购物车(0)
化学建模论文:利用数学建模理论整合化学实验计算
导读::应用数学知识将化学实验中的计算问题抽象成为数学问题,概括归纳成数学模型,再借助数学建模有关理论知识去加以解决,是数学理论在实践学科的实际应用。以实物模型或数据模型为目的来进行的研究课题,表现在比例方程模型、代数方程模型、几何画板模型、排列组合模型、数列极限模型、数列求和模型、极值思维模型等方面。
关键词:数学建模,数学模型,化学计算
数学建模理论的设计应用是近年来新课程教改的重要体现。将化学问题抽象成为数学问题,利用数学工具,结合化学知识解决化学问题,是化学解题能力训练的较高层次。在我们以往的教学中较为重视教学内容的知识性把握和模仿训练,而较忽视思维能力训练的方式和过程。将化学计算知识抽象成为数学问题,概括归纳建立数学模型,以实物模型或数据模型为目的来进行的带技术性的研究课题, 就是建模应用式的研究性学习,是数学理论在实践学科的实际应用。
1 数学模型与数学建模概念
数学模型就是对于一个特定的对象为了一个特定目标,根据特有的内在规律,做出一些必要的简化假设,运用适当的数学工具,得到的一个数学结构。数学结构可以是数学公式,算法、表格、图示等。
当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。
数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并解决实际问题的一种强有力的数学手段。
2 利用数学模型解决化学计算的意义
化学计算的目的不仅在于化学实验的数据处理,教学的意义更在于学生解题能力的培养和素质训练数学模型,利用数学模型解决化学计算的意义,初步归纳一下,有以下几个方面:
⑴利用数学模型解决化学计算,能提高学生的逻辑思维能力,使他们思路清晰,条理分明,有条不紊地处理头绪纷繁的各项工作。
⑵有助于培养学生认真细致、一丝不苟的科学态度和学习习惯。
⑶数学上追求的是最有用(广泛)的结论、低的条件(代价)以及最简明的证明,可以使学生形成精益求精的风格,凡事力求尽善尽美。
⑷通过建立数学模型、再到解决实际问题的全过程,提高他们运用数学知识处理现实生活中各种复杂问题的意识、信念和能力。
⑸通过利用数学模型解决化学计算的训练,可以使学生增强拼搏精神和应变能力,能通过不断分析矛盾,从表面上一团乱麻的困难局面中理出头绪,最终解决问题。
⑹可以调动学生的探索精神和创造力,使他们更加灵活和主动,发现不同的教学领域或教学理论之间的内在联系、拓展学科知识的应用范围以及解决现实问题的能力,逐步显露出自己的聪明才智。
⑺使学生具有某种数学上的直觉和想象力、判断力,能够根据所面对的问题的本质或特点,八九不离十地估计到可能的结论,为实际的需要提供借鉴。
数学建模解决化学计算的开展,通过发挥其独特的作用,无疑为实施素质教育作出重要的贡献。第三世界科学院院士、复旦大学教授、数学模型专家李大潜说:“数学建模的教学及竞赛是实施素质教育的有效途径。”
3 构造数学模型整合化学实验计算
3.1比例方程模型——算法模型
利用化学方程式的比例关系,计算反应物的用量或求解产物,是化学实验计算教学中的一大类型。在高中阶段,可以利用质量(摩尔质量)、体积(气体摩尔体积)和物质的量三种物理量同时计算,方法是:给什么,用什么;求什么,设什么;(比例式)上下单位同一。方法使用举例说明如下。
[例1] 求5.4gAl与足量盐酸反应生成氢气的体积?消耗6mol/L的盐酸多少毫升?
解:
3.2代数方程模型——公式模型
[例2]在25℃时,10体积强酸和1体积强碱混合恰好呈中性,则强酸和强碱的pH之间应满足什么关系?
分析:由于pH与数学中的对数知识相关联,本题可利用数学中的对数来解决。
解:设强酸pH= -lg[H+]=x,则知[H+]=10-x;
同理设强碱pH=y=-14+lg[OH-],则知[OH-]=10y-14。
由于2者混合后溶液呈中性,有:V强酸·[ H + ]=V 强碱 [OH - ] 1010 -x =110 y-14 10 1-x =10 y-14 1-x=y-14 x+y =15。 3.3几何画板模型图示模型 [例3]在20.00mL盐酸酸化的AlCl 3 溶液中加入0.1
0mol/L的NaOH溶液,发现当加入4.00mL后,开始出现沉淀,且当加入到10.00mL和18.00mL时,出现的沉淀一样多,试求当加入多少毫升NaOH溶液时,产生较大量的沉淀,当加入多少毫升NaOH溶液时,沉淀消失?
分析:此题用常规解法,过程较复杂,但如果根据化学变化关系构造方程数学模型,并结合函数图像进行分析,可大大简化计算过程。
由反应式:AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl……(1)
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O……(2)
(1)式中NaOH与AlCl3的反应比例(3:1)可构造直线AC,如图1。
(2)式中NaOH与Al(OH)3的反应比例(1:1)可构造直线CB,如图1。
题意可转化为:
已知A(4,0),E(10,0),F(18,0),求C和B点的横坐标下载。
解:①由斜率 kAC=1/3和A(4,0)知直线AC的方程为y =1/3(x-4)。
设B(t,0),由kCB=-1知直线BC方程为:y=-1(x-t)
又G点和H点的纵坐标相同,得:
1/3(10-4)=-1(18-t)
t =20(此时沉淀消失)
②联立方程组y =1/3(x-4)、y=20-x
解得20-x=1/3(x-4) x=16(此时沉淀最多)。
3.4排列组合模型——算法模型
排列组合在分析原子、离子等组成物质种类,结构单元等问题时可以将具体问题抽象化,可以简化解题过程。
[例4]:已知氢元素有1H、2H、3H三种同位素,氧元素也有16O、18O二种同位素。它们之间形成化合物的种类有( )[1]。
A. 30种B.18种 C.21 种D.33种
解析:可以形成的化合物有H2O和H2O2两种。
对H2O而言:
当其中两个氢原子是同一种原子时H2O的种数为C31×C21=6(种);
当其中两个氢不是同一种原子时H2O的种数为C32×C21=6(种);
所以H2O有C31×C21+C31×C21 =6 +6 =12种;
对H2O2而言:
当其中的两个氢原子,两个氧原子都是同一种原子时H2O2的种数为C31×C21 =6(种);
当其中两个氢是同一种原子,氧原子不同种原子时H2O2的种数为C31×C22 =3(种);
当其中两个氢是不同种原子,氧原子是同一种原子时H2O2的种数为C32×C21 =6(种);
当其中的两个氢原子,两个氧原子都不是同一种原子时H2O2的种数为C32×C22 =3(种)。
所以H2O2有C31×C21+C31×C22 + C32×C21+ C32×C22 =6+3+6+3=18种;
可以形成的化合物有H2O和H2O2=12+18=30种,故选答案A。
3.5数列极限模型——算法模型
通项和极值知识在讨论有机分子通式中常常加以应用。
[例5].有一系列有机物按以下顺序排列:CH3CH=CHCHO、CH3CH=CHCH=CHCHO、CH3(CH=CH)3CHO…在该系列有机物中,分子中含碳元素的质量分数较大值最接近于:
A.95.6% B.92.3 %C.85.7% D.75% 解析:它们分子式变化体现了等差数列,该系列化合物通式为C 2n+2 H 2n+4 O,该系列化合物碳元素的质量分数为 : 当 时, 极限值存在,即为最值, 由于 所以答案为B。 3.6数列求和模型公式
模型
[例5]工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸,生成的气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失)。
①试写出上述反应的化学方程式。
②设循环操作的次数为n,试写出NO2HNO3转化率与循环操作的次数n之间关系的数学表达式。
③计算一定量的二氧化氮气体要经过多少次循环操作,才能使95%的二氧化氮转变为硝酸[1]?
解析:①工业上用水吸收二氧化氮发生的反应有:3NO2+H2O=2 HNO3+NO,2NO+O2=2NO2;
②工业上用水吸收二氧化氮,生成的气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸。可以看出1molNO2经过一次3NO22HNO3转化率2/3,同时产生1/3molNO,经过n次循环后生成HNO3的物质的量Sn是以首项2/3,公比为1/3的等比数列,所以Sn=2/3+2/3 ×1/3 +2/3×1/32+……+2/3×1/3n-1=1-1/3n。NO2HNO3转化率为(1-1/3n)×
③(1-1/3n)×=95%,因此,n=2.6≈3,要经过3次循环操作才能使95%的NO2转化为HNO3 。
3.7极值思维模型——算法模型
中学化学试题中关于混合物计算,是历年高考命题的热点试题,由于混合物中成份量不知,发生化学反应时哪种物质过量无法确定。给解决问题带来困难,若在解题时把混合物中某一成份量放大到一个极值进行思考和判断。将使解题过程大为简化,极大的方便了解题。
[例6]今有碱金属元素R及其氧化物R2O的混合物10.8克,加入足量的水充分反应后,生成碱的质量为16克,试通过计算确定R为哪一种碱金属。
解析:学生一般常用混合物10.8克和ROH 16克进行列方程解题,由于有三个未知数数学模型,无法得出正确结论,则解此题将很困难。
如果运用数学极值的思维方法思考,假设10.8克全是R,很容易解出R的相对原子质量为35 。若假设10.8克全是R2O,列方程很快解出R的相对原子质量为11。
综上可以确定R相对原子质量的范围为:11 < R < 35, 碱金属只能是 Na,相对分子质量为23 。
答案:R为碱金属Na。
以上几例仅作代表,从中可以看出,只要我们在教学中仔细观察,精心设计,可以把一些较为抽象的问题,通过现象除去非本质的因素,从中构造出最基本的模型,使问题回到已知的知识领域,简化具体步骤,优化解题方法,更好地培养学生的创新能力。
在化学教学中构建学生的建模意识、培养模型方法与素质教育所要求的培养学生的创造性思维能力是相辅相成,密不可分的。要真正培养学生的创新能力,光凭传授知识是远远不够的,重要的是在教学中必须坚持以学生为主体,教师的一切教学活动必须以调动学生的主观能动性,培养学生的创新思维为出发点,引导学生自主活动,自觉地在学习过程中构建建模意识,只有这样才能使学生分析和解决问题的能力得到长足的进步[2]。
