模型認知在高考化學復習中的有效運用

摘 要：化學作為高中教育體系中的一門重要科目，在高考中占據(jù)著一定的分值比重，為更好的應對高考，僅僅依靠新課學習效果有限，開展復習教學相當有必要.模型認知屬于高中化學學科核心素養(yǎng)的一部分，在高中化學復習中需要有效運用，增強學生的關鍵能力.

關鍵詞：模型認知;高考;化學復習;高中化學

中圖分類號：G632????? 文獻標識碼：A????? 文章編號：1008-0333（2021）36-0082-02

模型認知即為學生能認識化學現(xiàn)象和模型之間的聯(lián)系，可運用多種模型對化學現(xiàn)象進行描述與解釋，根據(jù)物質及其變化的信息來構建模型，形成解決輔助化學問題的思維框架，預測物質及其變化可能出現(xiàn)的結果.在高考化學復習中有效運用模型認知，可讓學生遇到類似的化學問題時，通過思考與分析以后找到同當前問題相對應的模型，他們由此處理試題.

一、構建化學知識模型，幫助學生夯實基礎

在高考化學復習中有效運用建模思想，把化學問題中非本質、次要的信息舍掉，能夠將本質知識變得更加清晰，也更為容易地納入到學生固有的知識框架之中，以使他們在復習中達到正遷移的效果.高中化學教師引領學生建構知識模型時，能夠將知識變得結構化、組織化與系統(tǒng)化，使其對化學知識進行記憶、再現(xiàn)與儲存，增強記憶，幫助他們夯實基礎.

比如，在進行“金屬的化學性質”復習時，當復習到化學方程式的相關內容時，教師可以金屬鈉的化學性質為基準建立模型，先出示能夠同鈉發(fā)生反應的一些物質類型，包括：氧氣、氯氣、硫等單質，氧化物，酸，熔融鹽與鹽溶液等，由學生寫出相應的化學方程式，完成模型中的內容以后，要求他們畫出鋁、鎂、鈉的原子結構示意圖，且寫出元素化合價，比較彼此之間的活動性.接著，教師讓學生結合金屬單質的共性，動腦、動筆推理出與銅、鐵、鎂共性有關的化學方程式，引導他們在“結構決定性質”的化學思想導向下尋找個性化內容，如：元素化合價、反應條件的不同等，實現(xiàn)共性與個性的相結合.

如此，教師通過共性和個性的巧妙整合，把多種同金屬化學性質有關的化學方程式呈現(xiàn)出來，增強學生的感性認識，且由他們親自動手完成，使其建構化學知識模型的能力得到鍛煉.

二、構建化學思維模型，提高學生思維品質

化學模型中的大部分內容都屬于思維下的產(chǎn)物，在高中化學復習中，為有效運用模型認知，教師應從簡單問題著手，做好思維的起點工作，帶領學生學習知識，掌握化學方法與思想，并探尋答案，幫助他們循序漸進的建構化學認知模型.高中化學教師需從傳授實時、掌握學科知識層面上升至使用事實、發(fā)展學習觀念、建構思維模型，提高學生的思維品質.

例如，在開展“化學平衡圖像”復習時，教師可以結合教材內容及學習經(jīng)驗指導學生構建出有序的思維模型，主要包括以下內容：看圖像，一看面，即橫、縱坐標的意義，二看線，即線的走向與變化趨勢，三看點，即起點、拐點與終點，四看輔助線，像平衡線、等壓線與等溫線等，五看量的變化，像溫度變化與濃度變化等;想規(guī)律，聯(lián)想化學平衡移動的原理，分析條件對化學平衡移動、反應速率的影響;作判斷，利用化學平衡的原理結合圖像，共同分析圖像中所代表化學平衡或者反應速率的線做出準確判斷.隨后教師要設計一些有關化學平衡圖像類的練習題，為學生提供實踐訓練的機會，讓他們運用化學模型解題.

上述案例，教師利用化學思維模型，將問題的分析過程變得可視化，有利于學生更好地組織有關信息，使其清晰且有邏輯性的展開思考，促進他們運用所學知識分析與處理問題.

三、根據(jù)守恒定律建模，突破電學綜合計算

在高考化學復習過程中，電化學知識是一類難度相對較大的教學內容，不僅理論知識的學習比較困難，解題環(huán)節(jié)更是困難重重，學生極易遇到障礙，復習就顯得極為重要，可以幫助他們突破疑難點的束縛.具體來說，高中化學教師在復習環(huán)節(jié)，應當指導學生根據(jù)守恒定律建立模型，使其突破電化學綜合計算的障礙，讓他們快速、準確的處理這類化學試題.

