介
在《化學：概念與應用》中用俄羅斯套娃模型來解釋電子能級。假如你抽出最外層的一個套娃，可以發現，里面有一個類似但小一些的套娃。這個套娃代表由原子核和電子組成的內核，但不含價電子。
4. 展示強大的預測能
模型在建立過程中，會舍去大量次要的細節，突出物質的主要特征，因而易于發揮想象，使得模型超越現有條件，形成科學預見。在人類認識原子模型的過程中，盧瑟福通過α―粒子散射實驗（也稱為金箔實驗）來研究原子的結構，通過觀察該實驗的現象，他的研究小組預測出因為電子的質量太小，原子核占據幾乎所有的原子質量。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. 提供實驗與理論的推導關系
如對發射光譜的研究促使科學家提出一個觀點，電子是在圍繞原子核周圍的具有特定能量的軌道上運動的。
三、啟示
美國教材《化學：概念與應用》比較重視模型和建立模型的過程在化學優秀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，使化學中很多抽象、難懂的化學概念形象地呈現在學生面前，降低了學習難度，并符合學生的認知規律。這也提醒我們在教學中要樹立幫助學生逐步學會建立模型的基本方法，這也會提高我們的課堂效率。
【摘 要】 在高中化學解題中運用建模思想，不僅能使學生突破感官和時空的局限，充分發揮學生的想象和推理能力，而且還可以拓寬學生的思維領域，從而提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
【關 鍵 詞】 建模思想；高中；化學解題
《2015年普通高等學校招生全國統一考試大綱――化學》對學習能力的要求部分提出：“能用正確的化學術語及文字、圖表、模型、圖形等表達化學問題解決的過程和結果，并作出解釋的能力。”其實，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解題中的主要作用是：①有利于學生形成和理解抽象的化學概念；②有利于學生建立反應模型，理解反應實質；③有利于學生假設體系模型，降低解題難度；④有利于學生利用數學模型，解決化學問題。
一、有利于學生形成和理解抽象的化學概念
如“化學平衡”概念的建立過程。課前學生做家庭實驗并思考產生現象的原因：將雕刻成球型的冰糖（其化學成分為蔗糖）置于蔗糖飽和溶液中，并把裝置放在冰箱冷藏柜里（保持溫度和溶劑質量都不變），幾天后，觀察小球的質量和形狀有無變化？學生根據實驗現象（質量不變，形狀有所改變）和已有的溶解平衡概念，進行如下分析、推理：
這樣，通過遷移建立起了“化學平衡”概念，使枯燥的、抽象的概念變得直觀、具體了，使學生不但能認識概念的內涵，而且能理解概念的本質。許多化學概念、物質性質都可以在建模思想的引領下，通過聯想、遷移、類比、推理等思維方式建立。
二、有利于學生建立反應模型，理解反應實質
學習元素化合物知識部分，化學反應類型紛繁復雜，學生掌握起來比較困難。如果在教學中概括出各類反應的反應模型，這樣就能使復雜而難以掌握的問題變得有規律可循了。臂如復習“水解反應”，可以通過下列具體的化學方程式概括出反應模型。具體反應：
從具體的“水解反應”中，尋找反應機理，最終得到“水解反應”的一般規律。不僅培養了學生的概括能力，而且使學生在較高層次上理解了反應的實質， 進一步提高了靈活運用知識的能力。
三、有利于學生假設體系模型，降低解題難度
有些化學問題比較抽象，用常規方法解決時，往往感到無從下手。如果根據建模思想，將問題分解并假設為幾個變化的體系模型，用理想化了的模型揭示在表面現象掩蓋下的化學反應本質，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2NO2（g）？葑N2O4（g）達到平衡后，再向容器內通入一定量NO2，又達到平衡時，N2O4的體積分數（ ）
A. 不變 B. 增大 C. 減小 D. 無法判斷
分析：如果按照常規思維，容器容積改變，氣體濃度改變，分子數目也改變，就會誤選D選項。
若根據建模思想，變換思維方式，轉化思維角度，將該問題分解并假設為幾個變化的體系模型，解題就方便了。
四、有利于學生利用數學模型，解決化學問題