化学建模论文:建模思想在高中化学解题的应用
高中化学在高考中所占分值较大，对于学生的逻辑判断能力以及抽象推理能力提出了很高的要求．同时，高中化学所涉及的范围较大，考察题型众多，题量大，都对学生的做题效率与质量提出了很高的要求．因此，通过建立建模思想开展高中化学习题的应用解答研究就具有重要的现实意义．
一、逐项分析法在化学试题解答中的应用
在化学习题中，选择题占分值比例较大，对每个选项进行逐个分析，进而推出正确选项，在习题解答中较为常用．同时，在高考化学中，定性分析选择题以基本理论、物质性质以及实验等为重要的出题基础，着重考察学生对于基础知识、基础技能的掌握程度．常见的出题形式都会将正确选项掺杂在错误选项中，并且错误选项带有较高的迷惑性．例如常见的知识点有:实验分析原理、有机化学、离子是否能够大量共存等．如下题所示:有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族;X+与M2－具有相同的电子层结构;离子半径:Z2－＞W－;Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料．下列说法中，正确的是()．A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物B．由于W、Z、M元素的氢气化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂正确答案为D．在上题中，重点考察元素周期表与元素周期律，涉及范围较广，例如:单质、化合物、晶体、氢键等等，是一道多知识点的综合题型．运用逐项分析法之前，应对题型进行大概判断，确定使用元素周期表工具，并结合元素周期律，可以从位、构、性上对X、Y、Z、W、M等分别进行判断，分析可知，X/Y/Z/W/M分别是:Na/Si/S/Cl/O．确定元素后，开始下面选项的逐项分析．在实际的教学中，笔者发现很多的学生在此类型的习题时，题目往往都是一知半解，就开始做分析下面的选项，而逐项分析法在选择题的解答中，不应盲目对选项进行分析，而是要认真研读题目，在对题目进行理性判断的基础上重点研读选项，否则单纯针对选项进行分析，只会降低做题效率．
二、特例反驳法在化学解题中的应用
特例反驳法适用于化学试题选项较多，每个选项都有正确性成分在其中，学生需要了解自己所接触到的知识点中，有一个能够作为特例的原理从而将其作为参考项对各个选项进行排除．这种技巧从侧面开辟了一个途径，降低了学生做题的效率，提高了做题的质量．如下题所示:某钠盐溶液中可能含有NO－2、SO2－4、SO2－3、CO2－3．CI－、I－等阴离子．某同学取5份此溶液样品，分别进行了如下实验:①用pH计测得溶液pH大于7②加入盐酸，产生有色刺激性气体③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体④加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，该沉淀溶于稀硝酸且放出气体，将气体通入品红溶液，溶液不褪色⑤加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)溶液，再滴加KSN溶液，显红色．该同学最终确定在上述六种离子中含有NO－2、CO2－3、CI－三种阴离子．请分析，该同学只需要完成上述哪几个实验，即可得出此结论．A．①②④⑤B．③④C．③④⑤D．②③⑤正确答案为B．在上题中，关键点是NO－2的检验，在化学教学中，关于此知识点的解决较为常见，如果学生对于此离子的检验方式不熟练，就会干扰到其他选项的排除．因此，在教师教学中，要加强重视相近实验现象的区别对待．
三、图形建模思想的应用
将知识点在学习的过程中，通过概念图、网络图、对比图的形式进行对比与梳理，从而能够有效发现各个知识点之间的联系，在解题中少走弯路，提高做题效率．例如，下图是氮族元素中N及化合物知识网络图:在实际的解题过程中，可以将此图牢记，在解答关于化学方程式时，可以充分利用此图答题．在上图中，各个元素之间的关系被明确标出，它们之间存在怎样的联系，如何运用这种联系，教师可以在教学活动中展开．学生在运用此图时，应首先对各个点的性质、结构特点进行熟悉．对比图在化学解题中的应用十分广泛，通过对相近、相似或者是相关概念，通过对比图的表示，有利于学生理清做题思路．在高中化学的解题过程中，建模思想的熟练应用是提高做题效率与正确的重要方法，需要教师在实际的教学活动中，充分将建模思想贯彻到学生的头脑中，在课下的习题练习中，加强对学生的检查，使学生自觉养成建模思想．高中化学在高考中的比重决定了化学试题必须保障较高的率，从而避免在化学科目中落下分数．因此，建模思想的应用应继续加以推广。
作者：蔡沐虎 单位：江苏扬州宝应县安宜高级中学
化学建模论文:高中化学建模解题方法及其应用
【摘要】文章首先介绍了高中化学建模解题方式的含义及使用步骤，进而分析了几种常见高中化学题目建模法解题的途径。
【关键词】高中化学；建模解题；方法；应用
高中化学是我们每一位高中生都必须认真学习的学科，但是高中化学又是一门极其抽象的学科，我们在学习的过程中往往会觉得很多题目的反应过程过于复杂，知识解题思绪混乱。而面对这些问题的解题方式便是建模法，通过建模法将复杂繁琐的化学反应简易化和清晰化，进而达到易于解题的效果。
一、高中化学建模解题方式的含义及使用步骤
（一）建模解题方法的含义
高中化学建模解题法指的是使用建构模式的方式，解决实际问题的一种高中化学解题方式。根据布鲁姆教育目标的分类原理观察，可以将实际问题通过概括和抽象处理之后，将其转化为模型给以表达出来；然后再利用所掌握的化学题目解题的方法和知识对建立的模型进行进一步分析；再将模型给以推广，通过类比的方式实现一类问题的解答[1]。
（二）建模解题方法的解题步骤
在高中化学建模法的应用解题步骤上分为以下几个部分。对实际问题进行审题―抽象、概括―建立模型―模型解读―分析模型―解答模型问题―解决实际问题[2]。
二、常见高中化学题目建模法解题分析
（一）建构等效化学式模型
例一：已知现有KCl和NaCl的混合物，在该混合物中a%为Cl元素质量，求该混合物中K、Na的质量占比各为多少？
首先对题目进行观察，混合溶液中求两个阳离子的质量比，其阴离子为一种元素，对阳离子的质量进行观察K为39，Na为23，可知K比Na大16，而16刚好是O的分子量，所以可以将K使用Na和O进行代替，即将KCl，建模等效为NaClO，如图1所示。
然后在建立的模型内进行题目的解答。去100g作为研究的对象，将NaCl视为一个整体，故此可以在混合溶液中的各个元素含量有n（K）=n（O），n（NaCl）=n（Cl）。
因此K的含量比K%=（100-58.5a/35.5）/16，Na的含量等于1减去K的含量比和Cl的含量比，为Na%=1-a%-K%。
这类混合溶液的问题，在高中化学中是十分常见的一类问题，文章所举的例题是较为简单的一道题，是实际的题目中可能溶液中含有的元素成分更为复杂，甚至还可能会在混合后发生一些反应。我们在解决这类问题时，需要重点找到溶液中固定不变的元素含量，并且找到其他元素含量之间的系数关系，建模法是解决该类问题的有效解题方式之一，其可以很大程度上将一些复杂的计算步骤给以避免，出现错误的可能性更低。但是建模法也并不是的解题方式，也不一定是的解题方式，还需要我们面对实际题目时，根据题目的具体情况选择的解题方式[3]。
（二）建构等效化学反应过程模型
例二：已知有10毫升的盐酸溶液，其摩尔浓度为0.001mol/L，此时向该盐酸溶液中倒入相同浓度的氨水，直至溶液的浓度达到pH=7，请问以下关系式正确的有（）
A c（Cl-）C（OH-）>c（NH4+）>C（H+）
B c（NH4+）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）
C V（总）
D V（总）>20毫升
面对该类题型我们在解答时也可以首先考虑使用建模法的方式进行解题。我们可以清楚10毫升的盐酸溶液，其摩尔浓度为0.001mol/L，如果加入10毫升的氨水溶液，其摩尔浓度也为0.001mol/L，那么两者会出现的反应，所以生成的NH4Cl，故此溶液呈现酸性，因此需要达到pH=7，就需要继续向溶液中加入氨水溶液，因此必然氨水溶液的体积大于盐酸溶液，因此两者混合的总体积必然大于二倍盐酸溶液体积，大于20毫升，因此D选项正确，C错误。然后我们就可以将整个反应过程进行等效的建模，具体反应模型过程见图2.
然后对剩余的两项选项进行观察，其中A选项c（Cl-）C（OH-）>c（NH4+）>C（H+），溶液中阴离子总数不可能大于阳离子总数，因此为错误选项。然后对建模构成进行观察，可知在溶液中必有c（Cl-）+C（OH-）=c（NH4+）+C（H+）。而溶液又呈中性，所以C（OH-）=C（H+），c（Cl-）=c（NH4+），而显然生成溶液为NH4Cl，所以c（Cl-和c（NH4+）必然会大于C（OH-）和C（H+），因此B选项c（NH4+）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）正确，正确答案为B、D。
这类元素单质及化合物在高中化学知识体系中，也是考察很多的一个知识点，并且该类题型的难度一般较大，在高考的选择题中属于中上难度的题目。而这类题型较大的特点便是反应十分复杂，并且元素之间的关系也多，而这也是建模法应用其中的原因，可以通过使用建模清晰将反映过程表示出来，进而对化学反应的过程进行直观的表达，对我们解决该类问题很有效果。
结束语：
高中化学建模解题法指的是使用建构模式的方式实现实际问题解答的一种高中化学解题方式。文章以自己在化学学习中的感触为背景，简易阐述了建构等效化学式模型、建构等效化学反应过程模型两种建模法的应用途径，希望可以给更多的同学以感触和启迪。
参考文献：
[1]杨镒涛，周鑫.几种建模思想在高中化学解题中的应用[J].理科考试研究（高中版），2016，23（2）：88.
[2]刘宗华.初探在高中化学学习中运用建模思想[J].中学课程辅导（教学研究），2014，20（26）：99-100.
[3]郑大江.建模思想在高中化学选择题中的应用[J].理科考试研究（高中版），2013，20（6）：57-58.
