基于建模思想的高中化学工艺流程题解题策略研究

摘 要：高中化学工艺流程题的起源是化学行业生产的实际情况，具有综合性、真实性和开放性的特点，对化学知识的考查内容较为广泛，以解决现实化学工业生产中出现的化学问题为目标，以结构图的方式表现化工产品的主要生产工艺，并依据所蕴含的化学知识设计分步提问.

高中化学工艺流程题更加贴近现实情况

，形式更加新颖，并且包含了大量的信息，需要学生具备较强的信息融合和综合应用能力，是当前高中阶段学生在化学学科学习过程中遇到的一项难题.据此，本文基于建模思想探讨高中化学工艺流程题解题的具体策略，希望能够为高中化学教师在讲解该类型题目时提供一定的参考和借鉴.

关键词：建模思想；高中化学；工艺流程题

中图分类号：G632"" 文献标识码：A"" 文章编号：1008-0333（2025）01-0137-03

收稿日期：2024-10-05

作者简介：裴红云，本科，中学一级教师，从事化学教学研究.

在高中化学课程标准明确了化学核心素养的具体内容.作为化学五大核心素养之一的证据推理和模型认知，是一个十分重要的因素，需要学生通过合理的分析、推理等方式，构建起一种较好的认知模型，并通过对应的模型来说明所遇到的化学现象，对相关现象的本质与规律有一个较为完整的认识，最终将其运用于工业实践中的实际问题.

1 高中化学工艺流程题的结构和特点

1.1 结构

高中化学工艺流程图的结构主要包括三个部分，分别为题头、题干和题尾.题头主要是对此工艺生产所需用到的原材料、工艺生产的目的、所获得的有关产品和使用情况等方面的资料进行详细的概述.有些问题还会提供一些文本、图表等与问题相关的说明.题干是通过框图的形式将具体操作、物质在转化过程中的关联，或者原料到产品中的主要生产流程进行直观的呈现.在题目的结尾部分，是针对特定工艺过程中涉及的化学知识，以一系列问题为基础，构成一个完整的化学工艺流程题［1］.

1.2 特点

高中化学工艺流程题目具有综合性、真实性和开放性的特征，它包括操作名称、化工术语以及文字的描述，有选择题和非选择题两种题目类型.选择题侧重于考查学生对元素化合物知识的理解以及工艺过程中的基本操作的掌握，而非选择题则侧重于考查学生对化学知识的理解是否全面，具体内容涵盖面广，思维容量大.题干的呈现方式多是以图表或流程图的视角来呈现，进而设置相应的问题，主要侧重于化学生产的操作措施、化学反应等方面.在能力的考查上，着重考查学生对于重点信息的获取和分析问题的能力［2］.

2 基于建模思想的高中化学工艺流程题解题策略

2.1 充分认识流程图的结构框架

学生在高中阶段所接触到的化学工艺流程题大部分都是将真实的化工生产过程作为题目背景，通过对化工生产过程的归纳与抽象表达，借助框图或箭头将重要的化工操作步骤或物质转换的情况与其进行有效的关联，同时还可以借助文字与图表来补充有关的信息，然后再与流程中所包含的化学知识相结合，提出相关问题，从而构成与化学工艺流程和生产紧密联系的题目.题目当中包括题头、题干和设问三个部分.题头通常会对化工产品的用途以及所需要使用到的原料进行简单的介绍，题干则是为学生呈现生产工艺的流程图对生产过程中所涉及的高中化学知识设置相关的问题［3］.由此可以看出，对工艺流程图进行有效的解读十分关键.通常情况下，工艺流程图主要包括三个部分（如图1），分别为原料的预处理过程、核心反应阶段以及产品分离和提纯的阶段.将题目划分为三个部分，分别对三个部分进行详细的分析和理解，能够充分认识到题目想要表达的工艺生产流程内涵以及需要运用哪些知识对问题进行有效的解答，从而避免学生在解答问题的过程当中因难以找到关键要素而无从下手的情况［4］.

2.2 分析流程转化

对化工工艺流程图的结构架构进行具体分析，可以清楚地知道从原材料到产品的一系列转换及有关的作业，此时要把解析的重心集中到核心反应上.通过对流程图表的解析，了解到流程转换过程中的关键要素以及所引起的相应变化，也就是加入了什么化学品，发生了什么反应，变成了什么样态，对系统中的杂质成分是怎么被高效地分离出去的，在生产流程中需要进行怎样的流程操作，等等.对运行条件的有效调控也需要深入细致地研究.在对核心反应进行分析时，可以从元素的角度出发.学生通过相关价态和不同价态两个角度，画出对应的元素转换路线图（如图2），加深对整个工艺流程的掌握，从而充分认识到题目想要考查的内容和知识点，进而使得学生在解决后续的相关问题时，能够快速找到答案，不断加强学生在化学工艺流程图解题的能力和速度.

