建模思想在高中化学解题中的应用

【摘 要】 在高中化学解题中运用建模思想，不仅能使学生突破感官和时空的局限，充分发挥学生的想象和推理能力，而且还可以拓宽学生的思维领域，从而提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

【关 键 词】 建模思想；高中；化学解题

《2015年普通高等学校招生全国统一考试大纲――化学》对学习能力的要求部分提出：“能用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和结果，并作出解释的能力。”其实，高考考试大纲要求的这种解题思想就是建模思想。

建模思想在高中化学解题中的主要作用是：①有利于学生形成和理解抽象的化学概念；②有利于学生建立反应模型，理解反应实质；③有利于学生假设体系模型，降低解题难度；④有利于学生利用数学模型，解决化学问题。

一、有利于学生形成和理解抽象的化学概念

如“化学平衡”概念的建立过程。课前学生做家庭实验并思考产生现象的原因：将雕刻成球型的冰糖（其化学成分为蔗糖）置于蔗糖饱和溶液中，并把装置放在冰箱冷藏柜里（保持温度和溶剂质量都不变），几天后，观察小球的质量和形状有无变化？学生根据实验现象（质量不变，形状有所改变）和已有的溶解平衡概念，进行如下分析、推理：

这样，通过迁移建立起了“化学平衡”概念，使枯燥的、抽象的概念变得ย直观、具体了，使学生不但能认识概念的内涵，而且能理解概念的本质。许多化学概念、物质性质都可以在建模思想的引领下，通过联想、迁移、类比、推理等思维方式建立。

二、有利于学生建立反应模型，理解反应实质

学习元素化合物知识部分，化学反应类型纷繁复杂，学生掌握起来比较⌛困难。如果在教学中概括出各类反应的反应模型，这样就能使复杂而难以掌握的问题变得有规律可循了。臂如复习“水解反应”，可以通过下列具体的化学方程式概括出反应模型。具体反应：

从具体的“水解反应”中，寻找反应机理，最终得到“水解反应”的一般规律。不仅培养了学生的概括能力，而且使学生在较高层次上理解了反应的实质， 进一步提高了灵活运用知识的能力。

三、有利于学生假设体系模型，降低解题难度

有些化学问题比较抽象，用常规方法解决时，往往感到无从下手。如果根据建模思想，将问题分解并假设为几个变化的体系模型，用理想化了的模型揭示在表面现象掩盖下的化学反应本质，问题就迎刃而解了。

例 恒温恒压下，在容积可变的容器中，反应2NO2（g）？葑N2O4（g）达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数（ ）

A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 无法判断

分析：如果按照常规思维，容器容积改变，气体浓度改变，分子数目也改变，就会误选D选项。

若根据建模思想，变换思维方式，转化思维角度，将该问题分解并假设为几个变化的体系模型，解题就方便了。

四、有利于学生利用数学模型，解决化学问题

数学是思维的工具，很多化学问题需要用½数学知识、数学方法（数学模型）来解决。运用数学模型解化学问题的基本思路是：明确化学问题中各知识点间关系→寻找各化学知识点之间的变量规律，应用化学原理建立化学模型→运用数学方法对化学模型进行处理，建立适当的数学模型→应用数学模型ท和化学规律解答化学问题。在高中化学中，数学模型解化学问题主要表现为：分类讨论的思想，转化与化归的思想，数形结合的思想，函数与方程的思想。应用这些思想解决化学问题的技巧有：极值法、十字交叉法、平均值法、方程法ข、几何法、排列组合法、图像法、数轴法、数列法、数学归纳法、中间值法、不等式法、不定方程法、待定系数法等。

将具体的化学问题转化为数学模型，转化过程中，需要进行一系列的观察、分析与综合等思维活动，不但加强了学科间的联系，而且提高了学生的抽象思维能力。

综上所述，在高中化学解题中运用建模思想，不仅能使学生突破感官和时空的局限，充分发挥学生的想象和推理能力，而且还可以拓宽学生的思维领域，从而提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

【参考文献】

[1] 陈虹利. 新课标下高中化学建模教学探究[J]. 广西教育（B版），2015（9）.

[2] 罗剑霞，谭蕴伟. 如何构建高中化学理想课堂[J]. 读写算（教育导刊），2015（13）.

[3] 叶俊. 构建思想方法提高中学化学计算能力[J]. 读写算（教育导刊），2013（10）.