建模思想在化学原理教学中的运用

建模思想在化学原理教学中的运用
作者：林玫
来源：《家庭教育报·创新教育》2018年第06期
摘要：化学原理是高中化学学科比较重要的知识点，教学时通过原理讲述、实验来完成对知识点的诠释，能让原理的理解难度相对降低。

建模思想是当前化学原理教学中的一种先进思想，学生深入了解习题之后，依靠自己对知识点的认识与想象，构建化学模型，该种学习方式不仅效率高，还能让学生掌握复杂化学问题的解题思路。

关键词：建模思想;化学原理;教学实践;运用方法
前言：
《化学考试大纲说明》中对学生化学能力的培养与教育有明确要求，学生学习理论知识的同时，更要学会如何分析问题，并从建模角度把问题探究的过程和结果进行科学论述。

一、概念分析
化学建模是指用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达并作出解释的能力，构建模型的时候，要先确定分析的问题，分析问题的方法和路径，从主客观两个角度，去评价考察化学问题[1]。

高中化学涉及到的化学语言是比较复杂的，原理内容更是对现实生活有说明价值，所以大多数化学问题，它的解决目标都是为了揭示事物的本质，让化学学科中的现象和条件有合理性的说明结论。

通常，建模思想用于解决实际问题，因为通过理性分析和考察的学习步骤，学生在加深记忆、背诵原理的同时，更能够明白该原理的研究过程、实用问题和探究空间。

常规建模步骤如下：
待解决的问题→模型问题→分析或模型程序→解决方案
该步骤说明了建模思想的应用原则和标准，也印证了该理论思想在化学问题实际应用方面，其考察问题的方向和论点都是全面科学的，因此该思想即便是应用到化学学科的具体问题上，其效果都会凸显出来。

二、基于案例分析建模思想在高中化学教学中的运用
1.建模思想在原电池教学中的运用
在《原电池》课程教学中，教师为向学生说明原电池的工作原理，并制作了ppt课件，通过展示原电池中Zn和Cu电子的变化移动规律，让学生明白Zn-Cu-稀硫酸原电池的工作原理。

在大体了解原理的规律和特征之后，教师便设计了实验步骤，先设计问题，说明“同种电荷相互排斥、不同电荷相互吸引”问题基础，在稀硫酸电解液中，插入一根铜棒和一根锌棒，因为Zn是活泼金属，所以比较容易失去电子，失去的电子被不活泼的铜棒所吸引，就会慢慢随着电解液流向铜棒。

电子转移、流动的过程，使得锌棒聚集了很多阴离子，铜棒聚集了很多阳离子，即为原电池的“正负极”。

学生通过观察原电池的电流变化，能够认识到原电池原理是因为电子流动变化形成的，活泼性质不同的金属，是能够形成电流的。

而后，便又提出新的问题，正负极的差越大，是否电流就越大？该问题是对实验进一步的改造升级，是实验建模的创新应用，将部分元件引入“电路”中，看他们是否能够启动，便可判断评价出“原电池”发电的能量。

2.建模思想在化学平衡试题中的运用
在恒定状态下，化学各个元素是能够保持“守恒”状态的，恒定状态的标准是恒温、恒容，只要这两个条件因素不改变，那么物质的分解与形成都是能达到“守恒”标准的，即，围绕守恒公式来建模，能够解释说明多种类型的化学平衡试题。

例如：密闭容器中充满三氧化硫气体，加入1mol三氧化硫气体后，发生反应后，再加入1mol三氧化硫气体，三氧化硫的转化率？解析该试题的时候，需要围绕建立等压压缩模型，如图所示。

平衡移动后，三氧化硫的转化率会转化条件的不同而慢慢变化，增加A的量，A的转化率就会相应的增加，反之则下降。

解答该类型习题的时候，建模思想的核心作用是，通过建模的方式帮助学生建立科学的解题思路，如：在守恒条件下，加大改变不同物质元素的量，则该物质元素会因为转化率的变化来确保物质的守恒关系。

该思想也能应用到质子守恒的相关习题中，因为无论是那种守恒关系，其解题思路都是围绕守恒关系来确定的。

三、建模思想应用的发展展望
隨着高中化学知识体系的完整性构建，建模思想的应用普及率会越来越高，因为化学原理的内容和规律是确定的，所以当用于切实问题的时候，原理的建模思想会成为一种思维习惯和思维模式。

一是，建模思想可以用于说明化学原理，并且用最行之有效地办法，设计实验过程，真正做到“让实践去检验真理”，学生对原理知识的感性认识可以通过实验来强化其理性特征，原理成为衡量、考察实验教学最为行之有效的知识宝库。

二是，建模思想能够帮助学生构建具体的化学模型，解决实际问题的时候，学生可以通过改变途径、思路去匹配、迁移或是加深对化学原理知识的应用，如此一来，学生对化学问题的解题思路会更加清晰。

三是，通过类型题的方式，帮助学生加深原理认识，同时，可以利用建模思想，设置同种类型题目，依靠习题训练、同类型习题讲解、习题解题思路创建等方式，让建模思想真正融入到学生学习化学知识的方方面面中，如此该思想的价值才会被有效的发挥出来。

结论：
通过分析发现，建模思想在化学原理教学中，化学原理是核心知识资源，无论是以建模想法推动知识点学习、建模思维，还是以建模思想建立教学方案、学习计划，教学实践应用都能够得到长远地进步。

参考文献：
[1]徐凯里.建模思想在化学原理教学中的运用[J].化学教育（中英文），2018，39（17）：32-35.。