因为工艺生产流程是以去除含有核心成分的杂质为核心的工序，所以在对工艺生产流程进行解析时，应识别出哪些成分在哪个环节被除去？以何种形态被除去？在转换的过程中，有什么具体的操作方法和措施？这就要从操作题的主线（图3）出发进行详细的分析，通过明确操作步骤路线，从而认识到不同阶段的具体成果.

化学工艺流程中包含了一系列的实验基础操作，而实验操作对于高效理解过程的转换至关重要.通过工艺流程中详细的实验操作，学生可以了解到工艺生产过程中的物质发生了哪些变化，了解工艺流程中每一步转换的具体目的，并将其与流程结构相结合，使之能对流程中每一阶段所涉及的试验操作加以整理与归纳.

2.3 培养化学工程观

化工生产是一个具备科学性和严谨性的重要生产过程，所以能够有效培养学生形成严谨求实的科学态度，同时也能够有效加强学生的科学态度和社会责任.化学工艺生产与在实验室中配制物质相比存在很多差异.首先，在实验室内制取物质的过程中，所用的原料大多是高纯度的化学试剂，而在化工的生产制造中，所用的原料组成比较复杂，往往含有各种不同的杂质，因此，在进行化工生产的时候，必须综合考量原料的来源、成本和所含的物质对产品制备所产生的影响.在实验室中化学反应的条件较为单一，所以具体的操作也很简单容易，最常使用的反应条件就是加热.但是在化工生产过程当中，该方法对反应条件的要求比较高，要实现连续生产，就必须对反应条件进行有效控制与优化.最后，在实验室中，一般只需要生产很少的物质就可以了，但化工生产是大规模的，因此更注重的是环保意识、经济效益的追求、物质的循环利用和如何有效提高生产效率，所以需要对这些问题进行充分考虑并有效解决［5］.

2.4 将流程图知识网络化

教师在开展教学过程中，通过对高中化学工艺流程题进行具体剖析，指导学生构建问题思维模型.首先，指导学生对流程图的架构作一个具体的分类（如图4）.重点阐述在反应前对原料的预处理、反应后产物的分离纯化等工艺要点.核心反应是解析与模拟的关键与难点，它要求将复杂而又陌生的情景分割开来，侧重于化学概念与实验操作，让学生融合有关元素化合物的知识与实验方法，逐步将元素观、分类观等化学的基本概念融入其中，并持续强化学生对绿色化学的思维与条件优化的理念，以化整为零的方式逐一解决问题，达到流程图知识网络化的目标.

3 结束语

总而言之，高中化学与初中化学相比，不论是知识点的复杂情况，还是知识点之间存在的联系，难度有了明显的提升.在当前高中化学考试当中，化学工艺流程题已经成为考查学生对于化学知识掌握情况的重要题目类型，只有让学生真正地掌握解题的思路，才能够有效解决实际问题.基于建模思想开展高中化学工艺流程题解题，能够让学生更加直观地对化学生产过程进行仿真观察，将一些复杂的问题通过模型进行直观展现，可以使一些复杂的问题得到简单的解决，不断加强学生对于化学知识点的理解能力，并且有效提升学生对于知识学习记忆能力，达到更加理想的学习效果.所以，教师在教学过程中要善于运用建模，引导学生对化学工艺流程图题进行解答，全方位锻炼学生的解题思维，提升化学学科的学习成绩.

参考文献：

［1］ 张哲浩.基于建模思想的高中化学解题技巧分析［J］.新课程教学（电子版），2019（2）：1.

［2］ 孙淑芳.基于建模思想的高中化学解题技巧［J］.高中数理化，2020（S01）：1.

［3］ 吴晓红，李奕霖.基于模型建构的化学工艺流程题解题策略［J］.中学化学教学参考，2021（10）：73-75.

［4］ 吴建方.基于学科核心素养的高考化学工艺流程题解答策略［J］.试题与研究：教学论坛，2019（17）：2.

［5］ 李勇丽.“建模思想”在化学工艺流程题中的应用［J］.数码设计（上），2019（03）：270-271.

［责任编辑：季春阳］