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摘 要:高中生在学习化学过程中,解题是必须掌握的一项技能,也是他们提升考试成绩的关键所在.由于高中化学知识涉及范围广,考察题目类型较多,对学生的解题质量与效率有着很高的要求,教师可指导他们应用建模思想,使其通过建立具体模型顺利解决问题.
关键词:建模思想;解题;高中化学
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008-0333(2021)13-0097-02
建模思想指的是根据实际问题来建立模型,再对模型进行求解,最后根据结果达到解决实际问题的目的,本质上是培养学生灵活运用所学知识解决实际中的问题的能力,锻炼他们的抽象思维、简化思维和批判性思维等.在高中化学解题教学中,教师同样可要求学生应用建模思想来解题,将繁琐复杂的化学反应变得清晰化、简单化,促使他们轻松解决难题.
一、概括规律加强应用,理解化学反应实质
在高中化学解题实践中,涉及到的反应类型多种多样,学生很难做到全部正确理解,让他们在学习过程中加强对规律的概括和应用,使其加深记忆化学反应的实质,稳步提升自身的化学理解能力.高中化学教师在日常教学中应引领学生找出所学知识的共同点,构建出一定的模型便于记忆,使其在解题中联想到相应的模型,让他们利用概括出的规律来解题.
在“盐类的水解”教学实践中,本节课是中学化学知识体系总的核心概念,涉及面宽、综合性强,也是学生已有的关于溶液认识的综合应用,还出现大量的化学方程式,对他们的记忆能力要求较高,而且在学习中,化学方程式的记忆显得机械无趣和枯燥乏味,难以达到良好的记忆效果.这时教师可提供一些有关盐类水解的化学方程式,如:CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH,NaHCO3+H2OH2CO3+NaOH,NaClO+H2OHClO+NaOH等,组织学生寻找其中的相同点,通过图形符号构建成一个整体,使其建立出盐类水解反应的模型,即:水解物质(“带正电”微粒)+OH-→H2O,水解物质(“带负正电”微粒)+OH+→H2O,让他们在后续解题中直接套用.
在上述案例中,教师引领学生结合多个化学方程式建立出两个模型,这是盐类水解本质的重要体现,无论理解还是记忆效果均极佳,使其掌握的更牢固,便于他们解决此类问题.
二、注重知识有机整合,拓宽学生解题思路
在高中化学解题教学中,假如学生无法顺利解决化学问题,不仅影响他们学习化学的自信,还不利于整体学习效率的改善.对此,高中化学教师在解题教学环节,可以引领学生尝试应用建模思想确定和優化解题思路,不过前提是要注重对化学知识的有机整合,且适当拓展,以模型形式来呈现,拓宽他们的解题思路,使其解题正确率和速度提高,增强自信.
在进行“氧化还原反应”教学时,教师需帮助学生充分理教材中的理论知识,深化对知识要点的理解与记忆,其中在解题环节,涉及到氧化还原反应的题目中,主要有以下几个解题技巧:其一,氧化还原反应遵守电子守恒定律,元素化合价被提高,化合物的化合价将会降低;其二,氧化剂在反应中被还原,还原剂在反应时被氧化;其三,由于出现反应现象,在实际解题中需结合具体现象来推导产物.随后教师设置题目:把木炭与氧化铜粉末混合起来加热,能够获得红色的铜.学生分析这一现象时需独立写出化学方程式,标记“木炭”和“氧化铜”,标出化合价,让他们结合化合价找出反应中的氧化剂与还原剂.
如此,教师指导学生将有关氧化还原反应的理论知识进行整合,使其在解题问题时经历问题表征、构建模型、检验模型和应用模型等六项流程,借此开阔开阔他们的思维与眼界.
三、加强建模思想应用,抽象化问题具体化
在高中化学解题教学中,为有效应用建模思想解题,需结合具体问题提出假设构建模型,不断细化与分解问题,把问题解答的难度降到最低,抽象问题变得具体化.高中化学教师在解题教学中,当遇到抽象化较强的问题时,应指导学生加强对建模思想的应用,使其把问题不断拆分降低难度,有利于他们更好的理解化学本质,培养他们的思维能力与创新能力.
例如,在实施“氨 硝酸 硫酸”教学时,教师需先带领学生理清这三种物质的性质,再出示例题:两种硫酸溶液的浓度不同,将其等质量混合后获得溶液中溶质的质量分数是A%,等体积混合时则为B%,再把两种不同浓度的氨水等质量混合,所得溶液中溶质的质量分数也是A%,而等体积混合时则为C%,判断A、B、C的关系.教师可指导学生运用建模思想来判断,且要分类建模,当水小于溶液浓度时,等体积混合以后,浓度要高于平均值;而当溶液浓度小于水时,等体积混合以后,浓度高低于平均值;一般来说,稀硫酸密度要比浓硫酸密度大,稀氨水的密度要大于浓氨水,所以B>A,A>C,综合起来得到B>A>C.
上述案例,教师强调学生主动运用建模思想,不仅将抽象化的化学问题变得具体化,还能把复杂问题变得简单化,使其省去多个繁琐的运算步骤,只需根据模型就能判断出大小.
四、关注新旧知识联系,提高学生建模水平
在高中化学教学过程中,新旧知识之间是存在一定衔接关系的,不少问题的解答思路都要把新旧知识放在一起进行对比和分析,让学生找出适用于解题的模型,融入建模思想,让他们的解题思路变得开阔、清晰起来.因此,高中化学教师在解题训练中,应当提醒学生关注新旧知识之间的联系,使其结合题目特征建立模型,提高他们的建模水平与迁移能力.