數學是思維的工具，很多化學問題需要用數學知識、數學方法（數學模型）來解決。運用數學模型解化學問題的基本思路是：明確化學問題中各知識點間關系尋找各化學知識點之間的變量規律，應用化學原理建立化學模型運用數學方法對化學模型進行處理，建立適當的數學模型應用數學模型和化學規律解答化學問題。在高中化學中，數學模型解化學問題主要表現為：分類討論的思想，轉化與化歸的思想，數形結合的思想，函數與方程的思想。應用這些思想解決化學問題的技巧有：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、數軸法、數列法、數學歸納法、中間值法、不等式法、不定方程法、待定系數法等。
將具體的化學問題轉化為數學模型，轉化過程中，需要進行一系列的觀察、分析與綜合等思維活動，不但加強了學科間的聯系，而且提高了學生的抽象思維能力。
綜上所述，在高中化學解題中運用建模思想，不僅能使學生突破感官和時空的局限，充分發揮學生的想象和推理能力，而且還可以拓寬學生的思維領域，從而提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
摘要：運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，提高解題過程的規范化、可操作性。如果教師能在平時的教學中適時運用建模思想這一教學策略，可以改進學生的學習方法、降低學習難度，從而提高學習興趣，達到教師的教和學生的學和諧統一，提高課堂教學效率。
關鍵詞：建模；化學反應；概念圖
《廣東省2011年初中畢業生化學學科學業考試大綱》"考試要求"在"分析和解決（解答）化學問題的能力"一欄中提出："能應用分析和綜合、類比和比較、判斷和推理、歸納和概括等思維方法建立知識之間的聯系，形成合理的認知結構，去分析、解決一些基本的化學問題"。建模就是其中的一種思維方法。我認為，建模即建立系統模型的過程，建模思想就是把研究對象的一些次要及非本質的因素舍去，通過演繹、分析、概括、歸納，將其轉化為普遍的本質規律（一個已有的關系、共性或結構），從而用以解決實際問題的思維方法。其原理就是人們常說的"把未知轉化為已知，用已知來解決未知"。
在化學教學中，運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，在解決實際問題中，應如何建模？主要有哪些類型？現結合部分典型試題分析如下。
1.構建等效化學式模型
例1、現有NaCl和KCl的混合物，已知氯元素的質量分數為a%，求混合物中K%和Na%。
分析：很明顯這兩種物質的組成元素不同，所以分子量也不同。為了計算方便，可將K的原子量39用Na-23和O-16代替，構建出KCl的等效化學式-"NaClO"（模型見下圖）
假設混合物質量為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，還可用于計算CO2和CO，Fe2O3和Fe3O4、C2H5OH和C6H12等此類題型中某元素的質量分數。已知混合物中某元素的質量分數，求其他元素或其中某物質的質量分數，是初中化學一道常見的計算，若用常規方法解題，運算量大不說，而且學生很容易出錯，若利用構建等效化學式模型方法解題，不僅運算步驟少，正確率高，而且有利于培養學生的邏輯思維能力及敏捷性。
2.構建化學反應類型模型
分析：復分解反應是初中化學中非常重要，也是學生最不容易掌握的反應類型，是中考必考的反應。教師在實際教學中，可通過許多相關反應，進行類比，從中找出反應規律，構建出復分解反應的一般模式。
通過教師引導，學生就很容易寫出正確的復分解反應方程式了。
化學反應原理是中學化學中的基本化學理論，新課程標準明確要求"掌握化學反應的一般原理""探索化學反應的規律及其應用"。有關化學反應原理這類問題紛繁復雜、學生很容易弄混淆，而構建各種反應類型模型，如化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應、取代反應、加成反應等，就會使復雜的問題變得有規律、并能夠在較高層次上理解各類反應的實質，進一步提高靈活運用知識的能力。
3.構建化學反應過程模型
分析：本題是推斷氣體的成分，筆者在批改作業時發現，學生在該題的錯誤率全班高達2/3，很多學生都不假思索的選擇了C，很明顯審題不仔細。基于此，筆者在評講時首先引導學生注意題目所給的信息，NaOH溶液、濃硫酸、灼熱的CuO分別能和誰反應？每一步有哪些氣體參加了反應，生成了哪些氣體？在教師的引導下，讓學生重新梳理一遍解題的思路，自己找到癥結所在，這樣問題也就迎刃而解了。答案為A。
