情景方程式書寫思維模型的構建與應用

劉漢國

摘要：針對情景方程式書寫的復雜性，通過構建情景方程式書寫的思維模型，使復雜問題簡單化，不僅培養了學生的化學核心素養，而且提高了學生處理復雜問題的能力，并對解決其它復雜問題有一定的借鑒意義。

關鍵詞：思維模型;情景方程式;共存原則;核心素養

文章編號：1008-0546（2018）10-0052-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

一、研究高考

研究近幾年高考題，不難發現方程式書寫屬高頻考點，試題出現的形式以化工流程圖書寫方程式的考查方式最為頻繁。以2016、2017全國卷Ⅰ理綜試卷為例（見表1），每年方程式的書寫大約10分左右。考查的大部分是情景化學方程式或情景離子方程式的書寫，也有電化學方程式的書寫。所謂情景方程式是指在教材中不曾涉及的，但可根據化學原理，結合給定信息書寫的一類方程式[1]。

二、調查分析

為了了解學生對情景方程式書寫的掌握情況，對學生進行了調研測試，測試結果和典型錯誤分析見表2。

從調研結果可知，學生對于情景方程式書寫主要存在四個方面的問題：（1）審題不清楚，錯誤地把化學方程式寫成離子方程式，把離子方程式寫成化學方程式。（2）不能從反應物的性質角度分析對應的生成物，導致產物錯誤。（3）不能深刻理解“共存原則”的含義，單純地理解為生成物與生成物的共存，而忽略了生成物與過量反應物之間的共存。（4）不能掌握缺項物質的原則，主觀臆斷地補充缺項物質。

學生書寫情景方程式困難的主要原因：（1）元素化合物的勝質和電解質溶液兩部分知識不夠熟練。（2）缺少程序化的思維方式。熟化知識可以通過構建知識網絡來解決，而程序化思維可以通過構建思維模型來培養。

三、思維建模

“證據推理與模型認知”是化學學科核心素養之一。模型有很多種，但對培養學生化學核心素養起到重要作用的模型應該是解決問題的思維模型。所謂思維模型是指遵循一定的規律、按照一定的順序去解決問題的一種思維方式。

1.方程式的基本結構

書寫方程式，首先了解其基本結構，然后逐一尋找結構中的各個組成部分。所以構建方程式的基本結構（見圖1），是書寫方程式的前提。

2.分析化學性質的思維模型

根據方程式的基本結構可知，分析反應物的化學性質是判斷對應生成物的關鍵。通過構建分析化學性質的思維模型（見圖2），幫助學生理清分析思路，形成分析模型，快速準確地分析出反應物的化學性質。

3.判斷缺項部分的主要依據

判斷缺項部分，首先對主要的反應物和對應的生成物進行基本配平，根據原子守恒判斷缺少的原子是氫原子還是氧原子，然后根據溶液的酸堿性和電荷守恒（離子方程式），最終判斷出缺項的部分。判斷缺項部分的思維模型見圖3，補缺項的技巧見表3。

4.情景方程方程式書寫的思維模型

基于方程式的基本結構，應用分析化學性質的思維模型，根據判斷缺項部分的主要依據，構建子情景方程式書寫的思維模型如圖4所示。

四、解決問題

根據調研測試，選擇兩道測試中錯誤率高的題目，應用情景方程式書寫的思維模型，解決問題（見表4）。

瑞士的心理學家J.皮亞杰等人強調認知結構的重要，而完善學生認知結構的重要前提是程序化思維。本文通過構建分析化學性質的思維模型、判斷缺項部分的思維模型和情景方程式書寫的思維模型，使得情景方程式書寫的復雜問題得到圓滿解決。思維模型的構建，培養了學生的程序化思維，提升了學生解決問題的能力。

參考文獻

[1]馮存良.探討信息型化學方程式的書寫技巧[J].試題與研究，2017（23）：17-19