建構(gòu)模型指導化學理論學習

新課程標準明確提出課程改革的目的是“立德樹人”。“樹人”是培養(yǎng)學生的各方面能力，使其成為既有知識又有創(chuàng)新能力的人才。因此在實際教學中不僅要教給學生知識，更要教會學生學習的方法，培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，讓學生學會自主學習，掌握技能去解決實際問題。化學核心素養(yǎng)的五個維度中提出，學生應學會“證據(jù)推理和認知模型”，這對學習化學理論知識提出了很好的建議。化學反應原理理論性較強，學生理解不透徹，不會用原理去解決問題。教師可以幫助學生建構(gòu)模型，培養(yǎng)學習思維，促進理解和記憶。用模型去解決一類問題時往往可以起到事半功倍的效果，學生在使用模型的過程中逐漸理解基礎知識，對模型中應用的化學原理的理解也會更加深刻。

一、利用“數(shù)學運算”模型解決化學反應中能量變化問題

化學反應伴有能量的變化，涉及的主要原理包含熱化學方程式和蓋斯定律等。在學習熱化學方程式時應抓住兩點，即化學變化既有物質(zhì)變化又有能量變化。物質(zhì)變化涉及反應物、生成物、反應條件、物質(zhì)的狀態(tài)、配平等等。少數(shù)學生在書寫熱化學方程式時會遺忘物質(zhì)狀態(tài)的標注，在教學中可以強調(diào)物質(zhì)的狀態(tài)是其能量的重要體現(xiàn)，增強記憶。能量變化涉及△H的符號、數(shù)值和單位。其中△H的符號可以利用數(shù)學運算模型幫助理解，如“+”數(shù)學上表示“加”，即能量增加，也就是說該反應是一個吸熱反應;“—”數(shù)學上表示“減”，即能量降低，也即該反應為放熱反應。吸收或放出能量的多少與反應物的量成正比例關系，解決了△H的數(shù)值問題。

蓋斯定律是指某個化學過程無論是一步完成還是分幾步完成，其熱效應是相同的。利用此原理可以計算某些難以實現(xiàn)的化學反應或者是伴有副反應的反應中的能量變化。例如：

二、利用“電流循環(huán)”物理模型和“雙線橋法”分析電化學原理

電化學原理在生產(chǎn)生活及科研等領域應用廣泛，如新能源中化學電池的探索，利用電解原理制備新物質(zhì)、金屬的冶煉、電鍍，金屬的防腐等等。因此，電化學原理試題是歷年高考中必考試題，也是化學原理中的重要內(nèi)容。然而一部分同學在遇到電化學試題時幾乎一做就錯，究其原因是沒有理解電化學原理，不會分析，憑感覺答題。如何準確快速理解原電池和電解池的工作原理呢？可以運用物理中“電流是循環(huán)”的模型來進行分析。

例如，鋅銅原電池工作原理分析：根據(jù)氧化還原反應原理及金屬活潑性等知識可以判斷，鋅是電池負極銅是正極。電流從電池正極流出，再流入負極。電子的電性與電流相反，可推知電子由負極流出經(jīng)導線流向正極。但電子不能進入溶液，而電路又是閉合回路，因此在溶液中是由離子的定向移動形成電流的。根據(jù)“電流循環(huán)”原理，帶相同電荷的粒子運動方向一致，形成閉合電路，可推知溶液中陰離子由正極移向負極，陽離子移動方向相反。在電極上，負極因失去電子發(fā)生氧化反應，正極因得到電子發(fā)生還原反應。

電極反應式是電化學裝置的重要表示方法，也是考查的重點。在實際教學中發(fā)現(xiàn)，不少學生不能準確書寫原電池和電解池的電極反應式。書寫電極反應式有多種方法，其中氧化還原反應中的“雙線橋法”是比較常見的一種。學會將氧化還原反利用雙線橋法拆成兩個半反應（氧化反應和還原反應），可有效提高學生書寫電極反應式的效率。例如：若要將反應

②書寫電極反應式，負極：6I- — 6e- = 3I2 ，正極：ClO3- + 6e- + 6H+ = 6Cl- + 3H2O。在書寫電極反應式時要考慮反應條件和離子共存問題。根據(jù)電極反應式可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生氧化還原反應的是離子，電極本身沒有反應，所以可以選擇惰性電極（如C或Pt）。為避免溶液混合直接發(fā)生反應，應設計成雙液原電池，一池盛放KI溶液，另一池盛放KClO3和稀HCl的混合溶液。外電路用導線連接，內(nèi)電路由鹽橋溝通。

三、利用“消元法”思想探究溶液中離子濃度守恒式

水溶液中的離子平衡是化學原理中又一個重點和難點。在實際生產(chǎn)生活中，溶液中的離子種類、濃度關系是科研工作者必須明確的內(nèi)容，它們直接關系科研的成敗以及生產(chǎn)等帶來的環(huán)境問題。教師在進行教學活動時，要培養(yǎng)學生了解溶液中離子濃度對科研、環(huán)境的影響的意識，要能準確分析離子濃度關系式。

化學原理教學還有許多模型可以建構(gòu)，如模仿思維在影響平衡移動因素問題的應用;答題模板在實驗操作中的歸納等等，都能很好地幫助學生對知識的理解。教師要學會建構(gòu)模型，培養(yǎng)學生學會建構(gòu)模型，利用模型舉一反三，可以收到良好的學習效果。

安徽省肥西第三中學 王玉庭