化学建模论文:新课标下高中化学建模教学探究
【摘 要】新课标背景下，构建主义理论逐渐成为新的教学指导理论思想。在高中化学教学过程中，通过建模的教学形式为学生创设化学模型，帮助学生从知识的实际原型和实际背景出发来探究知识的发生和发展过程，培养学生实际应用知识的能力。
【关键词】高中化学 构建主义 建模教学
新课标背景下，构建主义学习理论所倡导的教学模式成为现代教学的主流模式。提出教学是借助自己的认知结构去主动构造知识，而不是简单的知识迁移。因此，教师如何通过建模的形式帮助学生进行概念的提炼、原理公式的归纳来揭示创造知识的思维过程，并进行延伸和拓展，是一个值得探讨的课题。
一、构建主义和建模教学
新课标的主要理论基础是构建主义的学习理论和多元智能理论，构建主义者认为学生是生活在社会之中的，学生因而是带着经验走进教室，教学要从学生的兴趣和需求出发，教师要为促进学生理解而教；学习不是教师向学生传递知识的过程，而是学生主动构建知识的过程。
现代教学的思想是鼓励学生将学习的知识融会到现实的社会和真实的科学实践当中，在学习知识的同时更要理解知识是如何形成。教师采用建模教学是通过构建模型来让学生模拟科学家来观察、推断问题的成因，从而推理得出知识产生的过程，培养学生获得并运用知识解决问题的能力。建模教学可以定义为，凡是涉及模型构建、评价、修正过程的教学都可以称为建模教学。
二、高中化学建模教学的内容
在高中的化学学习当中，有许多知识都是以模型的形式出现，例如在物质的量的概念当中，以微观粒子作为研究对象，常见的分子、原子、电子等。常见的化学教学模型可以分为三类：物质模型、想象模型和符号模型。物质模型即是以实物替代原型进行研究。想象模型是思想中的抽象物质对原型的反映。符号模型即采用特定的化学符号或排列形式来替代原型。
我们将高中常见教学内容进行模型分类如下表：
化学教学中常见的模型表
物质模型 火力发电站模型 二次电池模型等
想象模型 晶体结构、有机分子结构等
符号模型 化学式、电子式、结构式、电子云、电子轨道、离子方程式 、化学方程式等
三、高中化学采用建模教学的方法可提升学生思维能力
（一）强调以学生为中心的常规建模教学
学生是学习的主体，学生是在已有的知识基础上对新知识进行重新构建并建立起新旧知识间实质的联系，完成对新知识的定义。在知识的构建过程中注意知识的螺旋式上升，由简单到复杂、由典型到普遍，避免不顾学生的客观感知能力，片面强调模型的复杂性和特殊性的现象。在疑难问题的处理上方法要得当，通过将问题简化、假设等方式把问题模型化。再通过类比、对照等方式来找出解决问题的方法和思路。
例如微观粒子、晶体结构、化学平衡等，在日常生活中学生难以观察和接触到这些内容。对这一类问题就需要结合学生已有的知识，以科学的建模思维方式来解决。
如，在分子立体结构新课教授过程中出现的“SP型的三种杂化”，它们分别出现的直线型、平面三角形和正四面体结构中，学生对此往往难以理解。为此可以通过结合实际，巧妙构思，构建合适的模型来帮助学生理解：通过观察模型图（如图1）可发现，各个杂化的轨道和生活中的气球比较形似，这样在课堂上就可以利用气球来作为分子立体结构模型，帮助学生理解分子立体结构。SP型的杂化即为对应两个气球黏在一起的组合，形成了一个直线型的结构。SP2的杂化类比三个气球黏在一起形成了平面三角形。SP3的杂化则对应四个气球黏在一起，形成正四面体结构。通过气球形状的类比，方便学生理解SP杂化的问题。
建模教学的思想即是遵循学生学习活动的心理特点，强调从已有的经验出发，将问题与生活实践相关联，即形象生动又活泼丰富的建模活动可以让学生对学习产生兴趣，又可以让学生投入到实际问题的解决过程中，自己去探索、实践以获得知识，同时学会了如何探究问题。
（二）拓展建模教学模式
在教学中，除了教会学生基本的建模形式，更要尽可能地拓展学生的视野，引导学生举一反三，发散思维。在已有的知识基础上通过迁移来对新的情景进行新的信息加工，学会将原有知识创造性地构建到新的情景模式当中，以便学生学会自我学习，并在学习中学会发现，以达到突破课本上知识的局限，能够自己建模从而培养出学生的创新精神。
例如，在高考题中常见的化工流程题目。工业流程的主要框架（如图2所示）。
原料Ⅰ预处理Ⅱ 分离提纯Ⅲ核心反应产物
此模型的规律：主线主产品，分支付产品，回头为循环。可以参照此模型，将遇到的问题按此结构逐一分解，结合自己所学到的知识对它进行分析、探究，解决问题。例如：
按照前述的流程进行分解，简单划分后比照模型就可以发现，分别对应原料预处理、除杂净化，反应条件的控制，产品的分离提纯三个主要步骤。把问题化分为几个步骤进行解答，就可将解题的思路简化，快速得出解决该类题目的方法和步骤。
在建模教学中，不局限于原有问题当中，教师要引导学生从问题中寻找规律，使思维得到延伸。在教学当中要设法给学生创设更多的情景，让学生自己去建模并且有更多的机会获得不同的结论，这样才能引导学生发散思维，学会在探究中去发现、分析、归纳，从而获得找寻知识过程当中的快乐，在建模教学中找到科学的学习方法，在知识的探索当中培养出学生的独立性和自主学习的主动性。
（三）完善学生的自我建模能力的培养
在建模教学当中要注重学生建模能力的培养。高中学生在建模教学当中，要学会观察，并逐步掌握发现问题的特点，将问题抽象化、简化，从而抓住问题的要点，建立相关模型。利用模型来架构对应问题的情境，对信息进行加工，对知识进行联想，自主构建新的知识体系。
在建模过程中，注意对应化学问题与化学模型的适用范围，不要盲目建模，从而产生偏差。化学模型不是一成不变的，在某个阶段有其存在的合理性，但在另外条件下却存在一定的差异性。例如，苯的凯库勒式结构模型中所存在的单双键实际上并不存在。 因此在利用建模解决问题的过程中，要反复评价模型的合理性和科学性，同时要注重问题的局限性和阶段性的特点，注重多种因素对建模的影响，这是培养学生建模能力的必备条件。
高中化学的建模教学模式是促进高中化学课堂教学有效性的重要方式，通过建模的方式来帮助学生将简单的知识迁移转化为知识学习过程，提升学生学习的主动性，增强学生的思维能力和创新能力。
【基金项目】广东省教育研究院2014年教育研究重点立项课题：高中化学课堂教学有效性研究――从“教师中心”到“学生中心”的转变[GDJY-2014-A-a020]
（责编 卢建龙）
化学建模论文:初中化学基本技能学习课型建模及案例
摘 要：化学基本技能是化学学习的基石，包括基本实验技能、书写化学用语技能和简单化学计算技能。
关键词：初中化学基本技能 课型 案例 点评
义务教育阶段的化学课程应该体现启蒙性、基础性，要提供给学生未来发展所需要的最基础的化学知识和技能，使学生从化学角度初步认识物质世界，提高学生运用化学知识、科学方法分析和解决简单问题的能力。可见，化学基本技能是化学学习的基石。
一、基本模型
通过义务教育阶段化学课程的学习，学生应初步学会使用常用仪器、熟练基本实验操作、绘制仪器和装置图、记录实验现象、正确描述实验现象、规范书写实验报告等基本化学实验技能，初步学会设计并能完成一些简单的化学实验；知道生活中的常见物质组成、性质及其在日常生活和工农业生产中的应用，并能用精准的化学术语加以表述；根据化学式、化学方程式等进行简单化学计算。如图1所示，这是我建构的初中化学教学中“化学基本技能学习”的基本模型：
本模型是根据化学基本技能学习的一般规律，结合初中生的认知心理特点而整合提出的，其中“训练与反思”贯穿于“化学基本技能学习”的始终。因为，在化学基本技能学习过程中，教师必须注重课堂训练，要有意识地引导学生开展专题讨论和交流活动，帮助学生学会倾听和分享，懂得比较和鉴别，培养他们善于从不同角度改进自己经验和认识意识的能力，有效避免独立探索中的局限性和片面性，形成对所学知识意义的完整建构。
二、操作说明
1.准备范例，简单感知
布鲁诺认为：“学生的学习应是主动发现的过程，而不是被动地接受知识。”对于化学基本技能学习，通过教师精心提供的范例或演示，激发学生的学习兴趣，使之产生认知冲突，引发愤悱意识和需要学习的心理倾向。这样，学生才能真正成为学习的积极探究者，而教师的作用则是精心创设适合的学习情境，引导学生主动学习、积极探究，而不是简单地传输知识。
2.组织引导，初步模仿
从某种意义上说，学习的好办法就是模仿。对于化学基本技能的学习，可以通过模仿达到熟能生巧的地步，技能是通过练习而形成的合乎法则的活动方式。学生的模仿练习，实质上是学习者积极主动地进行意义建构的过程。教师的组织引导，能成为学生建构意义的协助者，帮助他们形成学习动机，建构出所学内容的意义。
3.指导评价，归纳总结
归纳总结，就是在教师的指导下，让学生探寻总结出所学知识的内在联系和规律的过程，是“顿悟”的过程。学生在自主学习中形成的对操作要点的认识、化学用语的使用、基本的计算步骤等的理解，有些可能是片面的、不的，甚至是不规范的，但在这一过程中，教师除了给予学生足够的思考时间外，还要对学生学习过程中出现的问题进行适时指导和评价。教师可组织学生在互评、点评、自评中解答问题，规范操作。
4.提供支持，训练反思
教师在收集学生学习过程中的困惑和错误的基础上，通过归纳、提炼而形成的具有典型性、代表性的问题及变式训练，能帮助学生深化对所学知识的理解，进而提炼出解决这类问题的方法，培养学生的知识迁移能力和系统解题的策略。在此学习过程中，教师除了提供训练支持外，更是一位参与者、合作者、指导者。
5.点拨提升，拓展应用
教师在学生进行了大量的训练基础上，可以用简练精辟的语言或鲜明生动的实验等方式指点学生，拨动学生思维，揭示问题实质，帮助他们进行思路接通，推动思维延伸。
学生能在熟能生巧中总结出一些经验和教训，通过经验和教训提炼出理论知识，然后再应用理论更好地指导实践。当量变达到质变时，学生的化学基本技能也就初步形成了。
三、教学案例
案例1：《检查装置的气密性》学习
教师提供一套实验室制取氧气的简易装置，引导学生感知问题：实验室制取气体时，首先要考虑如何检查装置的气密性？
各小组通过阅读教材内容，交流并完成填空：先将 放入水中，再用 握住试管外壁或用 微热，导管口有 冒出后，移开 或熄灭 ，若导管中水面 ，并形成一段 的水柱，则不漏气。
学生在教师的组织和指导下，完成了图3所示操作。
教师又组织学生进行组内和组间评价，让他们归纳、总结、反思出检查装置气密性的原理、步骤、要点。
各小组通过讨论并完成：如何检查图3所示装置的气密性？（供选实验用品有水、弹簧夹、注射器等）
通过小组交流、总结，在教师的点拨下得出检查装置气密性的一般思路：创设密闭环境，采用不同方法（如变温等），产生压强差，通过观察密闭环境中的气体体积是否变化（如是否有气泡放出或是否能形成稳定液柱等）来判断装置是否漏气。
案例2：《熟悉记住一些元素符号并知道元素符号意义》学习
教师提供图片（见图4），引导学生通过查阅元素周期表来发现问题：三枚戒指分别是用什么金属制成的？
各小组通过合作、分析，感知元素符号在学习和生活中的重要作用。
学生在教师的组织和指导下，记住了教材P75表4-3中出现的元素名称及符号。
学生交流了巧记上述元素符号的方法，并与其他同学分享，由教师组织、指导并评价。
教师组织学生进行元素符号的识记和默写比赛。
学生自主交流后完成填空：
（1）元素符号表示的意义。
①O：既表示 ，又表示 。
②Fe：既表示 ，又表示 ，还表示 。
（2）比较下列符号的意义。
①2H： ，②H： 。
学生通过交流，得出了元素符号意义：（1）表示一种元素；（2）表示某元素的一个原子；（3）表示一种物质。
案例3：《利用化学方程式的简单计算》学习
教师提供教材P100例题1和例题2，学生简单感知化学方程式计算的步骤和方法。
教师组织和指导学生模仿例题2完成以下练习题：（1）水在通电条件下分解生成氢气和氧气，制6 g氢气，需分解多少克水？（2）氢气和氯气点燃能生成氯化氢气体，燃烧200 g氢气需要氯气多少克？理论上能产生多少克氯化氢气体？
各小组交流并归纳出：根据化学方程式可算出已知量和未知量之间的质量关系；结合实际参加反应的一种反应物（或生成物）的质量，可算出其他所有反应物（或生成物）的质量；根据化学方程式进行简单计算的基本步骤。
教师提供解题错例，各小组自主合作后订正。
学生反思交流：利用化学方程式进行计算应注意的环节。
四、简要点评
（1）新一轮化学课程改革的重点是提高学生的学科素养，传统的基本技能教学重视分析实验原理、规范演示实验、强调规范操作，虽然也注意了对学生能力的训练与培养，但对照新课程标准中对学生实验技能学习的要求来看，教学重点还不能仅停留在传授基础知识和训练技能层面上，而应在教学中有意识地对学生进行学科素养的培养，既要训练学生的观察能力和动手能力，又要培养学生的发散思维、创新意识等。
（2）“化学基本技能学习” 不是一种僵硬的教学模式，它呈现的是一种课堂教学的基本理念，或者说是一种形态。我们应尝试使用化学基本技能学习课型，作为教学过程的中介，它是客观实物的相似模拟，是真实世界的抽象描写，是思想观念的形象显示。教师在具体操作时，要深入理解课型特点、把握精髓，而不能简单套用。如“简单感知”“初步模仿”既可以是相互独立的，也可以是同步实施的；“初步模仿”可在教师的指导下完成，也可通过小组合作完成，也可以自主完成。课型实施的步骤和层次可以不同，在实际运用中，要视学生对技能的具备程度和原有知识结构而定。