隨著學習的不斷深入，每一種物質所涉及到的知識點越來越多，彼此間的關系錯綜復雜，中考要求的層次也較高，而涉及這部分知識的問題包含的物質往往較多、相互間的反應較多、相互間的反應順序復雜，學生思維很混亂，一時難于下手，利用構建反應過程模型法解題，可以將無序的思維有序化，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后過濾，濾液和濾渣成分的探究；物質的檢驗、分離和提純等一些難度較大的題目。
4.構建化學概念圖模型
例4、下面是五種粒子的結構示意圖：
（1）圖中粒子共能表示種元素，其中是原子的有。
（2）圖中表示陽離子的是（填編號），E的粒子符號是。
（3）B與E形成的化合物的化學式，該化合物是由（填"分子"、"原子"或"離子"）構成的。
分析：本題通過粒子結構示意圖考察學生對物質、元素、分子、原子、離子間關系及原子序數與元素周期表中對應的元素的掌握情況，是中考的常見題。這些概念，既有區別，又有聯系，學生極易弄混淆。在平時的教學中教師可通過構建概念圖的模型來抓住它們內在的本質聯系，加強學生對概念的理解和掌握。
化學概念是課程內容的重要組成部分，是化學知識的"骨架"。但是抽象的化學概念看不見、摸不著，又很難想象，往往使學生望而生畏，易挫傷學習的積極性。在平時教學中，我們經常遇到這樣的問題，一些學生易錯的概念，在評講復習時教師盡管再三強調，但仍有學生在解答類似的問題時，犯同樣的錯誤，讓教師大傷腦筋。這是由于平時我們的教學都是按照單元課題順序進行的，所以學生學習的概念還處于孤立、零散階段，尚未將其聯結成網絡與體系。通過幾年的教學實踐，筆者認為構建"概念圖"模型這一教學策略可以改變學生的認知方式，強化記憶，提高復習的有效性。
由此可見，在解決化學問題時，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確度，降低題目的難度，還有助于訓練學生邏輯思維和發散思維的能力。其解題主要過程為：（1）分析，分析的過程主要是對題目中所要研究的對象（原型）進行演繹、概括，抓住其主要信息；（2）建模，它是解題的關鍵步驟，即在仔細閱讀材料、理解題意的基礎上，對研究對象（原型）的主要信息做出一些必要的簡化、假設和一般化處理，并用適當的
摘要：本文以建模思想在化學復習、解題、專題學習等幾個方面的應用進行了詳細的講解，使建模思想在化學學習中得到應用，提高學生的學習能力。
關鍵詞：建模思想；復習建模；解題建模；專題建模
化學是一門以實驗作為基礎的學科，有其自身獨有的特點，與物理、生物等學科相比，化學的知識點顯得有些零散，給學生一種剪不斷、理還亂的感覺。致使許多學生在單獨處理某一知識點時得心應手，而將各知識點融合在一起時就顯得心有余而力不足了，常常會顧此失彼、丟三落四，由此對化學產生了厭學心理。其實，這種情況說到底就是在學生的頭腦中建模思想的缺乏造成了知識點的零散難記，使學生走了許多冤枉路，卻得不到應有的效果。針對化學知識易懂難記，會做難得分的特點，教師要高度重視建模思想在日常學習以及復習備考中的應用，要給學生充分的建模思想和方法，使千頭萬緒的知識點模式化、網絡化。所以，教師應加強這方面的學法指導。
那么，到底什么是建模思想呢？“建模”就是建立系統模型的過程，又稱模型化。按錢學森的觀點：“模型就是通過我們對問題的分析，利用我們考察來的機理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所創造出來的一幅圖畫。”因此，筆者提出的“建模思想”就是把研究對象（原型）的一些次要細節及非本質的聯系舍去，從而以簡化和理想化的形式去再現原型的各種復雜結構、功能和聯系的一種科學思想。可以用如下圖式表達科學建模過程。
