化學建模論文

　　建模教學是近年來剛興起的一種教學模式,該教學模式具有諸多優勢,已經引起了化學和物理教育專家的重視。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于化學建模論文的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　化學建模論文篇1

　　談初中化學思維建模

　　【摘 要】思維建模是抽取一類問題的本質特征，形成對該類問題的結構化認識，并找出問題解決方案的認知方法。思維建模包括分析、建模和解模三個過程。在教學中掌握化學思維建模方法會起到事半功倍的效果。

　　【關鍵詞】化學 思維 建模

　　思維模型建構簡稱思維建模，是對問題進行辨認和界定，并與原有認知結構對接、同化、整合、拓展，抽取該類問題的本質特征，最終形成該類問題的結構化認識，并找出問題解決方案的認知方法。其原理就是人們常說的“把未知轉化為已知，用已知來解決未知”。

　　一、思維建模的過程

　　思維建模包括分析、建模和解模三個過程。

　　分析過程：主要是對特定的研究對象進行抽象、概括，抓住其主要信息及與相關對象的共性特征。

　　建模過程：主要是抽象思維或非邏輯思維的應用，通過舍棄研究對象的一些次要細節及非本質的聯系，對研究對象的主要信息做出一些必要的簡化、假設和一般化處理，并用適當的文字、公式或實物等方式去再現原型的各種復雜結構、特征、功能和聯系，以建構相對固定的思維模型。

　　解模過程：主要是邏輯思維的運用，運用已經建構的思維模型去解釋研究對象，解決實際問題。

　　二、思維建模的教學運用

　　空氣是一種無色、無味的氣體，不易被人察覺。直到1777年拉瓦錫才通過實驗認識到空氣是由O2、N2組成的混合氣體。教科書中同時呈現拉瓦錫當年的實驗裝置和現代教師演示的裝置圖，其實驗原理的選擇和實驗裝置的演變值得化學初學者深入探究。

　　1.分析過程。

　　學生是信息加工的主體，學生將其所獲得的新知與已有知識建立起實質性的聯系是完成思維建模的關鍵。怎樣才能有效地引導學生尋找新知的固著點和生長點呢?筆者認為應當合理地設置問題，引導學生利用分析、比較、抽象、概括等思維方法尋找新知與已有知識的共同屬性，以問題的解決為分析過程的驅動力。

　　此實驗可設置如下問題：如何讓空氣中的氧氣顯現出來?怎樣讓O2、N2分離?為什么燒杯中的水會流入集氣瓶中?能否用蠟燭代替紅磷?拉瓦錫的裝置與現在的實驗裝置在設計上有哪些相似之處?為什么現在不用汞而改用紅磷?由此實驗可以獲得哪些結論?

　　在分析過程中教師要適時結合學生已有經驗加以點撥，幫助學生理解。如學生在生活中已知道用水來檢驗車胎是否漏氣，由此可尋找出問題的共同屬性，解決“如何讓空氣中的氧氣顯現出來”，也可讓其在水中顯現氣體的外形;再如教師還可補充如圖實驗，學生很容易理解上升的水的體積等于抽走氣體的體積。

　　2.建模的過程。

　　通過上述的分析可以獲得以下思維模型：

　　(1)測量氣體的體積可以用轉化的方法：無形的氣體可以通過液體顯現出來。

　　(2)可以通過化學變化等方法去除混合物中的某一種。

　　(3)氣體壓強的改變導致液體的流動。

　　(4)根據實驗原理可以設計多種裝置完成實驗，綜合考慮，好中選優。

　　3.解模的過程。

　　解模可以通過設置相關問題情境或習題加以練習。

　　【案例1】下圖是某校學生設計空氣成分測定實驗的裝置圖，請分別說出實驗的可能現象。

　　【分析】此題可對剛建好的思維模型進行及時鞏固，同時通過E中“活塞先向右移動，最后回到‘4’的位置” 這一現象與先前認識“壓強減小”產生認知沖突，由此可建新模――溫度升高氣體壓強增大，溫度降低氣體壓強減小。因此，分析、建模、解模的過程也是一個螺旋提升、不斷實現新思維建模的過程。