（3）基本技能的学习是一个学生获取知识、合作交流、探索研究的过程。学生在教师指导下主动学习，在学习过程中积极动脑、动口、动手，获取新知。教师的作用是创设问题情境，帮助学生规避在学习过程中出现思维盲区，使学生的思维更清晰，引导学生寻求知识、吸取知识、运用知识。因此，教师是学生学习过程中的组织者，当学生在学习过程中出现困难和困惑时，教师应及时给予指导、点拨，引导学生寻求解决问题的合理途径和方法，享受学习的快乐。
（4）“化学基本技能学习”呈现的是一种观念，并不适用于所有的课题教学。学生化学基本技能的形成和发展更是一个逐步提高、螺旋上升的过程。基本技能的教学过程，要综合运用再现式思维和创造性思维，教学过程一般可以设计成“发现问题─分析问题─解决问题”的模式。在教学过程中，教师要努力营造“民主平等、师生同长”的意境。而教师通过对学习课型的建模研究，能更好地掌握各种课型的教学目标、课堂结构、教学流程、教学方法等规律，有助于提高课堂教学设计水平、提升组织教学和课堂评价的能力。
化学建模论文:高中化学“建模法”在平衡移动中的应用
摘 要： 化学平衡是高中化学的重要基础知识，也是高中化学的难点和高考的重点考查内容。鉴于该部分知识理论性较强，学生普遍感觉理解困难，许多学生对改变条件使得化学平衡移动及反应物转化率如何变化的相关问题模糊不清。教师在高三复习时应积极引导学生利用“建模法”创设思维模型，用建模的思想化抽象为具体，使复杂问题简单化，进而帮助学生更好地理解和熟练应用相关知识，顺利完成本章节的教学任务。
关键词： 高中化学 建模法 平衡移动 应用
化学平衡是高中化学重要的理论知识，也是多年来高考的重点考查内容。由于化学平衡内容抽象，因此学生尽管对相关知识掌握较好，但在解决实际问题时常常会束手无策。借鉴数学的建模思想。教师应引导学生对于一些抽象的化学平衡移动问题建立具体的思维模型，通过“分析抽象问题构建化学模型建立化学关系回归解决问题”的解题思路，使问题简单、明了化。本文结合实例谈谈“建模法”在高中化学平衡移动中的应用。
一、用“建模法”判断化学平衡状态
可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态后，正反应速率=逆反应速率，反应混合物中各组分的浓度及其他物理量均保持不变。然而，当外界条件改变时，平衡将被破坏并发生移动，平衡移动则导致一些物理量发生变化。我们可以引导学生建立这样的思维模式判断可逆反应是否达到平衡：若平衡移动必然导致某物理量发生改变，则一旦反应混合物中该物理量不再改变，说明可逆反应已达平衡。
例1：在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X（g）+Y（g）2XY（g）已达到平衡的是（ ）
A.容器内的总压不随时间变化
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化
C.XY气体的物质的量分数不变
D.X和Y的消耗速率相等
解析：该反应的特点：首先是可逆反应，其次是反应前后气体体积相等。根据压强之比等于气体物质的量之比的推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，故A不能说明该反应已经达到平衡。同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化，B不能说明该反应已经达到平衡。X和Y的化学计量数相等，其消耗速率始终相等，D也不能说明该反应已经达到平衡。显然C选项符合化学平衡状态的要求，能说明该反应已经达到平衡。答案为C。
二、用“建模法”解决化学平衡移动的问题
对于化学平衡移动问题，教师应该引导学生由外界条件的改变结合反应的特点（正反应为吸热还是放热反应、正反应是气体体积增大还是缩小的反应）判断平衡移动的方向。平衡移动必然导致各种量变，反过来，也可以由题目告知的量变信息，判断平衡移动的方向，再由平衡移动的方向结合反应特点（或条件的改变）可以判断条件的改变（或反应特点）。在处理具体习题时，教师应帮助学生建立以下思维模式：
启发学生由题中信息分析“条件的改变”、“反应的特点”、“各种量变”等要素，然后根据它们的联系作答。
解析：本题所列反应是正反应为放热、体积缩小的可逆反应。可依据温度、压强、浓度的变化对平衡的影响，以及气体的体积和压强、浓度的关系进行判断。A项温度不变，缩小气体的体积，根据玻意耳气体定律（PV=C）可知气体的压强必然增大，使平衡向正反应方向移动，所以，ClF的转化率增大。即A选项的说法正确。B项温度不变，增大体积，其压强必然减小，使平衡向逆反应方向移动。所以，ClF■的产率应降低，不应增高。故B选项的说法不对。C项升高温度，对放热反应来说，可使平衡向逆反应方向移动。同时，增大体积即减小压强，亦使平衡向逆反应方向移动。故C选项错。D项降低温度，体积不变，有利于平衡向放热反应方向移动，使F2的转化率升高。故D选项错。答案为A。
三、利用“建模法”解有关化学平衡的计算题
在高考理综试题中，有关化学平衡的计算题出现的频率很高。对于这类计算题，教师在复习过程中应引导学生学会建立“三行式”思维模式，利用“三行式”模型分析解决。这样一来，学生的思维方式和解决方法得当，无论遇到怎样复杂的试题时都不至于无从下笔。具体方法为：在可逆反应方程式下面列出到达平衡的过程中，各物质的起始量、转化量和平衡量（其中的“量”为物质的量或浓度，但必须一致），然后根据题中信息找关系，再列方程式计算。
解析：本题考点是有关化学平衡的计算，可以根据题中所给条件列出三行式，再找关系列函数式。
在高中化学平衡移动问题的解决中应用“建模法”，是简化问题解决过程、提高习题解答性的重要途径。教师应从培养学生分析问题、解决问题的高度认识“建模”的重要性，精心选择范例习题，让学生逐步掌握“建模”的方法、形成“建模”的习惯，为学生化学成绩的提高奠定坚实基础。
化学建模论文:美国教材中化学概念的建模思想分析
摘要：美国教材《化学：概念与应用》中使用了丰富的模型。模型的建立是化学理论建立的基础。利用模型可以解释实验现象和化学规律，并能作出科学预测。提供结构良好的教材有利于教师进行教学设计。
关键词：美国教材；模型；概念
模型是对所研究目标事物的一种呈现形式。模型可帮助学生记忆与解释概念，它们让学生的思维可视化。模型通常会较实体更为简化，其尺度可能比表征对象大或小，是理论与现象间的中介物。
《化学：概念与应用》是美国高中的主流理科教材，该教材中丰富的模型种类及其蕴含的建模思想，对我们的教育教学有着一定的借鉴意义。教材是教师进行教学设计的重要依据之一，所以提供结构良好的教材，能够帮助学生建构、发展学科概念。现以第二章“物质是由原子构成的”内容为例进行分析。
一、丰富的模型种类
《化学：概念与应用》中的第二章“物质是由原子构成的”使用了丰富的模型。
1. 言语模型
言语模型是指解释的、描述的、陈述的类比和隐喻的模型。如《化学：概念与应用》中用俄罗斯套娃与电子能级对比时描述到“假如将套娃比做原子，那么，较大的套娃代表最外层、能量较高的能级。类似地，较大的套娃也代表价电子。”
2. 视觉模型
视觉模型是指学生通过视觉观察到的模型（如图片、表格、视频、动画等）。通过形象视觉模型的呈现，学生更易感受到微观世界的奇妙，也更有助于学生正确理解化学概念的内涵。其实学生在进行概念同化的同时，也是在不断重新建构自己的心智模型，即在不断修改和完善自己的知识结构。如《化学：概念与应用》中有“电子迁移就像爬梯子”的模型（见图1）。
3. 数学模型
数学模型是指把客观事物的某些性质借助数学表达式来表现，数学模型是一种抽象、和预测的模型。如《化学：概念与应用》中计算氯的平均原子质量的计算方法（见表1）。
4. 符号模型
符号模型是指采用特定的化学专用符号，在符合化学原理的前提下，按照特定的化学组合方式代替原型的一种方法，如《化学：概念与应用》中用符号Cl-37表示一种质量数为37，质子数为17，中子数为20的氯原子。
5. 混合模型
混合模型是指多种模型的同时使用。如包含语言的视觉模型称为视觉混合模型。如《化学：概念与应用》中对阴极射线管的处理采取了混合模型，其在语言模型中描述为“当阴极射线管接上高压电源后，阴极就会放出一束射线，并在涂有荧光粉的板上生成绿光” 。其视觉模型的表现如图2所示。
二、多样的模型功能
由于模型不仅是已有认识的总结，同时也增加了人类的假设和猜想，所以模型具有多样的功能。
1. 简化复杂现象，利于思考
模型是对研究目标的一种简化描绘，它简化并体现原型与研究目标的根本联系，略去微小的细节。在《化学：概念与应用》中的电子式就是表示价电子的常用符号。它是用小黑点（・）表示价电子，再将这些小黑点描在元素符号的周围。在电子式中，每个小黑点代表一个电子，而元素符号代表原子的内核（除价电子以外的部分）。
2. 提供易于理解的方式
通过模型形成一个关于物质内部如何作用的假想机制，然后通过模拟，去推测物质结构，从而解释观察到的实验现象。在《化学：概念与应用》中用爬梯子的模型来解释电子迁移。就像你要上下梯子一样，你的脚只能搁在梯子的横档上，电子同样也只能在一定的能量水平上运动，而不是在两个能级之间运动。当电子吸收了某个特定的能量后，就可跃迁到相对高级的能级上。这个能量就是电子跃迁的两个能级之间的能量差。
3. 提供深刻理解的媒介
在《化学：概念与应用》中用俄罗斯套娃模型来解释电子能级。假如你抽出最外层的一个套娃，可以发现，里面有一个类似但小一些的套娃。这个套娃代表由原子核和电子组成的内核，但不含价电子。
4. 展示强大的预测能
模型在建立过程中，会舍去大量次要的细节，突出物质的主要特征，因而易于发挥想象，使得模型超越现有条件，形成科学预见。在人类认识原子模型的过程中，卢瑟福通过α―粒子散射实验（也称为金箔实验）来研究原子的结构，通过观察该实验的现象，他的研究小组预测出因为电子的质量太小，原子核占据几乎所有的原子质量。也就是说，原子核非常稠密，核的周围则是容纳电子的宽阔空间。
5. 提供实验与理论的推导关系
如对发射光谱的研究促使科学家提出一个观点，电子是在围绕原子核周围的具有特定能量的轨道上运动的。
三、启示
美国教材《化学：概念与应用》比较重视模型和建立模型的过程在化学核心概念形成过程中的重要作用。尤其是教材中大量精彩图片（视觉模型）的呈现，使化学中很多抽象、难懂的化学概念形象地呈现在学生面前，降低了学习难度，并符合学生的认知规律。这也提醒我们在教学中要树立帮助学生逐步学会建立模型的基本方法，这也会提高我们的课堂效率。
化学建模论文: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、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。
化学建模论文:建模思想在化学解题中的应用
摘要：运用建模思想解题能使抽象的问题形象化，能使解题过程模式化、具体化、可视化，提高解题过程的规范化、可操作性。如果教师能在平时的教学中适时运用建模思想这一教学策略，可以改进学生的学习方法、降低学习难度，从而提高学习兴趣，达到教师的教和学生的学和谐统一，提高课堂教学效率。
关键词：建模；化学反应；概念图
《广东省2011年初中毕业生化学学科学业考试大纲》"考试要求"在"分析和解决（解答）化学问题的能力"一栏中提出："能应用分析和综合、类比和比较、判断和推理、归纳和概括等思维方法建立知识之间的联系，形成合理的认知结构，去分析、解决一些基本的化学问题"。建模就是其中的一种思维方法。我认为，建模即建立系统模型的过程，建模思想就是把研究对象的一些次要及非本质的因素舍去，通过演绎、分析、概括、归纳，将其转化为普遍的本质规律（一个已有的关系、共性或结构），从而用以解决实际问题的思维方法。其原理就是人们常说的"把未知转化为已知，用已知来解决未知"。
在化学教学中，运用建模思想解题能使抽象的问题形象化，能使解题过程模式化、具体化、可视化，从而提高解题的速度和命中率。那么，在解决实际问题中，应如何建模？主要有哪些类型？现结合部分典型试题分析如下。
1.构建等效化学式模型
例1、现有NaCl和KCl的混合物，已知氯元素的质量分数为a%，求混合物中K%和Na%。
分析：很明显这两种物质的组成元素不同，所以分子量也不同。为了计算方便，可将K的原子量39用Na-23和O-16代替，构建出KCl的等效化学式-"NaClO"（模型见下图）
假设混合物质量为100g，能得出：n（NaCl）=n（Cl），n（K）=n（O），则K%=100-58.5a/35.516×39，Na%=1-K%-a%。以此类推，还可用于计算CO2和CO，Fe2O3和Fe3O4、C2H5OH和C6H12等此类题型中某元素的质量分数。已知混合物中某元素的质量分数，求其他元素或其中某物质的质量分数，是初中化学一道常见的计算，若用常规方法解题，运算量大不说，而且学生很容易出错，若利用构建等效化学式模型方法解题，不仅运算步骤少，正确率高，而且有利于培养学生的逻辑思维能力及敏捷性。
2.构建化学反应类型模型
例2、请写出下列复分解反应的化学方程式。
1、AgNO3+HCl---2、K2CO3+Ca（OH）2---
3、Na2CO3+CaCl2---4、H2SO4+BaCl2---
5、HNO3+NaOH---6、NaOH+CuSO4---