我們可以把學生需要學習和掌握的化學知識點看成是一個統一的有整體性的系統，而建模是研究系統的重要手段和前提。建模就是利用模型來描述系統的因果關系或相互關系的一個過程，我們可以把每個章節或者有針對性的知識體系作為一個要建模的系統，利用教材以及教輔資料上的相關信息并結合教師的講解與分析，理清在這個知識系統里各個知識點的聯系與不同，必然與偶然，相互的因果關系，讓其形成一張無形的“知識大網”，這樣讓學生對知識的理解就不僅僅停留在簡單的死記硬背上，而是“鮮活的”，有“理由”的，有“模”可循的！這樣不僅讓學生對知識的理解達到較高的一個水平，同時也可以使學生在知識的應用時更得心應手，在實際的解題過程中起到非常好的輔助作用。當然，在建模時我們應該注意：對于同一個實際系統，我們可以根據不同的用途和目的建立不同的模型。所建模型只是實際系統原型的簡化，因此既不可能也沒必要把實際系統的所有細節都列舉出來。實際建模時，必須在模型的簡化與分析結果的準確性之間作出適當的折中，這是建模遵循的一條原則。下面，筆者就結合實際的例題與章節知識點來談談建模思想在化學學習中的具體應用：
一、建模思想運用于化學復習
運用建模思想梳理化學知識，使知識網絡化、系統化。高考復習階段主要方法有：運用概念圖、網絡圖、對比圖等形式對化學知識進行梳理。概念圖是由美國康奈爾大學的Joseph?D?Novak于教授20世紀60年代提出的。它通常是將有關某一主題不同級別的概念或命題置于方框或圓圈中，再以各種連線將相關的概念用命題連接，形成關于該主題的概念或命題網絡。比如：
網絡圖是指將相關內容通過某種關系進行連接而形成網絡。它和概念圖中概念之間層級關系不同，網絡圖中各主題之間沒有上位、下位的關系。例如：氮族元素中N及化合物知識網絡圖：
對比圖是指將相近、相似或相關概念利用圖表進行對比。例如：同分異構體、同素異形體、同位素、同系物等概念進行對比；電離、原電池、電解池、電鍍、電解、電泳概念對比等。
二、建模思想運用于化學解題
形成解答問題思路模型，使解答過程模式化、格式化，提高解題過程準確性、規劃化。解答化學問題時，很多同學因為思路不清晰，導致解答問題常常無從下手。因此，掌握解答一些化學問題的思路，形成解題的模型，能提高解題的準確度，降低試題的難度。
三、建模思想運用于具體的專題學習
許多理論、變化有不同的表現形式，但其本質是相同的，我們抓住事物的本質，建立模型，以不變應萬變，就可以解決不同表現形式的變化和理論。以建模運用于原電池為例：
原電池是氧化還原反應的化學能轉化為電能的裝置，其變化的本質是在電池的兩極發生氧化還原反應，在解決原電池的有關題目時，可以建立如下模型：首先構建一個可能發生的氧化還原（也許不能進行或不符合實際歷程），分析其還原劑和氧化劑。由于原電池的負極要對為提供電子，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 還原產物
例：鋼鐵在水膜酸性較強時，構建的氧化還原反應式為：Fe + 2H+
Fe2++H2 發生析氫腐，根據建模思想，此時原電池兩極發生的反應為：
負極反應：還原劑失去電子 Fe-2e- Fe2+
正極反應：氧化劑得到電子 2H++2e- H2
水膜酸性很弱或為中性時，構建可能的氧化還原反應式為：2Fe+O2 2FeO（雖然與實際反應不符，但我們可以這樣假設）發生吸氧腐蝕，根據建模思想，此時原電池兩極發生的反應為：
負極反應：還原劑失去電子 Fe-2e- Fe2+
正極反應：氧化劑得到電子O2+2H2O+4e- 4OH-
以上是筆者對于建模思想在化學學習中運用的一些思考，同時筆者也認為在中學化學教學中，鼓勵和引導學生獨立構建化學模型，對于提高學生的思維品質（思維的廣闊性、深刻性、獨立性、敏捷性、靈活性、邏輯性），培養學生的創造性思維能力具有極其重要的意義。
（作者單位：內蒙古牙克石市第一中學 022150）
【摘 要】思維建模是抽取一類問題的本質特征，形成對該類問題的結構化認識，并找出問題解決方案的認知方法。思維建模包括分析、建模和解模三個過程。在教學中掌握化學思維建模方法會起到事半功倍的效果。
【關鍵詞】化學 思維 建模
思維模型建構簡稱思維建模，是對問題進行辨認和界定，并與原有認知結構對接、同化、整合、拓展，抽取該類問題的本質特征，最終形成該類問題的結構化認識，并找出問題解決方案的認知方法。其原理就是人們常說的“把未知轉化為已知，用已知來解決未知”。
一、思維建模的過程
思維建模包括分析、建模和解模三個過程。
分析過程：主要是對特定的研究對象進行抽象、概括，抓住其主要信息及與相關對象的共性特征。
建模過程：主要是抽象思維或非邏輯思維的應用，通過舍棄研究對象的一些次要細節及非本質的聯系，對研究對象的主要信息做出一些必要的簡化、假設和一般化處理，并用適當的文字、公式或實物等方式去再現原型的各種復雜結構、特征、功能和聯系，以建構相對固定的思維模型。
