模型认知在高考化学复习中的有效运用

叶 雷

(甘肃省靖远县第二中学 730699)

模型认知即为学生能认识化学现象和模型之间的联系，可运用多种模型对化学现象进行描述与解释，根据物质及其变化的信息来构建模型，形成解决辅助化学问题的思维框架，预测物质及其变化可能出现的结果.在高考化学复习中有效运用模型认知，可让学生遇到类似的化学问题时，通过思考与分析以后找到同当前问题相对应的模型，他们由此处理试题.

一、构建化学知识模型，帮助学生夯实基础

在高考化学复习中有效运用建模思想，把化学问题中非本质、次要的信息舍掉，能够将本质知识变得更加清晰，也更为容易地纳入到学生固有的知识框架之中，以使他们在复习中达到正迁移的效果.高中化学教师引领学生建构知识模型时，能够将知识变得结构化、组织化与系统化，使其对化学知识进行记忆、再现与储存，增强记忆，帮助他们夯实基础.

比如，在进行“金属的化学性质”复习时，当复习到化学方程式的相关内容时，教师可以金属钠的化学性质为基准建立模型，先出示能够同钠发生反应的一些物质类型，包括：氧气、氯气、硫等单质，氧化物，酸，熔融盐与盐溶液等，由学生写出相应的化学方程式，完成模型中的内容以后，要求他们画出铝、镁、钠的原子结构示意图，且写出元素化合价，比较彼此之间的活动性.接着，教师让学生结合金属单质的共性，动脑、动笔推理出与铜、铁、镁共性有关的化学方程式，引导他们在“结构决定性质”的化学思想导向下寻找个性化内容，如：元素化合价、反应条件的不同等，实现共性与个性的相结合.

如此，教师通过共性和个性的巧妙整合，把多种同金属化学性质有关的化学方程式呈现出来，增强学生的感性认识，且由他们亲自动手完成，使其建构化学知识模型的能力得到锻炼.

二、构建化学思维模型，提高学生思维品质

化学模型中的大部分内容都属于思维下的产物，在高中化学复习中，为有效运用模型认知，教师应从简单问题着手，做好思维的起点工作，带领学生学习知识，掌握化学方法与思想，并探寻答案，帮助他们循序渐进的建构化学认知模型.高中化学教师需从传授实时、掌握学科知识层面上升至使用事实、发展学习观念、建构思维模型，提高学生的思维品质.

例如，在开展“化学平衡图像”复习时，教师可以结合教材内容及学习经验指导学生构建出有序的思维模型，主要包括以下内容：看图像，一看面，即横、纵坐标的意义，二看线，即线的走向与变化趋势，三看点，即起点、拐点与终点，四看辅助线，像平衡线、等压线与等温线等，五看量的变化，像温度变化与浓度变化等；想规律，联想化学平衡移动的原理，分析条件对化学平衡移动、反应速率的影响；作判断，利用化学平衡的原理结合图像，共同分析图像中所代表化学平衡或者反应速率的线做出准确判断.随后教师要设计一些有关化学平衡图像类的练习题，为学生提供实践训练的机会，让他们运用化学模型解题.

上述案例，教师利用化学思维模型，将问题的分析过程变得可视化，有利于学生更好地组织有关信息，使其清晰且有逻辑性的展开思考，促进他们运用所学知识分析与处理问题.

三、根据守恒定律建模，突破电学综合计算

在高考化学复习过程中，电化学知识是一类难度相对较大的教学内容，不仅理论知识的学习比较困难，解题环节更是困难重重，学生极易遇到障碍，复习就显得极为重要，可以帮助他们突破疑难点的束缚.具体来说，高中化学教师在复习环节，应当指导学生根据守恒定律建立模型，使其突破电化学综合计算的障碍，让他们快速、准确的处理这类化学试题.