分析：复分解反应是初中化学中非常重要，也是学生最不容易掌握的反应类型，是中考必考的反应。教师在实际教学中，可通过许多相关反应，进行类比，从中找出反应规律，构建出复分解反应的一般模式。
通过教师引导，学生就很容易写出正确的复分解反应方程式了。
化学反应原理是中学化学中的基本化学理论，新课程标准明确要求"掌握化学反应的一般原理""探索化学反应的规律及其应用"。有关化学反应原理这类问题纷繁复杂、学生很容易弄混淆，而构建各种反应类型模型，如化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应、取代反应、加成反应等，就会使复杂的问题变得有规律、并能够在较高层次上理解各类反应的实质，进一步提高灵活运用知识的能力。
3.构建化学反应过程模型
例3、将N2，CO，HCl三种混合气体依次通过NaOH溶液，浓硫酸，灼热的CuO，假设每次处理均能反应（或吸收）则排出的气体是（）
A、N2，CO2B、H2O（气），N2C、N2D、HCl、CO
分析：本题是推断气体的成分，笔者在批改作业时发现，学生在该题的错误率全班高达2/3，很多学生都不假思索的选择了C，很明显审题不仔细。基于此，笔者在评讲时首先引导学生注意题目所给的信息，NaOH溶液、浓硫酸、灼热的CuO分别能和谁反应？每一步有哪些气体参加了反应，生成了哪些气体？在教师的引导下，让学生重新梳理一遍解题的思路，自己找到症结所在，这样问题也就迎刃而解了。答案为A。
随着学习的不断深入，每一种物质所涉及到的知识点越来越多，彼此间的关系错综复杂，中考要求的层次也较高，而涉及这部分知识的问题包含的物质往往较多、相互间的反应较多、相互间的反应顺序复杂，学生思维很混乱，一时难于下手，利用构建反应过程模型法解题，可以将无序的思维有序化，思路清晰，使解题过程一目了然，从而提高解题的命中率。此法还适用于解固体混合物与某溶液反应后过滤，滤液和滤渣成分的探究；物质的检验、分离和提纯等一些难度较大的题目。
4.构建化学概念图模型
例4、下面是五种粒子的结构示意图：
（1）图中粒子共能表示种元素，其中是原子的有。
（2）图中表示阳离子的是（填编号），E的粒子符号是。
（3）B与E形成的化合物的化学式，该化合物是由（填"分子"、"原子"或"离子"）构成的。
分析：本题通过粒子结构示意图考察学生对物质、元素、分子、原子、离子间关系及原子序数与元素周期表中对应的元素的掌握情况，是中考的常见题。这些概念，既有区别，又有联系，学生极易弄混淆。在平时的教学中教师可通过构建概念图的模型来抓住它们内在的本质联系，加强学生对概念的理解和掌握。
化学概念是课程内容的重要组成部分，是化学知识的"骨架"。但是抽象的化学概念看不见、摸不着，又很难想象，往往使学生望而生畏，易挫伤学习的积极性。在平时教学中，我们经常遇到这样的问题，一些学生易错的概念，在评讲复习时教师尽管再三强调，但仍有学生在解答类似的问题时，犯同样的错误，让教师大伤脑筋。这是由于平时我们的教学都是按照单元课题顺序进行的，所以学生学习的概念还处于孤立、零散阶段，尚未将其联结成网络与体系。通过几年的教学实践，笔者认为构建"概念图"模型这一教学策略可以改变学生的认知方式，强化记忆，提高复习的有效性。
由此可见，在解决化学问题时，掌握一些解题的思路，形成解题的模型，能提高解题的速度和度，降低题目的难度，还有助于训练学生逻辑思维和发散思维的能力。其解题主要过程为：（1）分析，分析的过程主要是对题目中所要研究的对象（原型）进行演绎、概括，抓住其主要信息；（2）建模，它是解题的关键步骤，即在仔细阅读材料、理解题意的基础上，对研究对象（原型）的主要信息做出一些必要的简化、假设和一般化处理，并用适当的
化学建模论文:初探在高中化学学习中运用建模思想
摘要：本文以建模思想在化学复习、解题、专题学习等几个方面的应用进行了详细的讲解，使建模思想在化学学习中得到应用，提高学生的学习能力。
关键词：建模思想；复习建模；解题建模；专题建模
化学是一门以实验作为基础的学科，有其自身独有的特点，与物理、生物等学科相比，化学的知识点显得有些零散，给学生一种剪不断、理还乱的感觉。致使许多学生在单独处理某一知识点时得心应手，而将各知识点融合在一起时就显得心有余而力不足了，常常会顾此失彼、丢三落四，由此对化学产生了厌学心理。其实，这种情况说到底就是在学生的头脑中建模思想的缺乏造成了知识点的零散难记，使学生走了许多冤枉路，却得不到应有的效果。针对化学知识易懂难记，会做难得分的特点，教师要高度重视建模思想在日常学习以及复习备考中的应用，要给学生充分的建模思想和方法，使千头万绪的知识点模式化、网络化。所以，教师应加强这方面的学法指导。
那么，到底什么是建模思想呢？“建模”就是建立系统模型的过程，又称模型化。按钱学森的观点：“模型就是通过我们对问题的分析，利用我们考察来的机理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。”因此，笔者提出的“建模思想”就是把研究对象（原型）的一些次要细节及非本质的联系舍去，从而以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系的一种科学思想。可以用如下图式表达科学建模过程。
我们可以把学生需要学习和掌握的化学知识点看成是一个统一的有整体性的系统，而建模是研究系统的重要手段和前提。建模就是利用模型来描述系统的因果关系或相互关系的一个过程，我们可以把每个章节或者有针对性的知识体系作为一个要建模的系统，利用教材以及教辅资料上的相关信息并结合教师的讲解与分析，理清在这个知识系统里各个知识点的联系与不同，必然与偶然，相互的因果关系，让其形成一张无形的“知识大网”，这样让学生对知识的理解就不仅仅停留在简单的死记硬背上，而是“鲜活的”，有“理由”的，有“模”可循的！这样不仅让学生对知识的理解达到较高的一个水平，同时也可以使学生在知识的应用时更得心应手，在实际的解题过程中起到非常好的辅助作用。当然，在建模时我们应该注意：对于同一个实际系统，我们可以根据不同的用途和目的建立不同的模型。所建模型只是实际系统原型的简化，因此既不可能也没必要把实际系统的所有细节都列举出来。实际建模时，必须在模型的简化与分析结果的性之间作出适当的折中，这是建模遵循的一条原则。下面，笔者就结合实际的例题与章节知识点来谈谈建模思想在化学学习中的具体应用：
一、建模思想运用于化学复习
运用建模思想梳理化学知识，使知识网络化、系统化。高考复习阶段主要方法有：运用概念图、网络图、对比图等形式对化学知识进行梳理。概念图是由美国康奈尔大学的Joseph・D・Novak于教授20世纪60年代提出的。它通常是将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念用命题连接，形成关于该主题的概念或命题网络。比如：
网络图是指将相关内容通过某种关系进行连接而形成网络。它和概念图中概念之间层级关系不同，网络图中各主题之间没有上位、下位的关系。例如：氮族元素中N及化合物知识网络图：
对比图是指将相近、相似或相关概念利用图表进行对比。例如：同分异构体、同素异形体、同位素、同系物等概念进行对比；电离、原电池、电解池、电镀、电解、电泳概念对比等。
二、建模思想运用于化学解题
形成解答问题思路模型，使解答过程模式化、格式化，提高解题过程性、规划化。解答化学问题时，很多同学因为思路不清晰，导致解答问题常常无从下手。因此，掌握解答一些化学问题的思路，形成解题的模型，能提高解题的度，降低试题的难度。
三、建模思想运用于具体的专题学习
许多理论、变化有不同的表现形式，但其本质是相同的，我们抓住事物的本质，建立模型，以不变应万变，就可以解决不同表现形式的变化和理论。以建模运用于原电池为例：
原电池是氧化还原反应的化学能转化为电能的装置，其变化的本质是在电池的两极发生氧化还原反应，在解决原电池的有关题目时，可以建立如下模型：首先构建一个可能发生的氧化还原（也许不能进行或不符合实际历程），分析其还原剂和氧化剂。由于原电池的负极要对为提供电子，正极要得到电子，因此必然有以下的模型：
还原剂在负极失去电子，被氧化：M-ne Mn+
氧化剂在正极得到电子，被还原： 氧化剂 + ne 还原产物
例：钢铁在水膜酸性较强时，构建的氧化还原反应式为：Fe + 2H+
Fe2++H2 发生析氢腐，根据建模思想，此时原电池两极发生的反应为：
负极反应：还原剂失去电子 Fe-2e- Fe2+
正极反应：氧化剂得到电子 2H++2e- H2
水膜酸性很弱或为中性时，构建可能的氧化还原反应式为：2Fe+O2 2FeO（虽然与实际反应不符，但我们可以这样假设）发生吸氧腐蚀，根据建模思想，此时原电池两极发生的反应为：
负极反应：还原剂失去电子 Fe-2e- Fe2+
正极反应：氧化剂得到电子O2+2H2O+4e- 4OH-
以上是笔者对于建模思想在化学学习中运用的一些思考，同时笔者也认为在中学化学教学中，鼓励和引导学生独立构建化学模型，对于提高学生的思维品质（思维的广阔性、深刻性、独立性、敏捷性、灵活性、逻辑性），培养学生的创造性思维能力具有极其重要的意义。
（作者单位：内蒙古牙克石市及时中学 022150）
化学建模论文:谈初中化学思维建模
【摘 要】思维建模是抽取一类问题的本质特征，形成对该类问题的结构化认识，并找出问题解决方案的认知方法。思维建模包括分析、建模和解模三个过程。在教学中掌握化学思维建模方法会起到事半功倍的效果。
【关键词】化学 思维 建模
思维模型建构简称思维建模，是对问题进行辨认和界定，并与原有认知结构对接、同化、整合、拓展，抽取该类问题的本质特征，最终形成该类问题的结构化认识，并找出问题解决方案的认知方法。其原理就是人们常说的“把未知转化为已知，用已知来解决未知”。
一、思维建模的过程
思维建模包括分析、建模和解模三个过程。
分析过程：主要是对特定的研究对象进行抽象、概括，抓住其主要信息及与相关对象的共性特征。
建模过程：主要是抽象思维或非逻辑思维的应用，通过舍弃研究对象的一些次要细节及非本质的联系，对研究对象的主要信息做出一些必要的简化、假设和一般化处理，并用适当的文字、公式或实物等方式去再现原型的各种复杂结构、特征、功能和联系，以建构相对固定的思维模型。
解模过程：主要是逻辑思维的运用，运用已经建构的思维模型去解释研究对象，解决实际问题。
二、思维建模的教学运用
空气是一种无色、无味的气体，不易被人察觉。直到1777年拉瓦锡才通过实验认识到空气是由O2、N2组成的混合气体。教科书中同时呈现拉瓦锡当年的实验装置和现代教师演示的装置图，其实验原理的选择和实验装置的演变值得化学初学者深入探究。
1.分析过程。
学生是信息加工的主体，学生将其所获得的新知与已有知识建立起实质性的联系是完成思维建模的关键。怎样才能有效地引导学生寻找新知的固着点和生长点呢？笔者认为应当合理地设置问题，引导学生利用分析、比较、抽象、概括等思维方法寻找新知与已有知识的共同属性，以问题的解决为分析过程的驱动力。
此实验可设置如下问题：如何让空气中的氧气显现出来？怎样让O2、N2分离？为什么烧杯中的水会流入集气瓶中？能否用蜡烛代替红磷？拉瓦锡的装置与现在的实验装置在设计上有哪些相似之处？为什么现在不用汞而改用红磷？由此实验可以获得哪些结论？
在分析过程中教师要适时结合学生已有经验加以点拨，帮助学生理解。如学生在生活中已知道用水来检验车胎是否漏气，由此可寻找出问题的共同属性，解决“如何让空气中的氧气显现出来”，也可让其在水中显现气体的外形；再如教师还可补充如图实验，学生很容易理解上升的水的体积等于抽走气体的体积。
2.建模的过程。
通过上述的分析可以获得以下思维模型：
（1）测量气体的体积可以用转化的方法：无形的气体可以通过液体显现出来。
（2）可以通过化学变化等方法去除混合物中的某一种。
（3）气体压强的改变导致液体的流动。
（4）根据实验原理可以设计多种装置完成实验，综合考虑，好中选优。
3.解模的过程。
解模可以通过设置相关问题情境或习题加以练习。
【案例1】下图是某校学生设计空气成分测定实验的装置图，请分别说出实验的可能现象。
【分析】此题可对刚建好的思维模型进行及时巩固，同时通过E中“活塞先向右移动，回到‘4’的位置” 这一现象与先前认识“压强减小”产生认知冲突，由此可建新模――温度升高气体压强增大，温度降低气体压强减小。因此，分析、建模、解模的过程也是一个螺旋提升、不断实现新思维建模的过程。
【案例2】下图不能用于检查装置气密性的是（ ）。
【分析】可通过“无形的气体可以通过液体显现出来”的思维模型来解答。如图是用来测量气体体积的装置，若原广口瓶中的水没有装满，则对气体的测量结果有无影响？也要通过此思维模型来解答。
【案例3】下图不能用来证明CO2能与NaOH反应的装置是（ ）。
【分析】此组实验是利用“无形的气体可以通过液体显现出来”“压强的改变导致液体的流动”思维模型解答，同时也可拓展得出新思维模型：“呈现气体及压强的变化除液体外还有多种，如……”
三、思维建模的实践心得
及时，思维建模在实际教学中已经被自觉或不自觉地运用，现提出使其凸显出来，意在引起师生关注，使教学思维更加清晰。
第二，思维建模的主体是学生，要充分发挥学生的主体性和能动性，创设适当的问题情境，以问题解决为驱动力，以培养学生分析、解决问题的能力为目的。同时了解学生现有的认知结构，找准思维建模的生长点，设置巧妙的问题及恰当的点拨，也是教师教学基本功的体现。