解模過程：主要是邏輯思維的運用，運用已經建構的思維模型去解釋研究對象，解決實際問題。
二、思維建模的教學運用
空氣是一種無色、無味的氣體，不易被人察覺。直到1777年拉瓦錫才通過實驗認識到空氣是由O2、N2組成的混合氣體。教科書中同時呈現拉瓦錫當年的實驗裝置和現代教師演示的裝置圖，其實驗原理的選擇和實驗裝置的演變值得化學初學者深入探究。
1.分析過程。
學生是信息加工的主體，學生將其所獲得的新知與已有知識建立起實質性的聯系是完成思維建模的關鍵。怎樣才能有效地引導學生尋找新知的固著點和生長點呢？筆者認為應當合理地設置問題，引導學生利用分析、比較、抽象、概括等思維方法尋找新知與已有知識的共同屬性，以問題的解決為分析過程的驅動力。
此實驗可設置如下問題：如何讓空氣中的氧氣顯現出來？怎樣讓O2、N2分離？為什么燒杯中的水會流入集氣瓶中？能否用蠟燭代替紅磷？拉瓦錫的裝置與現在的實驗裝置在設計上有哪些相似之處？為什么現在不用汞而改用紅磷？由此實驗可以獲得哪些結論？
在分析過程中教師要適時結合學生已有經驗加以點撥，幫助學生理解。如學生在生活中已知道用水來檢驗車胎是否漏氣，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出來”，也可讓其在水中顯現氣體的外形；再如教師還可補充如圖實驗，學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）測量氣體的體積可以用轉化的方法：無形的氣體可以通過液體顯現出來。
（2）可以通過化學變化等方法去除混合物中的某一種。
（3）氣體壓強的改變導致液體的流動。
（4）根據實驗原理可以設計多種裝置完成實驗，綜合考慮，好中選優。
3.解模的過程。
解模可以通過設置相關問題情境或習題加以練習。
【案例1】下圖是某校學生設計空氣成分測定實驗的裝置圖，請分別說出實驗的可能現象。
【分析】此題可對剛建好的思維模型進行及時鞏固，同時通過E中“活塞先向右移動，最后回到‘4’的位置” 這一現象與先前認識“壓強減小”產生認知沖突，由此可建新模――溫度升高氣體壓強增大，溫度降低氣體壓強減小。因此，分析、建模、解模的過程也是一個螺旋提升、不斷實現新思維建模的過程。
【案例2】下圖不能用于檢查裝置氣密性的是（ ）。
【分析】可通過“無形的氣體可以通過液體顯現出來”的思維模型來解答。如圖是用來測量氣體體積的裝置，若原廣口瓶中的水沒有裝滿，則對氣體的測量結果有無影響？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反應的裝置是（ ）。
【分析】此組實驗是利用“無形的氣體可以通過液體顯現出來”“壓強的改變導致液體的流動”思維模型解答，同時也可拓展得出新思維模型：“呈現氣體及壓強的變化除液體外還有多種，如……”
三、思維建模的實踐心得
第一，思維建模在實際教學中已經被自覺或不自覺地運用，現提出使其凸顯出來，意在引起師生關注，使教學思維更加清晰。
第二，思維建模的主體是學生，要充分發揮學生的主體性和能動性，創設適當的問題情境，以問題解決為驅動力，以培養學生分析、解決問題的能力為目的。同時了解學生現有的認知結構，找準思維建模的生長點，設置巧妙的問題及恰當的點撥，也是教師教學基本功的體現。
第三，初中化學思維建模有多種，在教學中要不斷幫助學生歸納總結，一般可從以下角度引發學生思考：（1）操作步驟──為達某一實驗目的，應當經過哪些操作步驟？這些步驟先后順序如何確定？為什么要經過這些步驟？為什么要安排這種順序？省略或顛倒某些步驟會有什么影響？（2）注意事項──實施某個實驗步驟時應注意做什么或不能做什么，原因何在？（3）安全措施――實驗過程可能會出現什么不安全的事故？如何防范？萬一出現事故應如何處置？依據何在？
在落實到某一具體的知識學習時，要從教學內容和學生水平的實際出發，抓住某些側重點展開思維訓練，沒有必要也不可能面面俱到。要以建模思想梳理化學知識，通過建立形式表達模型，使化學知識形式化、規律化，從而不斷地使知識網絡化、系統化，建立自己的知識塊。
第四，整個化學學習的過程是思維不斷建模的過程，要想從繁雜的概念、現象中建模，是離不開教師分層次、有計劃的指導訓練的。化學思維建模最終是要形成化學知識中最本質、最優秀的東西，化學思維建模可有效地將學生帶離題海戰的怪圈。
（作者單位：南京市浦口區烏江學校）
