高中化學解題中建模思想的應用

賈 樂

(寧夏青銅峽市高級中學 751600)

在高中化學解題教學中，合理利用建模思想，讓解題更加高效輕松，筆者從以下五個方面進行闡述.

一、有機結合知識模型，應用建模思想解題

建模思想強調的是基于整體視角切入，需要多整個知識體系和結構進行梳理，明確各個知識點間的關系.在高中化學解題教學中，為有效應用建模思想，首先要把知識與模型有機結合，引導學生學會舉一反三，將化學理論知識融入到模型中，把化學題目變得更加具體與直觀，使其搜索記憶庫中儲存的知識，快速確定解題方向，讓他們借助建模思想順利解題.

例如，在學習酸與堿的中和反應時，教師先結合中和反應的概念列舉一些生活實例來講解，引領學生聯想到實際生活中存在的大量中和反應，如：用熟石灰改良酸性土壤和處理酸性污水；制松花蛋的堿性物質使松花蛋有澀味，可以使用醋將澀味除掉；采用肥皂水中和蜂毒；使用胃舒平中和胃酸；等，讓他們建立“酸+堿=鹽+水”的模型.之后，教師設置題目：從中和反應角度分析清晰羽絨服的原理，學生將會聯想到構建的酸堿中和反應模型，使其以小組為單位，用常見的小蘇打和白醋操作實驗，把這兩種試劑按照適當濃度制作成溶液，先使用小蘇打溶液清晰臟污處，再利用白醋溶液涮洗，最后采用清水沖洗干凈，要求他們認真觀察實驗現象，結合中和反應模型順利解題.

上述案例，教師充分運用實際生活中素材，帶領學生認真分析這些生活現象中的化學知識，使他們先初步建立模型，再嘗試完善模型，將解題思路變得具體清晰，求出正確答案.

二、合理應用建模思想，學生快速找到答案

在高中化學解題教學中，學生普遍認為化學題目比較抽象，很難找到規律所在，他們在分析與解答中難以形成系統化流程，導致錯誤頻出，影響學習化學的自信.這時教師可指導學生應用建模思想來解題，尤其是在遇到一些難度系數一般的題目時，通過建模思想能夠幫助他們快速找到答案，不僅可以強化對理論知識的理解，還能夠改善解題水平.

例1 在常溫環境下，三氯化鐵溶于適量的蒸餾水，能夠形成低濃度的氫氧化鐵膠體，那么下列敘述正確的是( ).

A.由FeCl3三氯化鐵到Fe(OH)3氫氧化鐵膠體，中間沒有發生任何化學變化

B.三氯化鐵溶液和氫氧化鐵膠體中的分散質顆粒直徑大小一樣

C.能夠使用丁達爾現象實驗來鑒別三氯化鐵溶液和氫氧化鐵膠體

D.三氯化鐵能用來當作凈水劑使用

解決這一題目時，教師指導學生使用建模思想，選項A，結合題意得知有新物質生成，所以有化學變化發生，故錯誤；選項B，應把液體和膠體的特點建立成模型作對比，發現答案錯誤；選項C，依據液體和膠體的特點構建模型，判斷出該選項正確；選項D，應當把所有具有凈水功能的物質建立一個模型，發現D正確.

在上述案例中，學生合理應用建模思想分析和解答題目，將解題過程變得極為簡單，中間將省去很多繁瑣的步驟，他們不僅可以快速找到答案，還能夠有效減少錯誤現象的出現.

三、科學使用建模思想，規范學生解題思路

在高中化學教學過程中，解題教學相當關鍵，既能檢測學生掌握知識的情況，深化理解與記憶，還可讓他們擁有運用所學知識處理問題的機會，為將來的考試做準備.要想有效提升學生的解題水平，教師可指引學生科學使用建模思想分析題目，有條理的整理思路，形成更為規范的解題模式，使其應用建模思想以不變應萬變，選擇恰當的解題方法.

例2 這里有2瓶硫酸，濃度不相同，把質量相同的硫酸混合后，得到溶液的溶質質量分數為a%，當體積相同混合時質量分數則為b%；利用濃度不相同的氨水做同樣操作，質量一樣混合時得到溶液中溶質的質量分數也是a%，等體積混合時則為c%，請判定a、b、c的大小關系.

解析學生知道硫酸濃度越大，密度也越大，氨水是濃度越小，密度越大，假設m濃硫酸=m稀硫酸1+m稀硫酸2，V濃硫酸=V稀硫酸1+V稀硫酸2，m稀氨水=m濃氨水1+m濃氨水2，V稀氨水=V濃氨水1+V濃氨水2，通過圖1所示模型展示溶液的各種混合情況，學生仔細觀察和研究后發現，在硫酸溶液中的得出b%>a%，再結合氨水溶液的情況發現c%a>c.

圖1

這樣學生在分析與處理有關溶液激起質量分數的試題時，如果運用平常的方法很難找到突破口，通過建立溶液混合的模型可以幫助他們掌握問題的本質，使其解題思路更加規范.

四、巧妙運用建模思想，適當加快解題速度

在高中化學解題教學中，為幫助學生順利解題，需用到一定思想方法，建模思想就是其中之一，把建模思想運用至高中化學解題中可以幫助學生形成規范的解題思路，使其理解化學問題的實質.教師應該引導學生巧妙運用建模思想解題，使其在處理題目過程中找準題目之間的關系與規律，準確使用化學公式，適當降低題目難度，讓他們快速解題.

對于上述案例，教師指引學生巧妙運用建模思想分析和解答題目，將解題過程由復雜變得簡單，不僅能夠有效加快他們的解題速度，還可以降低錯誤率，最終提升解題的正確性.

五、靈活構建多元模型，輔助學生高效解題

由于高中化學涉及到知識點較多，能夠建立的化學模型也有很多，包括：化學式子模型、反應類型模型、反應過程模型和溶液混合模型等，不同知識類型所對應的模型也不同.所以，在高中化學解題教學中應用建模思想時，教師應指引學生根據化學理論知識靈活構建多元化的模型，再根據具體題目有的放矢的選擇和運用模型思想，最終輔助他們高效率的解題.

例4 寫出以下兩個水解反應的方程式：NH2Cl+H2O→，Al4C3+H2O→.

水解反應屬于高中化學中一個十分關鍵的反應類型，常見的有鹽類、金屬氮化物、鹵素互化物、鹵代烴及酯的水解等，學生需先掌握水解反應的定義，并用自己的話來描述：當水和另外一種化合物發生反應時，該化合物會分成兩個部分，水中的氫離子加入到其中一部分，而羥基(—OH)則加到另外一個部分，將會生成兩種或兩種以上新物質.使其結合其它類似反應發現與總結水解反應的規律，建立出相應的模型，如圖2所示：水解物質中通過帶正電微粒+OH-與帶負電微粒+H+變成H2O.隨后利用模型分析上述題目，得到：NH2Cl+H2O→NH3+HCl，Al4C3+H2O→4Al(OH)3↓+3CH4↑.

圖2

上述案例，在化學反應類的題目中內容復雜、抽象，教師指導學生通過圍繞水解反應構建模型，將問題有復雜變得簡單，還顯得有規律可循，讓他們深層次理解水解反應的實質.

總之，在高中化學解題中應用建模思想，是提升解題速度與準確度的有效方法，教師應精心設計一系列高質量的練習題，為學生提供大量運用建模思想解題的機會，使其在練習中逐步提升熟練度，讓他們的思維變得更加深刻、靈活、敏捷、獨立與廣闊.