第三，初中化学思维建模有多种，在教学中要不断帮助学生归纳总结，一般可从以下角度引发学生思考：（1）操作步骤──为达某一实验目的，应当经过哪些操作步骤？这些步骤先后顺序如何确定？为什么要经过这些步骤？为什么要安排这种顺序？省略或颠倒某些步骤会有什么影响？（2）注意事项──实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做什么，原因何在？（3）安全措施――实验过程可能会出现什么不安全的事故？如何防范？万一出现事故应如何处置？依据何在？
在落实到某一具体的知识学习时，要从教学内容和学生水平的实际出发，抓住某些侧重点展开思维训练，没有必要也不可能面面俱到。要以建模思想梳理化学知识，通过建立形式表达模型，使化学知识形式化、规律化，从而不断地使知识网络化、系统化，建立自己的知识块。
第四，整个化学学习的过程是思维不断建模的过程，要想从繁杂的概念、现象中建模，是离不开教师分层次、有计划的指导训练的。化学思维建模最终是要形成化学知识中最本质、最核心的东西，化学思维建模可有效地将学生带离题海战的怪圈。
（作者单位：南京市浦口区乌江学校）
化学建模论文:运用化学建模思想,破解化学计算难题
“建模”就是建立系统模型的过程，又称模型化。按钱学森的观点：“模型就是通过我们对问题的分析，利用我们考察来的机理，吸收一切主要因素，略去一切次要因素所创造出来的一幅图画。”因此，笔者提出的“建模思想”就是把研究对象的一些次要细节及非本质的联系舍去，从而以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系的一种科学思想。
一 化学建模在有关混合物或多步反应计算中的应用
二 化学建模在有关图像类型计算中的应用
解答图像题必须抓住有关概念和有关物质的性质、反应规律及图像特点。在审题时，一般采用“看特点、识图表、想原理、巧整合”四步法解答。解题思路是：（1）看特点：即分析化学反应方程式。（2）识图像：即理清横坐标和纵坐标的含义、线和点、平台、折线、拐点等的关系。（3）想原理：线的形状、走向和高低、拐点出现的先后联想相应的化学原理。（4）巧整合：图表与原理整合，逐项分析图表"要找出数据之间的关联点"与化学知识结合在一起。
总之，在高中化学计算题教学中运用建模思想，可以抓住问题的本质，化抽象为具体；可以培养学生思维的深刻性，提高学生分析和解决问题的能力；最终促进学生素质的提高。鼓励和引导学生独立构建化学模型，对于提高学生的思维品质，培养学生的自主学习能力也具有极其重要的意义。
化学建模论文:基于建模思想的“化学平衡”复习课教学设计
一、课题名称
选修四《化学反应原理》化学平衡复习
二、教材分析
苏教版选修模块《化学反应原理》专题二“化学反应速率与化学平衡”共三个单元：1.化学反应速率，2.化学反应的方向和限度，3.化学平衡的移动。本课题是针对第2单元的平衡常数和第3单元的平衡移动进行复习。
选修四《化学反应原理》有四种“平衡”的学习：化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡，化学平衡是最基础、具代表性、学生最易接受的一种平衡，放在其他三种平衡之前学习，体现了教材“螺旋式上升”的原则，也符合学生的认知规律。本专题的复习对后面3种平衡的学习提供了一种学习方法的模型化指导价值，因此建模思想在本课题复习中更为重要。就专题二的知识而言，第1单元化学反应速率影响因素的学习可以通过速率的变化定性判断化学平衡移动，第2单元化学平衡常数的学习可以借助平衡常数定量地判断化学平衡移动，三个单元的学习循序渐进，互相促进。
三、学情分析
必修2已经对可逆反应达到化学平衡时的特征作了常识性介绍，选修模块根据学生的认知现状，从速率变化、浓度变化的角度进一步解释了化学平衡的特征，学生更易接受、理解。化学平衡常数帮助学生定量的认识反应进行的程度有多大，学生在如何应用平衡常数进行定性分析是否达到平衡、定量分析反应的程度方面会有所困难。化学平衡的移动结论易记，理解、应用较难。
本节复习课处于期末复习阶段的一节课，在教学设计上意在多联系四种平衡，建立处理平衡问题的基本模型，形成解决此类问题的基本方法。
四、教学目标
知识与技能：知道化学平衡常数的涵义和表示方法，利用平衡常数计算转化率。理解化学平衡移动原理，运用该原理对化学平衡的移动状况进行分析。
过程与方法：通过自主归纳、对比建模、实例应用、交流讨论等，体会平衡常数的涵义，理解并运用平衡移动原理。
情感态度与价值观：能够学会从特殊到一般的建模思想，学会与他人合作和交流。
五、教学重难点
教学重点：化学平衡常数的表达和涵义；化学平衡移动的原理及应用。
教学难点：化学平衡常数的涵义；化学平衡移动原理的应用。
六、教学方法及设计意图
模型是一种重要的科学操作与科学思维方法，结构化的知识便于学生记忆、概括和理解，有助于解决问题。化学平衡作为此册教材介绍的及时种平衡，其计算规则、平衡移动原理有着广泛的适用性，建立模型化的处理方法是本堂课的重点，复习过程中通过引导学生自主归纳、典例应用、归纳演绎、建立模型、检验模型，从而解决问题。
七、教学过程
（一）提出问题，勾画模型
1.平衡常数的表达式
（1）N2 （g）+3H2 （g）？葑2NH3 （g） K=________
（2）H2O？葑H++OH- KW=________
（3）HAc？葑H++Ac- Ka=________
（4）Mg（OH）2 （S）？葑Mg2++2OH- KSP=________
2.平衡常数的涵义
阅读下列表格，结合元素周期律的有关知识，思考平衡常数的数值大小所蕴含的意义是什么？
■
3.平衡常数的计算
已知CO（g）+H2O（g）？葑CO2 （g）+H2 （g），800℃K=1.0；求恒温恒容体系中，用c（CO）：c（H2O）=1：1开始，达到平衡时CO和H2O （g）的转化率。
4.平衡移动的原理
（1）某一化学反应，反应物和生成物都是气体，改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是（ ）
A.增大反应物浓度 B.减小反应容器的体积
C.增大生成物浓度 D.升高反应浓度
（2）反应A （g）+3B （g）？葑2C （g），ΔH
（3）在一密闭容器中，反应aA （g）？葑bB （g）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则（ ）
A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率减小了
C.物质B的质量分数增大了
D.a>b
【设计意图】以题目为线索，课前让学生预习，引导学生进行自主归纳、自主整理，平衡常数的表达式联系电离平衡常数、沉淀溶度积常数，旨在告诉学生不同平衡之间的联系，为建模打下伏笔。化学平衡的移动能帮助学生从多角度理解平衡，怎么移动需根据移动的结果进行逆向分析反应的特征、移动的方向等，进而加深对平衡移动原理的理解。
（二）分析问题，建构模型
1.平衡常数的表达
【学生活动】讨论交流：从写出的平衡常数表达式，能否归纳出书写平衡常数。遇到固体、纯液体怎么办？
【学生活动】思考归纳：完成下列填空，并且思考同一反应不同的表达形式，其平衡常数是否相同？2NO2？葑N2O4，平衡常数K1=_______，NO2？葑1/2N2O4，平衡常数K2=______，N2O4？葑2NO2，平衡常数K3=______，写出K1、K2、K3之间的关系__________。
【学生活动】观察思考：观察N2+3H2？葑2NH3的平衡常数与温度的关系，你能得出什么结论？
■
【师生总结】平衡常数的表达注意点：浓度、与方程式的系数匹配、固体或纯液体视作常数；使用注意点：与温度有关，使用时注明温度。
平衡常数表达注意：浓度而非物质的量，与系数匹配，固体或纯液体作常数使用注意：与温度有关
【设计意图】通过不同平衡的平衡常数表达式，同一反应不同方向、不同系数平衡常数的表达让学生体会平衡常数要根据具体方程式书写，方程式书写不同则平衡常数也不同，进一步理解平衡常数的表达一般表达法。
2.平衡常数的涵义
【学生活动】对比归纳：通过比较F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应的平衡常数大小，判断四种物质在相同条件下哪一种物质反应的程度大？平衡常数的大小能够说明什么？
【学生活动】练结：已知某温度下，I2（g）+H2（g）？葑2HI（g）的K=8.67×102，在t时刻测得I2的浓度为0.02mol/L，H2的浓度为0.08mol/L，HI的浓度为0.5mol/L。该时刻反应是否达到平衡？若没有达到，反应向哪个方向进行？
【师生总结】平衡常数的涵义：
（1）说明化学反应进行的程度
K越大，反应进行的程度越大K越小，反应进行的程度越小
（2）判断反应是否平衡和进行的方向
QcK，反应逆向进行
【设计意图】通过学生熟悉的卤族元素与H2反应的程度大小与各反应平衡常数的比较，让学生总结平衡常数K的大小与反应程度间的关系；通过定量计算，学会如何利用平衡常数判读反应的程度和反应的方向；学会建立用平衡常数解决问题的模型。
3.化学平衡的移动
【学生活动】交流讨论：平衡破坏的本质原因是什么？平衡移动的方向取决于什么？受哪些因素影响？
【师生总结】V正≠V逆，导致平衡破坏；平衡向哪个方向移动，取决于V正和V逆的相对大小；受到浓度、温度、压强的影响。
【学生活动】回忆总结：浓度、温度、压强对化学平衡移动是如何影响的，以N2 （g）+3H2 （g）？葑2NH3 （g）为例加以说明？
■
【学生活动】根据上述讨论的结果，你能否总结出有哪些途径判断平衡的移动？
反应特征（气体系数、反应吸放热）
【师生总结】外界因素变化移动方向
V正和V逆相对大小移动方向
宏观物质的量的变化移动方向
Qc与K的大小移动方向
【教师归纳】
■
【设计意图】通过对具体平衡的讨论，总结判断移动方向的方法，并且可以通过“移动方向“这一桥梁寻找其他四个量之间的联系，建立判断平衡的模型。
（三）解决问题，检验模型
【学生活动】1.请分析以下几个问题：
（1）可逆反应CO （g）+1/2O2 （g）？CO2 （g），T温度下，各物质起始浓度如下，请判断：
■
（2）25℃时将0.1mol/L的CH3COOH溶液进行稀释，CH3COOH的电离平衡何向移动？
原因？（请用电离平衡常数解释）_____________
（3）把4.0×10-3mol/LHF溶液与4.0×10-4mol/LCaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略混合液体积的变化），计算有无沉淀产生：______________
已知此温度下α（HF）=0.4；Ksp（CaF2）=1.5×10-10。
【设计意图】利用此题目训练学生规范表达平衡常数，检验平衡常数的应用模型，把化学平衡常数的模型应用到电离平衡和沉淀溶解平衡。
【学生活动】2.设反应Fe （s）+CO2 （g）？葑FeO （s）+CO （g）的平衡常数为K，在不同温度下K的值如下表所示：
■
（1）此反应的化学平衡常数的表达式__________
（2）在1473K时，测得高炉中c（CO2）=0.25mol/L，c（CO）=1.25mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______（填“是”或“否”），此时化学反应速率是V正_____V逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是_____________________。
（3）若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c（CO2）=0.2mol/Lc（CO）=1.3 mol/L，则改变的条件为___________。
（4）在保障CO2浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡___________（填字母）。
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动
C.不移动
作出此判断的理由是___________
【设计意图】利用此题目检验平衡移动的应用模型，学会多种途径判断平衡移动，并且会逆向判断外界因素对平衡表达的影响。
（四）课堂总结，固化模型
【学生活动】质疑反思：结合例题、习题，说说你在本课中对平衡常数的表达、涵义，平衡移动的原理应用有哪些心得？有哪些困惑？
【师生总结】平衡常数的表达、涵义；平衡移动原理的应用。
【设计意图】课堂上让学生反思质疑，不断完善利用平衡常数、平衡移动原理的模型，培养学生的自我反思、自我归纳的能力。
化学建模论文:建模思想在高中化学选择题中的应用
建模就是用建立模型的方式解决问题，建模思想在高中化学解题中有着重要的应用，若对常见的题目类型建立固定的解题模型，可以将解题方法程序化，将复杂问题简单化，这样有利于学生快速、解题，提高得分率，最终会起到事半功倍的效果.下面作者对高中化学选择题中常见题目类型的解题方法进行建模和题型分类，希望对读者有所帮助.