“建模”就是建立系統模型的過程，又稱模型化。按錢學森的觀點：“模型就是通過我們對問題的分析，利用我們考察來的機理，吸收一切主要因素，略去一切次要因素所創造出來的一幅圖畫。”因此，筆者提出的“建模思想”就是把研究對象的一些次要細節及非本質的聯系舍去，從而以簡化和理想化的形式去再現原型的各種復雜結構、功能和聯系的一種科學思想。
一 化學建模在有關混合物或多步反應計算中的應用
二 化學建模在有關圖像類型計算中的應用
解答圖像題必須抓住有關概念和有關物質的性質、反應規律及圖像特點。在審題時，一般采用“看特點、識圖表、想原理、巧整合”四步法解答。解題思路是：（1）看特點：即分析化學反應方程式。（2）識圖像：即理清橫坐標和縱坐標的含義、線和點、平臺、折線、拐點等的關系。（3）想原理：線的形狀、走向和高低、拐點出現的先后聯想相應的化學原理。（4）巧整合：圖表與原理整合，逐項分析圖表"要找出數據之間的關聯點"與化學知識結合在一起。
總之，在高中化學計算題教學中運用建模思想，可以抓住問題的本質，化抽象為具體；可以培養學生思維的深刻性，提高學生分析和解決問題的能力；最終促進學生素質的全面提高。鼓勵和引導學生獨立構建化學模型，對于提高學生的思維品質，培養學生的自主學習能力也具有極其重要的意義。
一、課題名稱
選修四《化學反應原理》化學平衡復習
二、教材分析
蘇教版選修模塊《化學反應原理》專題二“化學反應速率與化學平衡”共三個單元：1.化學反應速率，2.化學反應的方向和限度，3.化學平衡的移動。本課題是針對第2單元的平衡常數和第3單元的平衡移動進行復習。
選修四《化學反應原理》有四種“平衡”的學習：化學平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡，化學平衡是最基礎、最具代表性、學生最易接受的一種平衡，放在其他三種平衡之前學習，體現了教材“螺旋式上升”的原則，也符合學生的認知規律。本專題的復習對后面3種平衡的學習提供了一種學習方法的模型化指導價值，因此建模思想在本課題復習中更為重要。就專題二的知識而言，第1單元化學反應速率影響因素的學習可以通過速率的變化定性判斷化學平衡移動，第2單元化學平衡常數的學習可以借助平衡常數定量地判斷化學平衡移動，三個單元的學習循序漸進，互相促進。
三、學情分析
必修2已經對可逆反應達到化學平衡時的特征作了常識性介紹，選修模塊根據學生的認知現狀，從速率變化、濃度變化的角度進一步解釋了化學平衡的特征，學生更易接受、理解。化學平衡常數幫助學生定量的認識反應進行的程度有多大，學生在如何應用平衡常數進行定性分析是否達到平衡、定量分析反應的程度方面會有所困難。化學平衡的移動結論易記，理解、應用較難。
本節復習課處于期末復習階段的一節課，在教學設計上意在多聯系四種平衡，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、教學目標
知識與技能：知道化學平衡常數的涵義和表示方法，利用平衡常數計算轉化率。理解化學平衡移動原理，運用該原理對化學平衡的移動狀況進行分析。
過程與方法：通過自主歸納、對比建模、實例應用、交流討論等，體會平衡常數的涵義，理解并運用平衡移動原理。
情感態度與價值觀：能夠學會從特殊到一般的建模思想，學會與他人合作和交流。
五、教學重難點
教學重點：化學平衡常數的表達和涵義；化學平衡移動的原理及應用。
教學難點：化學平衡常數的涵義；化學平衡移動原理的應用。
六、教學方法及設計意圖
模型是一種重要的科學操作與科學思維方法，結構化的知識便于學生記憶、概括和理解，有助于解決問題。化學平衡作為此冊教材介紹的第一種平衡，其計算規則、平衡移動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，復習過程中通過引導學生自主歸納、典例應用、歸納演繹、建立模型、檢驗模型，從而解決問題。
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解題中有著重要的應用，若對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，將復雜問題簡單化，這樣有利于學生快速、準確解題，提高得分率，最終會起到事半功倍的效果.下面作者對高中化學選擇題中常見題目類型的解題方法進行建模和題型分類，希望對讀者有所幫助.