　　【案例2】下圖不能用于檢查裝置氣密性的是( )。

　　【分析】可通過“無形的氣體可以通過液體顯現出來”的思維模型來解答。如圖是用來測量氣體體積的裝置，若原廣口瓶中的水沒有裝滿，則對氣體的測量結果有無影響?也要通過此思維模型來解答。

　　【案例3】下圖不能用來證明CO2能與NaOH反應的裝置是( )。

　　【分析】此組實驗是利用“無形的氣體可以通過液體顯現出來”“壓強的改變導致液體的流動”思維模型解答，同時也可拓展得出新思維模型：“呈現氣體及壓強的變化除液體外還有多種，如……”

　　三、思維建模的實踐心得

　　第一，思維建模在實際教學中已經被自覺或不自覺地運用，現提出使其凸顯出來，意在引起師生關注，使教學思維更加清晰。

　　第二，思維建模的主體是學生，要充分發揮學生的主體性和能動性，創設適當的問題情境，以問題解決為驅動力，以培養學生分析、解決問題的能力為目的。同時了解學生現有的認知結構，找準思維建模的生長點，設置巧妙的問題及恰當的點撥，也是教師教學基本功的體現。

　　第三，初中化學思維建模有多種，在教學中要不斷幫助學生歸納總結，一般可從以下角度引發學生思考：(1)操作步驟──為達某一實驗目的，應當經過哪些操作步驟?這些步驟先后順序如何確定?為什么要經過這些步驟?為什么要安排這種順序?省略或顛倒某些步驟會有什么影響?(2)注意事項──實施某個實驗步驟時應注意做什么或不能做什么，原因何在?(3)安全措施――實驗過程可能會出現什么不安全的事故?如何防范?萬一出現事故應如何處置?依據何在?

　　在落實到某一具體的知識學習時，要從教學內容和學生水平的實際出發，抓住某些側重點展開思維訓練，沒有必要也不可能面面俱到。要以建模思想梳理化學知識，通過建立形式表達模型，使化學知識形式化、規律化，從而不斷地使知識網絡化、系統化，建立自己的知識塊。

　　第四，整個化學學習的過程是思維不斷建模的過程，要想從繁雜的概念、現象中建模，是離不開教師分層次、有計劃的指導訓練的。化學思維建模最終是要形成化學知識中最本質、最核心的東西，化學思維建模可有效地將學生帶離題海戰的怪圈。

　　【參考文獻】

　　[1]吳瓊.中學化學教學建模[M].南寧：廣西教育出版社，2003.

　　[2]王滋�.化學建模教學課程設計的初步探索[J].中學化學教學參考，2006(7).

　　[3]洪明.建模思想在高三化學復習中的應用[J].中學教學參考，2013(7).

　　化學建模論文篇2

　　試談建模思想在化學解題中的應用

　　摘要：運用建模思想解題能使抽象的問題形象化，能使解題過程模式化、具體化、可視化，提高解題過程的規范化、可操作性。如果教師能在平時的教學中適時運用建模思想這一教學策略，可以改進學生的學習方法、降低學習難度，從而提高學習興趣，達到教師的教和學生的學和諧統一，提高課堂教學效率。

　　關鍵詞：建模;化學反應;概念圖

　　《廣東省2011年初中畢業生化學學科學業考試大綱》"考試要求"在"分析和解決(解答)化學問題的能力"一欄中提出："能應用分析和綜合、類比和比較、判斷和推理、歸納和概括等思維方法建立知識之間的聯系，形成合理的認知結構，去分析、解決一些基本的化學問題"。建模就是其中的一種思維方法。我認為，建模即建立系統模型的過程，建模思想就是把研究對象的一些次要及非本質的因素舍去，通過演繹、分析、概括、歸納，將其轉化為普遍的本質規律(一個已有的關系、共性或結構)，從而用以解決實際問題的思維方法。其原理就是人們常說的"把未知轉化為已知，用已知來解決未知"。

　　在化學教學中，運用建模思想解題能使抽象的問題形象化，能使解題過程模式化、具體化、可視化，從而提高解題的速度和命中率。那么，在解決實際問題中，應如何建模?主要有哪些類型?現結合部分典型試題分析如下。