一、解题模型
解题模型一逐项分析法
对选择题的每个选项进行逐个分析，选出正确选项，这是解化学选择题最基本的方法.在高考化学试题中，定性分析选择题占有很大的比例，以基本概念、基本理论、物质性质、实验等为素材，考查能否运用所掌握的基础知识和基本技能来分析和解决问题.常见的出题形式为“正误型”选择题，常见的出题内容为NA与微粒的关系、离子能否大量共存、离子方程式正误判断、元素及其化合物知识、实验原理分析、有机化学等相关的选择题都可以使用这种方法.
解题模型二直选法
解题时依据题目所给条件，借助于已学知识进行分析和判断，直接得出结论.
解题模型三排除法（筛选淘汰法）
根据题干所给条件和提出的问题，对各个选项加以审视，将与题目要求不符合的选项逐一排除，不能否定的选项即为正确答案.此方法常常用于解答概念、原理类选择题，也常用于解答组合型选择题.
解题模型四特例反驳法
特例反驳法是在解选择题时，当碰到一些似是而非且迷惑性极强的选项时，若直接运用课本有关概念往往难以辨清是非，这时可以借助已掌握的一些知识特例或列举反面特例进行反驳，逐一消除干扰选项，从而快速得出正确答案.列举特例或反例是一种重要的论证方法，这种技巧适用于从正面获取答案有困难的一类化学选择题，如有关物质的性质、分类、组成和结构等试题.
解题模型五具体法
在解化学选择题时，经常会遇到这样一类题目，题目给出的条件很抽象、很陌生，看似简单但容易出错.如果将抽象的、难以下手的问题用自己熟悉的知识、原理、技巧大胆地创设一些具体情境，即用具体事物作为研究对象，把抽象问题具体化，往往会收到事半功倍的效果.
解题模型六守恒法
守恒法就是以化学反应中存在的某些守恒关系（如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒、能量守恒等）作为依据，寻求解题的突破口，列出相应的守恒关系式进行解题.比如根据溶液中阴阳离子所带的电荷总数相等、氧化还原反应中得失电子总数相等进行求解.这种方法既可以避开繁琐的过程，提高解题的速度，又可以避开多步计算，提高解题的度，是高中化学解题中最常用的一种方法.
化学建模论文:建模法在高中化学教学中的实践探析
【摘要】高中化学的教学目标是培养学生的科学素养，要培养学生的科学素养，就要提高学生分析和解决问题的能力。一些抽象的问题，如果能利用建模思想建立具体的思维模型，就会使问题简单化。但建模法在高中化学教学中并未得到应有的重视，本文就此探讨了建模法在高中化学教学中的应用和实践。
【关键词】建模法 高中化学 应用 实践
1.前言
化学是以原子、分子为基准研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学。高中化学作为科学教育的重要组成部分，其最终目标是为了培养学生的科学素养，提高学生分析和解决问题的能力。建模法在科学研究中始终发挥着重要作用，但是在高中化学教学中鲜少被应用，学生不仅缺乏建构模型的意识，教师对模型的认识也仍停留在表面，没有认识到其对培养学生科学素养的重要意义。
2.建模法的构建过程
2.1 感受模型
一般情况下，学生从初中开始接触化学，但是高中化学内容才是化学学科的基础，建模法的应用与实践也是在高中化学中才有所体现。建模法构建过程的及时步是感受模型，在化学教学中应注重发觉学生的模型思想。模型在解决问题中具有直观形象的特点，有助于学生更好的理解化学问题。例如在新人教版《化学反应原理》中的第二章关于水溶液的离子平衡内容，教师通过建构模型展示溶液PH值的变化规律，使抽象的问题具象化，能够加深学生的记忆，从而提高课堂的有效性。
2.2 领悟模型
学生在培养起建模意识后，应学会理解和领悟模型。建构主义论认为知识不是由教师传输得到的，而是学生在一定的社会背景下，借助教师和学习伙伴的帮助，并利用学习资料，通过自主主义的建构而得到的。化学建模关键是体现在“建”字，是学和用的综合统一。在领悟模型的过程中，教师更多的是充当一个引导者的角色，鼓励学生有创造性的想法。例如在原子结构的讲解中，教师可以采用类比的方法，通过数据反映的特征建立原子结构模型。学生可以发挥想象，在领悟中掌握原子的性质和活动规律。
2.3 应用模型
教师在化学课堂教学中，可以引导学生设计和制作实物模型，在学习中尝试利用模型进行实践活动。应用模型阶段是学生把抽象化的理论知识转化为具体实物的阶段，学生在建构模型中可以体会到事物的本质规律。应用模型可以帮助学生形成化学概念理解和巩固化学知识，培养观察分析问题的能力，也可以对各知识点之间的衔接和递进有一个较为清晰的了解。从而提高学生解题过程中的正确度：离子浓度问题作为高考的热点，其内容同样抽象，为了减轻学生的思维量，使其思维有序化，学生可以通过建立“三大守恒”模型解决相关问题，效果显著。以Na3P04溶液为例，在Na3PO溶液存在着Na、H、OH一、PO4、HPO卜、H2PO4、H3PO4、H2O等微粒，在这些微粒之间存在着三种守恒。
电荷守恒：C（Na）+C（H）=C（OH一）+3C（PO）+2c（HPO4）+C（H2PO4一）
物料守恒：c（Na）=3[C（PO）+c（ttPO4）+C（H2P0一）+c（H3P04）]
质子守恒：C（OH‘）=C（H）+C（HPO）+2C（H2PO4’）+3c（H3PO4）
解题时，看到等式，学生应联想该题中“守恒”模型，看是否是三者之一，若都不是，看是否由上述的3种守恒模型通过叠加或叠减以后得到的。
2.4 评价模型
建构模型的一个环节是进行评价和反思。在进行化学建模教学设计中，教师需要不断考量建模过程中的策略是否正确，已完成的建构模型是否科学合理。对模型进行评价能够使教师做到具体问题具体分析，根据学生的认知策略进行教学调整，从而提高学生的认知水平。例如化学元素周期表是学生学习化学的基础，教师可以要求学生自己动手制作并进行课堂展示。随后要求学生进行互评，在评价中加深对化学元素周期的掌握。
3.建模法教学实践
3.1 概括归纳
概括归纳是人们在化学研究中广泛应用的思维方法，化学中的很多定律和公式都是通过概括归纳得出的。它是一种由个别到一般、从特殊到普遍，从经验事实到事物内在规律性的认识手段和模式。在高中化学教学中，学生通过体验建模的全过程可以对模型的建构和运用有一个整体的认识，遇到类型化的问题可以快速的作答。但是，教师一定要注意学生不能一味的生搬硬套，题目是不断变化发展的，学生缺乏应用模型解决新问题的能力有可能是大致过程对，结果得出截然相反的结论。
3.2 联想迁移
学生在具有建模意识并掌握了一些思维模型后，通过联想大脑中已有的模型，运用分析、综合、比较、论证的方法进行迁移变换，最终创造掌握新的模型。这种联想迁移的方法能够培养学生独立解决问题的实践能力和化学思维能力。运用联想迁移进行建模对学生的综合能力要求比较高，需要教师在日常教学中层层渗透，提高学生的迁移建模能力，在新知识与原有知识之间建立起可迁移条件。联想迁移法能够提高学生的学习效率，一旦学生在大脑中建立迁移建模反射，在遇到新问题时能够充分发挥积极主动性，自主解决问题。
3.3 接受模仿
接受模仿是化学中最普遍使用的一种方法，有老师给出特定的解题思维模型帮助学生解决较难的问题。由于学生的认知水平和学习基础存在差距，大部分学生面对难题和陌生题目时毫无头绪、无法下笔，这个时候需要教师运用接受模仿法。例如在人教版化学教材中关于氧化还原反应中氧化性和还原性强弱的比较一章节中，教师首先建立解题思维模型，以便学生模仿应用。学生可以根据黑板上的解题思维模型顺利得出答案。接受模仿可以节约课堂时间，但是教师在教学中起主导作用，不利于提高学生自主建模能力的提高。
4.结语
综上所述，在高中化学教学中教师应有意识的让学生感受到建模的重要性，并加强学生建构模型的能力培养，这有助于学生和老师研究化学问题的科学合理性。新程要求在教学中应以学生为主体，教师充分发挥引导作用，新课标的教材中的抽象化的化学知识相对增加，降低了高中化学教学成效。而模型教学能够充分发挥学生的主体作用，培养学生解决问题的能力和整体科学素养，符合我国素质化教育的趋势。
化学建模论文:让“建模法”为高中化学教学增添动力
摘 要： 建模法在高中化学教学过程中应用得比较多，对其合理利用能有效提高解题效率。为此，作者实结合践教学经验，就建模法在高中化学教学中的应用问题进行了分析。
关键词： 高中化学教学 建模法 应用 动力
引言
建模法主要是通过化学模型解决相应的问题，我们通过一些具体的模型区解决一些实际问题，建模法能够使解题的过程更加模式化，减少解题过程中的错误。为此，笔者就建模法在高中化学中的应用问题进行以下探讨分析。
1.建模法的教学意义
在化学学习的过程中，我们经常会使用一些化学模型解决实际问题，这就是建模法。建模法需要从一个具体的事例出发，通过抽象概念建立起相应的模型，帮助学生对化学原理进行深入理解，从而解决实际的问题。这样的过程是符合我们的认知规律的，在这个过程中，学生逐渐从感性认识上升到理性认识，形成理性认识之后才能够对自己的实践进行指导。高中生的思维比较活跃，但是还没有形成抽象思维，所以在对一些抽象的概念进行理解的时候，往往会感觉很吃力。建模法很好地解决了这个问题，通过建模法，我们可以对一些抽象的概念建立模型，从而帮助我们对原理进行理解，把复杂的问题简单化[1]。在应用建模法的过程中，我们要由易到难让学生逐渐理解，此外一定要结合客观规律，否则会起反作用。
2.建模法在高中化学教学中的应用
2.1关系式法
在实际进行化工生产的过程中，我们经常会遇到多步反应，从原料到的产品往往会经过许多步反应，在多步进行的连续反应中，关系式法应用得比较多，多步反应之间相互关联，及时步反应产生的产物往往是下一步反应的反应物，通过化学方程式我们可以得到反应物与生成物之间量的关系。因此我们可以找出某个中间物质，以它为中介，然后寻求已知物质与所要求的物质之间的量的关系，在化学计算的过程中，关系式法是基本的解题方法，有些化学题目需要多步计算，通过关系式法我们可以把它变成一步计算，这样就避免了计算过程中的麻烦，简化了解题的过程，从而降低了学生出现错误的概率。