一、解題模型
解題模型一逐項分析法
對選擇題的每個選項進行逐個分析，選出正確選項，這是解化學選擇題最基本的方法.在高考化學試題中，定性分析選擇題占有很大的比例，以基本概念、基本理論、物質性質、實驗等為素材，考查能否準確運用所掌握的基礎知識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，常見的出題內容為NA與微粒的關系、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、實驗原理分析、有機化學等相關的選擇題都可以使用這種方法.
解題模型二直選法
解題時依據題目所給條件，借助于已學知識進行分析和判斷，直接得出結論.
解題模型三排除法（篩選淘汰法）
根據題干所給條件和提出的問題，對各個選項加以審視，將與題目要求不符合的選項逐一排除，不能否定的選項即為正確答案.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，當碰到一些似是而非且迷惑性極強的選項時，若直接運用課本有關概念往往難以辨清是非，這時可以借助已掌握的一些知識特例或列舉反面特例進行反駁，逐一消除干擾選項，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選擇題，如有關物質的性質、分類、組成和結構等試題.
解題模型五具體法
在解化學選擇題時，經常會遇到這樣一類題目，題目給出的條件很抽象、很陌生，看似簡單但容易出錯.如果將抽象的、難以下手的問題用自己熟悉的知識、原理、技巧大膽地創設一些具體情境，即用具體事物作為研究對象，把抽象問題具體化，往往會收到事半功倍的效果.
解題模型六守恒法
守恒法就是以化學反應中存在的某些守恒關系（如質量守恒、元素守恒、得失電子守恒、能量守恒等）作為依據，尋求解題的突破口，列出相應的守恒關系式進行解題.比如根據溶液中陰陽離子所帶的電荷總數相等、氧化還原反應中得失電子總數相等進行求解.這種方法既可以避開繁瑣的過程，提高解題的速度，又可以避開多步計算，提高解題的準確度，是高中化學解題中最常用的一種方法.
建模是利用化學模型解決問題的一種實踐，也是一種極其重要的思維方法。它通過建立具體模型，達到解決問題的目的。建模可以使解題過程具體化、模式化。本文通過高中化學計算題的舉例，來闡述建模思想的具體應用。
一、解題模型1――關系式法
在實際化工生產中或化學工作者進行科學研究時，往往涉及到多步反應，從原料到產品可能要經過若干步反應。測定某一物質的含量可能要經過若干步中間過程。對于多步反應體系，依據若干化學反應方程式，找出起始物質與最終物質的量的關系，并據此列比例式進行計算求解的方法，稱為“關系式”法。
關系式法常常應用于多步進行的連續反應。在多步反應中，第一步反應的產物，即是下一步反應的反應物。根據化學方程式，每一步反應的反應物和生成物之間有一定的量的關系，即物質的量之比是一定的。所以，可以利用某中間物質作為“中介”，找出已知物質和所求物質之間的量的關系。它是化學計算中的基本解題方法之一，利用關系式法可以將多步計算轉化為一步計算，免去逐步計算中的麻煩，簡化解題步驟，減少運算量，且計算結果不易出錯，準確率高。
用關系式法解題的關鍵是建立關系式，而建立關系式一般途徑是：（1） 利用化學方程式之間的化學計量數間的關系建立關系式；（2） 利用化學方程式的加合建立關系式；（3） 利用微粒守恒建立關系式。
點評 對于多步反應，可根據各種的關系（主要是化學方程式、守恒等），列出對應的關系式，快速地在要求的物質的數量與題目給出物質的數量之間建立定量關系，從而免除了涉及中間過程的大量運算，不但節約了運算時間，還避免了運算出錯對計算結果的影響，是最經常使用的計算方法之一。
二、解題模型2――差量法
