化學教學中思想模型的創建策略初探

【摘 要】本文結合教學經典實例從四個方面著重闡述了思想模型的創建方法，突破了常規解題方法，快速準確地解決了化學難題，為高中化學的教學提供了重要參考。

【關鍵詞】思想模型;化學難題;創建方法

【中圖分類號】G712?????? 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）24-0253-01

思想模型是人腦經過思考建立起來的一種高度抽象的理想客體，它通過對客觀事物進行形象、近似、扼要的摹寫，進而揭示出其本質和規律。思想模型是一種理想化的形態，表面看來，似乎脫離具體的事實，然而卻更能集中地反映具體事物中的主要矛盾、主要方面、主要特征，從而使人們對具體事物的復雜聯系或本質屬性有更深刻的理解和認識。本文試就如何在化學教學中創建思想模型進行初步的探討。

一、創建等效化學式模型

例1.已知由CuS、CuSO3、CuSO4組成的混合物中，硫元素的質量分數為 x，則混合物中氧元素的質量分數為 （ ）。

A. 1 -3x? B. 1 -2x C. 1 - x? D. 無法計算

解析：首先對CuS、CuSO3、CuSO4三種物質進行觀察，這三種物質中具有相同的Cu原子和相同的S原子，且原子個數比為1：1，所以可以創建等效化學式模型如圖1所示。

由題意知，在等效化學式CuSOn中，S元素的質量分數為x，根據 M（Cu）∶M（S） =64∶32 =2∶1，可知Cu元素的質量分數為2x，那么O元素的質量分數為1-3x，故選A。

巧解策略：通過創建等效化學式可用于計算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，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。

二、創建化學反應類型模型

例2.請正確書寫下列加聚反應的化學方程式：

A.n CH2=CH2→

B.n CH2=CHBr→

C.nCH2=CHCH3→

解析：加聚反應是中學化學中非常重要的一類化學反應，乙烯的加聚反應、鹵代烯烴的加聚反應、丙烯的加聚反應等都是中學階段要求掌握的常見的加聚反應，通過關聯、類比，從中找尋反應規律，構造出加聚反應的一般模型（見圖2）。

根據加聚反應模型就很容易地寫出正確的加聚反應方程式了。

巧解策略：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”。有關化學反應原理類問題紛繁復雜、難把握，而構建各種反應類型的模式，如酯化反應模式、加成反應模式、取代反應模式、復分解反應模式等，就會使復雜的問題變得有規律、可操作，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。

三、創建化學反應過程模型

例3.在一定條件下，一固定容積的密閉容器中充人1mol NH3，達到平衡后，測得NH3的體積分數為m%。若其它條件不變，在上述容器中充入2 mol NH3，達到平衡時NH3的體積分數將m% （>、=或<）。

解析：創建如下化學反應過程模型

從上述化學反應過程模型看出，體系III相當于體系II進行加壓。根據平衡移動原理，NH3的體積分數將增大。

巧解策略：有些化學過程涉及到多種物質參與多步反應，情況比較復雜。如果假設一組體系模型，則可避開紛紜復雜的問題背景，而從體系模型的演變中直接找出需要的關系。

綜上所述，在解化學概念和理論問題時，掌握一些解題的思路，形成解題的思想模型，能提高解題的效率，降低試題的難度，其解題主要過程為`：（1）創模，它是解題的關鍵步驟，即在仔細閱讀、審清題意的基礎上，把實際問題的本質抽象轉化為某個思想模型;（2）解模，即運用所學的知識和方法對思想模型進行比較分析、靈活運用，解答問題，得出所求問題的結論，基本操作程序如圖5所示。

參考文獻

[1]王金福.思想模型在化學教學中的應用初探[J].學科教育，1999（4）：27—30.

[2]孫成余.幾種建模思想在高中化學解題中的應用[J].中學化學教學參考，2012（4）：64—65.

作者簡介：沈國強（1977年—），男，浙江桐鄉人，大學本科/化學教育碩士，化學講師，主要研究方向：化學教學研究。