2.2差量法
化学反应前后会发生物质的量的变化，我们可以根据这种变化找到这个理论差值。由于每个化学方程式是不同的所以发生变化的量也就有可能不同，有的是体积发生了变化，有的是压强发生了变化，这个变化的量的大小跟参加反应的某些量成正比例关系，我们可以通过这种关系把问题简单化，从而求出相关量。对于一个化学反应来说，各个物质的量之间都有一定的关系，如果我们从里面任意取两个物质的量，那么当其中一个量增大或减小时，另一个量也会成比例地发生变化，并且两者之间的差值也会呈现相应的变化。
2.3守恒法
在高中化学的额解题过程中，守恒法的应用是比较多的，化学反应的过程中物质会发生变化，但是某些特定的量是不会发生变化的，我们可以利用这一点求解，从而简化解题的过程。守恒法不需要我们探究化学反应过程中的某些细枝末节，只需要找守恒关系即可，常用的守恒方法主要有三种包括元素守恒、电荷守恒和电子得失守恒。而对于元素守恒而言，它又包括原子守恒和离子守恒，在化学反应的前后如果原子的种类及个数不发生变化的话，那么我们就可以应用原子守恒法，同样如果离子数目不变的话就应用离子守恒方法，通过这种守恒的方法，计算出结果。
应用电荷守恒主要是因为在中性的体系中，正电荷和负电荷的数量是相等的，我们经常使用这种方法推断溶液中离子浓度的关系。电子得失守恒主要应用在氧化还原反应之中，在氧化出结果。
结语
在化学解题的过程中应用建模法，能够把复杂的问题简单化[2]，帮助我们抓住问题的本质，使抽象的事物具体化，此外在应用建模法的过程中还能够提高学生分析问题、解决问题的能力，使学生的化学素养得到提高。
化学建模论文:“建模、用模”在化学高考复习中的应用
文章编号：1005－6629(2007)05－0075－03中图分类号：G632.479 文献标识码：B
2006年高考化学江苏卷第26题体现了建模、用模的思想。原题是这样的：
利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe3+等可循环使用。
(1)写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。
(2)若电解池A中生成3.36L H2(标准状况)，试计算电解池B中生成Fe2+的物质的量。
(3)若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为A mol•L-1和b mol•L-1，光催化反应生成Fe3+的速率为c mol•L-1，循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积)。试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。
本题(3)要求学生从复杂的情境中抓住本质建立化学反应2Fe2++I2 2Fe3++2I-，得出“光催化反应生成I－的速率ν(I-)=ν(Fe3+)=c mol•min-1，化学问题抽象成电解池A中消耗I-的速率应等于光催化反应池中生成I-的速率，从而得出：a mol•L-1×Q-b mol•L-1×Q=c mol•min-1，解出Q。可见，化学问题抽象成两个数学等量关系进行建模，要求考生的思维必须具备有序性和深刻性。这种“建模、用模”的思维方式在高中化学中有许多应用。
“模”就是“模式”、“模型”，建模思想就是将复杂的化学问题去非本质的东西，抽象出解决问题的思维方式，即“模”，然后运用这一模式去解决相关问题，它的一般过程可表示为：
“建模、用模”这一思维方式也是建构主义学习理论在化学学习中的极好运用。具体来看，这一规律在高考化学复习中主要有以下几方面的应用。
1用等量代换法建立“模型”，使与量有关的某些有机题规律化
例1.现有一些只含C、H、O三种元素的有机物，它们燃烧时消耗O2和生成CO2的体积比为3∶4。
(1)符合条件的分子量最小的化合物化学式为__________。
(2)某两种碳原子数相同的上述有机物，若它们的相对分子质量分别为a和b(a
解析：设符合条件的氧化物的化学式为CxOy，则CxOy+(x- )O2xCO2，因消耗O2和生成CO2的体积比为3∶4，解得x/y=2。则此氧化物为C2O或(C2O)n。
若要始终保持耗氧量和生成CO2的体积比为3∶4，则在分子中任意增加H2O，对耗氧量和生成CO2的体积均无影响，按此建模思考，得(C2O)n(H2O)m。由于此有机物必须含C、 H、 O， 故m、 n为1时， 相对分子质量是最小的， 化学式为C2H2O2(乙二醛)；符合(C2O)n(H2O)m的两种有机物，若碳原子数相同，即n值同，而m值不同时，它们的相对分子质量之差(b-a)必为H2O的相对分子质量的倍数，故第二空须填入18。
可见，本题建立的模型为(C2O)n(H2O)m，运用它可以重新设置并解决一系列问题，这类模型的建立有时需要化学中的一些量的关系辅助，如原子质量之间(C～12H、 CH4～O、 4C～3O……)；耗氧量之间(C～2O、 2H～O、 C～4H……)；电子数量之间及价键之间的守恒关系。
通过上述例题我们不难看出，用“等量代换法”解这类发散思维有机题的思想模式是：
①从最简单的有机物烃、含氧衍生物入手，确定代表物。
②依题意，找出C、H、O三者的等量关系，结合代表物和等量关系进行代换。
③根据价键法则或有机物的结构特点、性质等，确定符合题意的有机物结构式。
④整个过程体现了有序思维经发散思维到收敛的过程。
[尝试链接]
1.a g H2在氧气中充分燃烧后，再通过足量过氧化钠，充分反应，固体质量增加多少克？
2.H2换成CO呢？
3.a g含C、H、O的物质B，在氧气中充分燃烧后，再通过足量的过氧化钠，充分反应，固体质量增加ag，则B的化学式通式是什么？举出B具体的物质2例，并写出其结构简式。
4.一定条件下将质量为x g的有机物在O2中燃烧，燃烧后全部产物通过足量Na2O2层，过氧化钠的质量增重Yg, 下列对应关系一定正确的是( )
2运用数学方法建模，使化学问题解决快速化
例2.向1L 0.1mol/L的AlCl3溶液中，加入2mol/L的NaOH溶液，反应后，共得到白色沉淀3.9g，求加入的NaOH溶液的体积为多少？
解析：AlCl3溶液中加入NaOH溶液的化学反应有：
①当NaOH少量时， AlCl3+3NaOH Al(OH)3+3NaCl
②当NaOH过量时， 生成的Al(OH)3 沉淀溶解在NaOH中， Al(OH)3 +NaOHNaAlO2+2H2O， 因此画得如右图形：
由图可知：在加入NaOH溶液的整个过程中，生成沉淀质量为3.9g的有A、B两点，也就是加入的NaOH溶液的体积也应有两个量。
作为工具学科，数学对化学问题的解决起到了很好的辅助作用，高中化学经常运用到的数学方法有：应用数轴帮助解决讨论型化学计算题，商余数、代数方程、不定方程、平均值法、不等式、数学归纳法、极限、排列组合、平面几何、立体几何、待定系数法配平方程式、数形结合思想等。
[尝试链接]
自20世纪90年代以来，芳-炔类大环化合物的研究发展十分迅速，具有不同分子结构和几何形状的这一类物质在高科技领域有着十分广泛的应用前景。合成芳-炔类大环的一种方法是以苯乙炔(CHC― )为基本原料，经过反应得到一系列的芳－炔类大环化合物，其结构为：
(1)上述系列中第1种物质的分子式为______。
(2)已知上述系列第1至第4种物质的分子直径在1～100nm之间，分别将它们溶解于有机溶剂中，形成的分散系为________。
(3)以苯乙炔为基本原料，经过一定反应而得到最终产物。假设反应过程中原料无损失，理论上消耗苯乙炔与所得芳炔类大环化合物的质量比为____________。
(4)在实验中，制备上述系列化合物的原料苯乙炔可用苯乙烯(CH2=CH)为起始物质，通过加成、消去反应制得。写出由苯乙烯制取苯乙炔的化学方程式(所需的无机试剂自选)_________。
3建立模型，使知识储备、问题解决方略序列化
例3.运用一定的知识整理的方法，将NH3、N2、NO、NO2、HNO3、MNO3的结构、性质、制备、用途作一归纳。
归纳方法可用树状分类法、价态转化法、列表对比法等，此外还有以下一些模型：
相同、相异概念的对比、分析图表；相似问题归类化如电解质溶液中离子浓度大小比较，可抓住电荷守恒和物料守恒；pH的计算(酸性，先求C(H+)，再求pH；碱性，先求pOH，再求pH)等。
当然，在解答具体问题时，有一些方略也要序列化的，如：解答化学实验鉴别题时，抓住“操作现象结论”三步曲；推断题抓住“题眼尝试结论验证”四过程；计算题抓住“思路分析解题过程检验核对”三步骤；实验方案评价题强调“科学、安全、可行、简约”四原则等等。这些都是规范答题并提高得分率的有效方略模式。
[尝试链接]
某化学兴趣小组按照下列方案进行“由含铁废铝制备硫酸铝晶体”的实验：
步骤1：取一定量含铁废铝，加足量的NaOH溶液，反应后过滤。
步骤2：边搅拌边向滤液中滴加稀硫酸至溶液的pH＝8～9，静置、过滤、洗涤。
步骤3：将步骤2中得到的固体溶于足量的稀硫酸。
步骤4：将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、干燥。
请回答以下问题：
(1)上述实验中的过滤操作需要玻璃棒、______、______等玻璃仪器。
(2)步骤1过滤的目的是_________________。
(3)当步骤2中的溶液pH＝8～9时，检验沉淀是否的方法是____________。
(4)步骤2中的溶液的pH控制较难操作，可改用__________________________。
总之，在中学化学学习中，进行“建模、用模”的尝试，可使学生跳出题海，提高效益，使同类问题的解决更快捷、简便。
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