差量法是根據化學變化前后物質的量發生的變化，找出所謂的“理論差值”。這個差值可以是質量、氣體物質的體積、壓強、物質的量、反應過程中熱量的變化等。該差值的大小與參與反應的有關量成正比。差量法就是借助于這種比例關系，解決一定量變的計算題。用差量法進行化學計算的優點是化難為易、化繁為簡。
解此類題的關鍵是根據題意確定“理論差值”，再根據題目提供的“實際差值”，列出比例式，求出答案。
1。原理：
2。注意：
點評 只與反應前后相應的差量有關，不必追究各成分在反應前和后具體的量，能更深刻地抓住本質，提高思維能力。
三、解題模型3――守恒法
守恒法是一種中學化學典型的解題方法，它利用物質變化過程中某一特定的量固定不變來列式求解，可以免去一些復雜的數學計算，大大簡化解題過程，提高解題速度和正確率。它的優點是用宏觀的統攬全局的方式列式，不去探求某些細微末節，直接抓住其中的特有守恒關系，快速建立計算式，巧妙地解答題目。物質在參加反應時，化合價升降的總數，反應物和生成物的元素，各種微粒所帶的電荷總和等等，都必須守恒。所以守恒是解計算題時建立等量關系的依據，守恒法往往穿插在其它方法中同時使用，是各種解題方法的基礎。利用守恒法可以很快建立等量關系。在高中化學計算題中，常考的守恒有：
1。元素守恒：
即化學反應前后各元素的種類不變，各元素的原子個數不變，其物質的量、質量也不變。元素守恒包括原子守恒和離子守恒： 原子守恒法是依據反應前后原子的種類及個數都不變的原理，進行推導或計算的方法。離子守恒是根據反應（非氧化還原反應）前后離子數目不變的原理進行推導和計算。用這種方法計算不需要化學反應式，只需要找到起始和終止反應時離子的對應關系，即可通過簡單的守恒關系，計算出所需結果。
2。電荷守恒：
即對任一電中性的體系，如化合物、混合物、濁液等，電荷的代數和為0，即正電荷總數和負電荷總數相等。電荷守恒是利用反應前后離子所帶電荷總量不變的原理，進行推導或計算。常用于溶液中離子濃度關系的推斷，也可用此原理列等式進行有關反應中某些量的計算。
3。電子得失守恒：
是指在氧化還原反應中，氧化劑得到的電子數一定等于還原劑失去的電子數。它廣泛應用于氧化還原反應中的各種計算，甚至還包括電解產物的計算。
例3 銅和鎂的混合物4。6 g完全溶于一定量濃硝酸中，反應后只生成NO2 0。2 mol和N2O4 0。015 mol，往與硝酸反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，求生成沉淀的質量。
四、解題模型4――極值法
極值法是一種重要的數學思想和分析方法。化學上所謂“極值法”就是對數據不足而感到無從下手的計算或混合物組成判斷的題目，采用極端假設（即為某一成分或者為恰好完全反應）的方法以確定混合體系中各物質的名稱、質量分數、體積分數，這樣使一些抽象的復雜問題具體化、簡單化，可達到事半功倍之效果。
例4 向300 mL KOH溶液中緩慢通入2。24 L CO2氣體（標準狀況），充分反應后，在減壓低溫下蒸發溶液，得到11。9 g白色固體。請通過計算確定此白色固體的組成及其質量各為多少克？所用KOH溶液的物質的量濃度是多少？
五、其他解題模型
化學計算的方法很多，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、終態法、等效平衡法等。此外在近幾年的上海高考中，還多次出現了借助數學工具解決化學問題的計算題，測試學生將化學問題抽象成數學問題，利用數學工具，通過計算和推理，解決化學問題的能力。主要包括數軸的應用、函數的思想、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。此類題目的解題模型是：運用所掌握的數學知識，通過分析化學變量之間的相互關系，建立一定的數學關系（等式、函數、圖像關系、不等式、數列等）來解題。
總之，在高中化學計算題教學中運用建模思想，可以抓住問題的本質，化抽象為具體；可以培養學生思維的深刻性，提高學生分析和解決問題的能力；最終促進學生素質的全面提高。因此，作者認為在高中化學教學中很有必要推廣建模思想的教學。
