基于建模思想的高中化學工藝流程題解題策略研究

摘 要：高中化學工藝流程題的起源是化學行業生產的實際情況，具有綜合性、真實性和開放性的特點，對化學知識的考查內容較為廣泛，以解決現實化學工業生產中出現的化學問題為目標，以結構圖的方式表現化工產品的主要生產工藝，并依據所蘊含的化學知識設計分步提問.

高中化學工藝流程題更加貼近現實情況

，形式更加新穎，并且包含了大量的信息，需要學生具備較強的信息融合和綜合應用能力，是當前高中階段學生在化學學科學習過程中遇到的一項難題.據此，本文基于建模思想探討高中化學工藝流程題解題的具體策略，希望能夠為高中化學教師在講解該類型題目時提供一定的參考和借鑒.

關鍵詞：建模思想；高中化學；工藝流程題

中圖分類號：G632"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2025）01-0137-03

收稿日期：2024-10-05

作者簡介：裴紅云，本科，中學一級教師，從事化學教學研究.

在高中化學課程標準明確了化學核心素養的具體內容.作為化學五大核心素養之一的證據推理和模型認知，是一個十分重要的因素，需要學生通過合理的分析、推理等方式，構建起一種較好的認知模型，并通過對應的模型來說明所遇到的化學現象，對相關現象的本質與規律有一個較為完整的認識，最終將其運用于工業實踐中的實際問題.

1 高中化學工藝流程題的結構和特點

1.1 結構

高中化學工藝流程圖的結構主要包括三個部分，分別為題頭、題干和題尾.題頭主要是對此工藝生產所需用到的原材料、工藝生產的目的、所獲得的有關產品和使用情況等方面的資料進行詳細的概述.有些問題還會提供一些文本、圖表等與問題相關的說明.題干是通過框圖的形式將具體操作、物質在轉化過程中的關聯，或者原料到產品中的主要生產流程進行直觀的呈現.在題目的結尾部分，是針對特定工藝過程中涉及的化學知識，以一系列問題為基礎，構成一個完整的化學工藝流程題［1］.

1.2 特點

高中化學工藝流程題目具有綜合性、真實性和開放性的特征，它包括操作名稱、化工術語以及文字的描述，有選擇題和非選擇題兩種題目類型.選擇題側重于考查學生對元素化合物知識的理解以及工藝過程中的基本操作的掌握，而非選擇題則側重于考查學生對化學知識的理解是否全面，具體內容涵蓋面廣，思維容量大.題干的呈現方式多是以圖表或流程圖的視角來呈現，進而設置相應的問題，主要側重于化學生產的操作措施、化學反應等方面.在能力的考查上，著重考查學生對于重點信息的獲取和分析問題的能力［2］.

2 基于建模思想的高中化學工藝流程題解題策略

2.1 充分認識流程圖的結構框架

學生在高中階段所接觸到的化學工藝流程題大部分都是將真實的化工生產過程作為題目背景，通過對化工生產過程的歸納與抽象表達，借助框圖或箭頭將重要的化工操作步驟或物質轉換的情況與其進行有效的關聯，同時還可以借助文字與圖表來補充有關的信息，然后再與流程中所包含的化學知識相結合，提出相關問題，從而構成與化學工藝流程和生產緊密聯系的題目.題目當中包括題頭、題干和設問三個部分.題頭通常會對化工產品的用途以及所需要使用到的原料進行簡單的介紹，題干則是為學生呈現生產工藝的流程圖對生產過程中所涉及的高中化學知識設置相關的問題［3］.由此可以看出，對工藝流程圖進行有效的解讀十分關鍵.通常情況下，工藝流程圖主要包括三個部分（如圖1），分別為原料的預處理過程、核心反應階段以及產品分離和提純的階段.將題目劃分為三個部分，分別對三個部分進行詳細的分析和理解，能夠充分認識到題目想要表達的工藝生產流程內涵以及需要運用哪些知識對問題進行有效的解答，從而避免學生在解答問題的過程當中因難以找到關鍵要素而無從下手的情況［4］.

2.2 分析流程轉化

對化工工藝流程圖的結構架構進行具體分析，可以清楚地知道從原材料到產品的一系列轉換及有關的作業，此時要把解析的重心集中到核心反應上.通過對流程圖表的解析，了解到流程轉換過程中的關鍵要素以及所引起的相應變化，也就是加入了什么化學品，發生了什么反應，變成了什么樣態，對系統中的雜質成分是怎么被高效地分離出去的，在生產流程中需要進行怎樣的流程操作，等等.對運行條件的有效調控也需要深入細致地研究.在對核心反應進行分析時，可以從元素的角度出發.學生通過相關價態和不同價態兩個角度，畫出對應的元素轉換路線圖（如圖2），加深對整個工藝流程的掌握，從而充分認識到題目想要考查的內容和知識點，進而使得學生在解決后續的相關問題時，能夠快速找到答案，不斷加強學生在化學工藝流程圖解題的能力和速度.

