几种建模思想在高中化学解题中的应用研究

杨晓东

(安徽省芜湖市无为县无为中学 238300)

与初中阶段的化学知识相较而言，当进入到高中课堂以后，化学知识的难度和广度已经得到了明显的增加，而在高中化学的多种知识当中，更多的教师是通过题目的方式来传授化学知识，而提目的内容和隐含信息的数量也变得越来越多.因此笔者认为，在高中化学的解题过程当中，可以巧妙地使用不同的解题思维来达到高效解题的目标，其中最为有效的就是建模思想.

一、模型构建的分类

事实上目前在探讨的高中化学课堂之中的建模思想也可以被看作是构建一种初步的数学模型通过这种方式使得原有十分抽象的化学知识和化学方程式能够以一种更加具象的形态展现在学生们的脑海当中，这不仅便于学生的理解，更提高了课堂的教学效率.

1.化学方程式的建模

在高中化学阶段，要学习的化学方程式数量之多是难以想见的，不仅在日常的课本当中能够看到大量的化学方程式，同样在一些实验操作过程当中，就是需要建立在对化学方程式的充分了解和基础配比之上，才能够完成这项工作，在以往进行化学方程式知识讲授的时候，教师往往是通过配平的方式让学生进行理解，然而对于一些并不太理解，或者说记忆不那么牢固的学生来说，教师则要求他们将这些化学方程式通过死记硬背的方式记忆下来.但是这却忽视了化学这门学科独有的规律性和自然特点，在化学方程式当中实际上蕴含了世间万物的变化规律，同样也蕴含着化学物质反应的规律.所以笔者认为如果想要在化学课堂之上利用建模思想进行解题的话，那么，首先就需要去考虑如何用建模思想来应对日常的化学方程式教学，可以在进行一些化学方程式教学的时候，用化学方程式建模来进行解题，将基础的化学方程式进行拆分，寻找到其中的规律，尤其是探讨不同化学物质之间的反应规律.

2.极值法建模

极值法建模方式，实际上是在高中的数学课堂，而随着近年来理科学科的交互融合，核心素养观念的不断深化，也意味着高中的化学课堂可以借鉴这一数学学习方法.举例来说，在学习高中化学的时候，如果题目当中的条件不是那么的清晰，或者说条件不足的话，那么可以考虑使用这种极值法.也就是说，可以对题目当中的一些变量，通过极值的方式进行设定，将一些必须要进行计算的量设定出一个最大的值或者最小的值，以此来作为推演题目规律，解答化学难题的依据.

3.差量法建模

化学这门学科之所以是生动有趣的，就是因为在化学的实验，或者说在学习化学基础公式的时候就能够发现，如果其中的一个数字，或者说是一个化学元素进行变化的话，那么，整个公式、整个实验的结果都会发生天翻地覆的变化.而在解答化学难题的时候，同样可以利用这种方法采取差量法建模的形式，根据不同变量所得出的不同结果，寻找到这不同计算过程当中所产生的差值.这个差值有可能是物质反应前后的质量变化，也可能是热量变化，更可以是气体物质的体积变化等等.但归根结底，当进行这种差量法建模的时候，就能够发现，通过不同差量结果的对比，总可以寻找到一定的规律，而这种规律也可以形成具体的比例关系，反映出物质反应的差值.但值得注意的是，虽然插值法建模，在高中化学课堂当中被广为应用，但是其中所带来的误差也是不容忽视的.

二、在高中化学解题中应用建模思想的具体途径

1.通过情境创设进行建模

情景教学法在整个教育活动当中都是被应用频率最高的一种教育方法，这是因为通过教师人为地创建出不同的情景，可以为学生带来更加直观的感受，也可以将这些难题转化为学生比较熟知的内容.笔者认为，在高中化学的解题过程当中，可以采取情境创设的办法来实现建模思想的应用，举例来说，当教师讲解到一些比较晦涩难懂的问题的时候，就可以寻找到这种陌生问题和学生已知知识和已有生活经验之间的关联.将这个关联的不断放大寻找，创设出不同的生活性情景，也可以根据实验室的设备来完成实验情境的创建.

例如，在刚刚接触到碳酸氢钠的时候，很多学生对这种化学元素的了解不是那么的深刻，这时候教师就可以去考虑在实际的生活当中，有没有一些物品是以包含了碳酸氢钠这一化学元素的，那么显而易见的是在日常生活中的小苏打作为一种厨房用品，经常性的出现在人们的生活当中，而小苏打就是碳酸氢钠，通过在实验当中对其进行加热，可以将其分解为水、二氧化碳以及碳酸钠.通过这种实验情景的创建，可以使得学生们对碳酸氢钠这一化学元素的认知更加了解，也可以了解到什么样的化学元素共同配比才能够组成碳酸氢钠.

2.通过逐项分解进行建模

事实上，如果对建模思想进行深入分析的话，就能够发现建模思想本身就是一次系统化的逐项分解，就是将原有的化学方程式和化学知识进行一次又一次的细化拆解.所以，笔者建议，在高中化学的题目讲解过程当中，就可以通过逐项分解的方式来完成建模思想的应用.这种教学方法可以被广泛的应用在化学概念，化学定理以及化学方程式的教学过程当中，同样，在化学反应原理的实验教学过程当中也可以应用逐项分解法来开展教学活动.

举例来说，在学习守恒法则的时候，教师就可以利用逐项分解的思维来进行建模.如果题目当中出现了一部分化学反应或者是化学方程式时，就可以利用化学当中的守恒原则，化学方程式大部分都是根据化学反应后元素守恒推断出来的，例如在化学溶液的配制当中，常常需要根据化学方程式和守恒原则来计算溶液原物质的质量以及配置后的溶液浓度等数值.

综上所述，随着化学知识学习时间的增多，也意味着高中化学知识的难度也获得了显著的增强，在高中化学的课堂当中，无论是解答一些比较困难的题目，还是学习化学方程式和化学原理，都是需要通过建模思想来完成的.