在实施“电化学”复习时，教师可以组织学生着重分析这类化学试题的解题思路，即为：

(1)解题关键，依据得失电子守恒定律建立起已知量和未知量之间的纽带，建立计算时要用到的关系式；

(2)思维建模，如以通过“4 mol e-”为纽带能够构建出以下化学模型：该模型的中心是转移“4 mol e-”，分别向四周辐射以下内容：上方为O2、2H2、2Cl2，下方是4Ag、4/n×M、2Cu，右方为4H+——pH(放氧生酸型)，左方思维4OH-——pH(放氢生碱型)，其中M是金属，n是其离子的化合价数值.同时，教师带领学生认真分析这一化学模型，指出该模型具有总览电化学计算的价值与作用，可以准确判断出电极产物.

在上述案例中，教师利用这一化学模型将有关电化学的知识整合在一起，显得清晰明了、直观具体，学生通过有效运用便能快速求解出常见的电化学计算类问题，变得化繁为简.

四、依据解题思路建模，解答工艺流程问题

工艺流程类题目是高考化学中的一类常考题，通常把化工生产中的生词历程通过框图形式来表示，要求学生依据生产流程中相关化学知识逐步推进，这属于无机框图题的改进，以现代工厂生产为基础，同化工生产成本、提纯产品与保护环境等相结合，考查物质的制取、检验、提纯或分离等，教师需指引学生根据解题思路建模，助推他们解答工艺流程问题.

在“化学工艺流程题”复习中，教师指出铁硼矿的主要成分有Mg2B2O5·H2O与Fe3O4，还有少量的SiO2、Al2O3、CaO、FeO、Fe2O3等，以此为原料制备硼酸(H3BO2)，具体工艺流程：铁硼矿粉——硫酸浸入——过滤1(浸渣)——净化除杂——过滤2(滤渣)——蒸发浓缩——冷却结晶——过滤3(含镁盐母液)——粗硼酸.接着，教师指导学生建立解题思路模型，第一步是原材料，分析铁硼矿的主要成分与杂质；第二步是核心化学反应，包括制取硼酸的核心反应、硫酸浸出时发生的副反应；第三至最后一步是产品的分离与提纯，过滤1除去不溶性的生成物与杂质，净化除杂包括氧化、调pH和过滤2，蒸发浓缩冷却结晶与过滤3.

针对上述案例，教师着重引领学生形成从流程或物质本身出发分析问题的模式，千万不能脱离实际问题而建构模型，使其根据具体流程建立出解题思路模型，高效解答该类试题.

五、建立实验解题模型，辅助学生快速解题

实验教学本身就属于高中化学课程体系的重要组成部分，实验类题型也是高考中的常考题目之一，主要考查学生对化学实验方面知识及技能的掌握情况，是一类相对特殊的试题.对此，高中化学教师在平常的实验教学中，应当通过反复练习指导学生建立实验解题模型，即明确实验目的、分析实验原理、设计路线、完善细节与规范解答，辅助他们快速解题.

以“实验专题”复习为例，教师出示题目：请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：____，用少量污水乙醇洗涤、干燥、密封包装.指引学生根据上述验解题模型来解题，明确实验目的是利用NaHSO3溶液制备无水Na2SO3；实验原理第一步加入NaOH把NaHSO3转化成Na2SO3，第二步依据含硫微粒和pH的关系来控制pH，第三步根据Na2SO3的溶解度曲线确定出分离的方法；设计路线为NaHSO3溶液——NaOH——Na2SO3溶液——调节pH——结晶——无水Na2SO3；完善细节，滴加多少NaOH，滴至溶液pH约是10，结晶的方法是加热浓缩至出现大量晶体，即为蒸发结晶，获得Na2SO3的方法是高于34℃时趁热过滤；最后一步将以上流程整理成规范的化学语言即为本题标准答案.

对于上述案例，教师引导学生利用平常建立好的化学实验解题模型进处理题目，可以有效节省他们的时间与精力，使其在考试中遇到此类试题时能够轻松的应对，且正确率较高.

在高考化学复习活动中，教师需充分意识到有效运用模型认知的重要性与价值，利用平常教学中的各个契机指导学生建立多种多样的化学模型，使其处理化学问题时可以对原有认知模型进行合理的加工与优化，逐步提高他们的模型认知素养.