因為工藝生產流程是以去除含有核心成分的雜質為核心的工序，所以在對工藝生產流程進行解析時，應識別出哪些成分在哪個環節被除去？以何種形態被除去？在轉換的過程中，有什么具體的操作方法和措施？這就要從操作題的主線（圖3）出發進行詳細的分析，通過明確操作步驟路線，從而認識到不同階段的具體成果.

化學工藝流程中包含了一系列的實驗基礎操作，而實驗操作對于高效理解過程的轉換至關重要.通過工藝流程中詳細的實驗操作，學生可以了解到工藝生產過程中的物質發生了哪些變化，了解工藝流程中每一步轉換的具體目的，并將其與流程結構相結合，使之能對流程中每一階段所涉及的試驗操作加以整理與歸納.

2.3 培養化學工程觀

化工生產是一個具備科學性和嚴謹性的重要生產過程，所以能夠有效培養學生形成嚴謹求實的科學態度，同時也能夠有效加強學生的科學態度和社會責任.化學工藝生產與在實驗室中配制物質相比存在很多差異.首先，在實驗室內制取物質的過程中，所用的原料大多是高純度的化學試劑，而在化工的生產制造中，所用的原料組成比較復雜，往往含有各種不同的雜質，因此，在進行化工生產的時候，必須綜合考量原料的來源、成本和所含的物質對產品制備所產生的影響.在實驗室中化學反應的條件較為單一，所以具體的操作也很簡單容易，最常使用的反應條件就是加熱.但是在化工生產過程當中，該方法對反應條件的要求比較高，要實現連續生產，就必須對反應條件進行有效控制與優化.最后，在實驗室中，一般只需要生產很少的物質就可以了，但化工生產是大規模的，因此更注重的是環保意識、經濟效益的追求、物質的循環利用和如何有效提高生產效率，所以需要對這些問題進行充分考慮并有效解決［5］.

2.4 將流程圖知識網絡化

教師在開展教學過程中，通過對高中化學工藝流程題進行具體剖析，指導學生構建問題思維模型.首先，指導學生對流程圖的架構作一個具體的分類（如圖4）.重點闡述在反應前對原料的預處理、反應后產物的分離純化等工藝要點.核心反應是解析與模擬的關鍵與難點，它要求將復雜而又陌生的情景分割開來，側重于化學概念與實驗操作，讓學生融合有關元素化合物的知識與實驗方法，逐步將元素觀、分類觀等化學的基本概念融入其中，并持續強化學生對綠色化學的思維與條件優化的理念，以化整為零的方式逐一解決問題，達到流程圖知識網絡化的目標.

3 結束語

總而言之，高中化學與初中化學相比，不論是知識點的復雜情況，還是知識點之間存在的聯系，難度有了明顯的提升.在當前高中化學考試當中，化學工藝流程題已經成為考查學生對于化學知識掌握情況的重要題目類型，只有讓學生真正地掌握解題的思路，才能夠有效解決實際問題.基于建模思想開展高中化學工藝流程題解題，能夠讓學生更加直觀地對化學生產過程進行仿真觀察，將一些復雜的問題通過模型進行直觀展現，可以使一些復雜的問題得到簡單的解決，不斷加強學生對于化學知識點的理解能力，并且有效提升學生對于知識學習記憶能力，達到更加理想的學習效果.所以，教師在教學過程中要善于運用建模，引導學生對化學工藝流程圖題進行解答，全方位鍛煉學生的解題思維，提升化學學科的學習成績.

參考文獻：

［1］ 張哲浩.基于建模思想的高中化學解題技巧分析［J］.新課程教學（電子版），2019（2）：1.

［2］ 孫淑芳.基于建模思想的高中化學解題技巧［J］.高中數理化，2020（S01）：1.

［3］ 吳曉紅，李奕霖.基于模型建構的化學工藝流程題解題策略［J］.中學化學教學參考，2021（10）：73-75.

［4］ 吳建方.基于學科核心素養的高考化學工藝流程題解答策略［J］.試題與研究：教學論壇，2019（17）：2.

［5］ 李勇麗.“建模思想”在化學工藝流程題中的應用［J］.數碼設計（上），2019（03）：270-271.

［責任編輯：季春陽］