　　1.構建等效化學式模型

　　例1、現有NaCl和KCl的混合物，已知氯元素的質量分數為a%，求混合物中K%和Na%。

　　分析：很明顯這兩種物質的組成元素不同，所以分子量也不同。為了計算方便，可將K的原子量39用Na-23和O-16代替，構建出KCl的等效化學式-"NaClO"(模型見下圖)

　　假設混合物質量為100g，能得出：n(NaCl)=n(Cl)，n(K)=n(O)，則K%=100-58.5a/35.516×39，Na%=1-K%-a%。以此類推，還可用于計算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，是初中化學一道常見的計算，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。

　　2.構建化學反應類型模型

　　例2、請寫出下列復分解反應的化學方程式。

　　1、AgNO3+HCl---2、K2CO3+Ca(OH)2---

　　3、Na2CO3+CaCl2---4、H2SO4+BaCl2---

　　5、HNO3+NaOH---6、NaOH+CuSO4---

　　分析：復分解反應是初中化學中非常重要，也是學生最不容易掌握的反應類型，是中考必考的反應。教師在實際教學中，可通過許多相關反應，進行類比，從中找出反應規律，構建出復分解反應的一般模式。

　　通過教師引導，學生就很容易寫出正確的復分解反應方程式了。

　　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"。有關化學反應原理這類問題紛繁復雜、學生很容易弄混淆，而構建各種反應類型模型，如化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應、取代反應、加成反應等，就會使復雜的問題變得有規律、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。

　　3.構建化學反應過程模型

　　例3、將N2，CO，HCl三種混合氣體依次通過NaOH溶液，濃硫酸，灼熱的CuO，假設每次處理均能完全反應(或吸收)則最后排出的氣體是()

　　A、N2，CO2B、H2O(氣)，N2C、N2D、HCl、CO

　　分析：本題是推斷氣體的成分，筆者在批改作業時發現，學生在該題的錯誤率全班高達2/3，很多學生都不假思索的選擇了C，很明顯審題不仔細。基于此，筆者在評講時首先引導學生注意題目所給的信息，NaOH溶液、濃硫酸、灼熱的CuO分別能和誰反應?每一步有哪些氣體參加了反應，生成了哪些氣體?在教師的引導下，讓學生重新梳理一遍解題的思路，自己找到癥結所在，這樣問題也就迎刃而解了。答案為A。

　　隨著學習的不斷深入，每一種物質所涉及到的知識點越來越多，彼此間的關系錯綜復雜，中考要求的層次也較高，而涉及這部分知識的問題包含的物質往往較多、相互間的反應較多、相互間的反應順序復雜，學生思維很混亂，一時難于下手，利用構建反應過程模型法解題，可以將無序的思維有序化，思路清晰，使解題過程一目了然，從而提高解題的命中率。此法還適用于解固體混合物與某溶液反應后過濾，濾液和濾渣成分的探究;物質的檢驗、分離和提純等一些難度較大的題目。

　　4.構建化學概念圖模型

　　例4、下面是五種粒子的結構示意圖：

　　(1)圖中粒子共能表示種元素，其中是原子的有。

　　(2)圖中表示陽離子的是(填編號)，E的粒子符號是。

　　(3)B與E形成的化合物的化學式，該化合物是由(填"分子"、"原子"或"離子")構成的。

　　分析：本題通過粒子結構示意圖考察學生對物質、元素、分子、原子、離子間關系及原子序數與元素周期表中對應的元素的掌握情況，是中考的常見題。這些概念，既有區別，又有聯系，學生極易弄混淆。在平時的教學中教師可通過構建概念圖的模型來抓住它們內在的本質聯系，加強學生對概念的理解和掌握。

　　化學概念是課程內容的重要組成部分，是化學知識的"骨架"。但是抽象的化學概念看不見、摸不著，又很難想象，往往使學生望而生畏，易挫傷學習的積極性。在平時教學中，我們經常遇到這樣的問題，一些學生易錯的概念，在評講復習時教師盡管再三強調，但仍有學生在解答類似的問題時，犯同樣的錯誤，讓教師大傷腦筋。這是由于平時我們的教學都是按照單元課題順序進行的，所以學生學習的概念還處于孤立、零散階段，尚未將其聯結成網絡與體系。通過幾年的教學實踐，筆者認為構建"概念圖"模型這一教學策略可以改變學生的認知方式，強化記憶，提高復習的有效性。