在實施“電化學”復習時，教師可以組織學生著重分析這類化學試題的解題思路，即為：

（1）解題關鍵，依據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量和未知量之間的紐帶，建立計算時要用到的關系式;

（2）思維建模，如以通過“4 mol e-”為紐帶能夠構建出以下化學模型：該模型的中心是轉移“4 mol e-”，分別向四周輻射以下內容：上方為O2、2H2、2Cl2，下方是4Ag、4/n×M、2Cu，右方為4H+——pH（放氧生酸型），左方思維4OH-——pH（放氫生堿型），其中M是金屬，n是其離子的化合價數(shù)值.同時，教師帶領學生認真分析這一化學模型，指出該模型具有總覽電化學計算的價值與作用，可以準確判斷出電極產(chǎn)物.

在上述案例中，教師利用這一化學模型將有關電化學的知識整合在一起，顯得清晰明了、直觀具體，學生通過有效運用便能快速求解出常見的電化學計算類問題，變得化繁為簡.

四、依據(jù)解題思路建模，解答工藝流程問題

工藝流程類題目是高考化學中的一類常考題，通常把化工生產(chǎn)中的生詞歷程通過框圖形式來表示，要求學生依據(jù)生產(chǎn)流程中相關化學知識逐步推進，這屬于無機框圖題的改進，以現(xiàn)代工廠生產(chǎn)為基礎，同化工生產(chǎn)成本、提純產(chǎn)品與保護環(huán)境等相結合，考查物質的制取、檢驗、提純或分離等，教師需指引學生根據(jù)解題思路建模，助推他們解答工藝流程問題.

在“化學工藝流程題”復習中，教師指出鐵硼礦的主要成分有Mg2B2O5·H2O與Fe3O4，還有少量的SiO2、Al2O3、CaO、FeO、Fe2O3等，以此為原料制備硼酸（H3BO2），具體工藝流程：鐵硼礦粉——硫酸浸入——過濾1（浸渣）——凈化除雜——過濾2（濾渣）——蒸發(fā)濃縮——冷卻結晶——過濾3（含鎂鹽母液）——粗硼酸.接著，教師指導學生建立解題思路模型，第一步是原材料，分析鐵硼礦的主要成分與雜質;第二步是核心化學反應，包括制取硼酸的核心反應、硫酸浸出時發(fā)生的副反應;第三至最后一步是產(chǎn)品的分離與提純，過濾1除去不溶性的生成物與雜質，凈化除雜包括氧化、調pH和過濾2，蒸發(fā)濃縮冷卻結晶與過濾3.

針對上述案例，教師著重引領學生形成從流程或物質本身出發(fā)分析問題的模式，千萬不能脫離實際問題而建構模型，使其根據(jù)具體流程建立出解題思路模型，高效解答該類試題.

五、建立實驗解題模型，輔助學生快速解題

實驗教學本身就屬于高中化學課程體系的重要組成部分，實驗類題型也是高考中的?？碱}目之一，主要考查學生對化學實驗方面知識及技能的掌握情況，是一類相對特殊的試題.對此，高中化學教師在平常的實驗教學中，應當通過反復練習指導學生建立實驗解題模型，即明確實驗目的、分析實驗原理、設計路線、完善細節(jié)與規(guī)范解答，輔助他們快速解題.

以“實驗專題”復習為例，教師出示題目：請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案：_________，用少量污水乙醇洗滌、干燥、密封包裝.指引學生根據(jù)上述驗解題模型來解題，明確實驗目的是利用NaHSO3溶液制備無水Na2SO3;實驗原理第一步加入NaOH把NaHSO3轉化成Na2SO3，第二步依據(jù)含硫微粒和pH的關系來控制pH，第三步根據(jù)Na2SO3的溶解度曲線確定出分離的方法;設計路線為NaHSO3溶液——NaOH——Na2SO3溶液——調節(jié)pH——結晶——無水Na2SO3;完善細節(jié)，滴加多少NaOH，滴至溶液pH約是10，結晶的方法是加熱濃縮至出現(xiàn)大量晶體，即為蒸發(fā)結晶，獲得Na2SO3的方法是高于34℃時趁熱過濾;最后一步將以上流程整理成規(guī)范的化學語言即為本題標準答案.

對于上述案例，教師引導學生利用平常建立好的化學實驗解題模型進處理題目，可以有效節(jié)省他們的時間與精力，使其在考試中遇到此類試題時能夠輕松的應對，且正確率較高.

在高考化學復習活動中，教師需充分意識到有效運用模型認知的重要性與價值，利用平常教學中的各個契機指導學生建立多種多樣的化學模型，使其處理化學問題時可以對原有認知模型進行合理的加工與優(yōu)化，逐步提高他們的模型認知素養(yǎng).

參考文獻：

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[2]尤菲.基于證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)分析高中化學教學模式設計[J].教育界，2021（15）：56-57.

[責任編輯：季春陽]

收稿日期：2021-09-25

作者簡介：葉雷（1981.6-），男，甘肅省靖遠人，本科，中學高級教師，從事高中化學教學研究.

基金項目：本文系甘肅省教育科學 “十三五”規(guī)劃2020年度一般課題“模型認知在高考化學復習中的運用研究”，課題立項號 GS[2020]GHB1102，研究成果.