比如:现有KCl与NaCl的混合物,其中Cl元素质量占a%,求K、Na的质量在该混合物中分别占多少?教师先要求学生仔细观察题干,找出题目中的关键要素,也就是阴、阳离子,求出混合物中两个阳离子的质量比,K是39,Na是23,可知K比Na大16,而16刚好是O的相对原子量,这时他们可把K使用Na与O来代替,既把KCl建模等效为NaClO,阴离子则是同一种元素Cl.接着,学生在所建立的模型中解答问题,把NaCl看作一个整体,研究对象是100g,则在混合物中各个元素的含量有n(K)=n(O),n(NaCl)=n(Cl),那么求得K的含量比K%=(100-58.5a/35.5)/16,Na的含量等于1减去K的含量比与Cl的含量比,即Na%=1-a%-K%.
对于上述案例,学生处理混合物问题时联想到学习过的阴、阳离子,相对原子质量等旧知识,据此建立一个整体模型,使其借助模型思想避免复杂计算步骤的出现,降低错误率.
五、灵活运用建模思想,锻炼学生解题能力
建模思想的应用,对于高中化学解题来说可谓是一个新事物,不少学生都认为建模思想属于数学范畴,与化学的关系不大,其实不然,数学和化学虽然是两门独立学科,但是均属于理科范畴,两者有着密切关联.所以,在高中化学解题训练中,教师可以指引学生结合具体题目灵活运用建模思想,使其建模技巧得以有效培养,同时锻炼他们的化学解题能力.
教师指导学生运用建模思想解题,清楚知道盐酸溶液的体积和物质的量浓度,假如加入10mL的氨水溶液,物质的量浓度也为0.001mol/L,两者将会完全反应生成NH4Cl,溶液成酸性,由于pH是7,就需继续添加氨水溶液,所以氨水溶液的体积大于盐酸溶液,总量大于20mL;随后观察建模结构,结合溶液呈中性判断C正确;而混合后溶液中阴离子总数不可能大于阳离子,故D错误.
针对上述案例,教师引导学生对整个反应过程进行等效建模,把建模过程具体呈现出来,使其结合建模构成分析和解答题目,显得轻松又便捷,同步发展他们的建模与解题能力.
总之,在高中化学解题教学活动中应用建模思想是一个新的解题思路,值得大力推广和运用,不仅可以帮助学生深化理解与记忆化学理论知识,还能够促使他们提高解题正确度和速度,使其获得综合发展,最终改善整体解题教学质量.
参考文献:
[1]耿率宸.基于高中化学的学习方法及解题技巧的教育探讨[J].才智,2019(03):45.
[2]肖亦卓.巧用“化合价”提高高中化学解题效率探析[J].科技风,2017(22):50.
[责任编辑:季春阳]
关键词:建模思想;解题;高中化学
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008-0333(2021)13-0097-02
建模思想指的是根据实际问题来建立模型,再对模型进行求解,最后根据结果达到解决实际问题的目的,本质上是培养学生灵活运用所学知识解决实际中的问题的能力,锻炼他们的抽象思维、简化思维和批判性思维等.在高中化学解题教学中,教师同样可要求学生应用建模思想来解题,将繁琐复杂的化学反应变得清晰化、简单化,促使他们轻松解决难题.
一、概括规律加强应用,理解化学反应实质
在高中化学解题实践中,涉及到的反应类型多种多样,学生很难做到全部正确理解,让他们在学习过程中加强对规律的概括和应用,使其加深记忆化学反应的实质,稳步提升自身的化学理解能力.高中化学教师在日常教学中应引领学生找出所学知识的共同点,构建出一定的模型便于记忆,使其在解题中联想到相应的模型,让他们利用概括出的规律来解题.
在“盐类的水解”教学实践中,本节课是中学化学知识体系总的核心概念,涉及面宽、综合性强,也是学生已有的关于溶液认识的综合应用,还出现大量的化学方程式,对他们的记忆能力要求较高,而且在学习中,化学方程式的记忆显得机械无趣和枯燥乏味,难以达到良好的记忆效果.这时教师可提供一些有关盐类水解的化学方程式,如:CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH,NaHCO3+H2OH2CO3+NaOH,NaClO+H2OHClO+NaOH等,组织学生寻找其中的相同点,通过图形符号构建成一个整体,使其建立出盐类水解反应的模型,即:水解物质(“带正电”微粒)+OH-→H2O,水解物质(“带负正电”微粒)+OH+→H2O,让他们在后续解题中直接套用.
在上述案例中,教师引领学生结合多个化学方程式建立出两个模型,这是盐类水解本质的重要体现,无论理解还是记忆效果均极佳,使其掌握的更牢固,便于他们解决此类问题.
二、注重知识有机整合,拓宽学生解题思路
在高中化学解题教学中,假如学生无法顺利解决化学问题,不仅影响他们学习化学的自信,还不利于整体学习效率的改善.对此,高中化学教师在解题教学环节,可以引领学生尝试应用建模思想确定和優化解题思路,不过前提是要注重对化学知识的有机整合,且适当拓展,以模型形式来呈现,拓宽他们的解题思路,使其解题正确率和速度提高,增强自信.
在进行“氧化还原反应”教学时,教师需帮助学生充分理教材中的理论知识,深化对知识要点的理解与记忆,其中在解题环节,涉及到氧化还原反应的题目中,主要有以下几个解题技巧:其一,氧化还原反应遵守电子守恒定律,元素化合价被提高,化合物的化合价将会降低;其二,氧化剂在反应中被还原,还原剂在反应时被氧化;其三,由于出现反应现象,在实际解题中需结合具体现象来推导产物.随后教师设置题目:把木炭与氧化铜粉末混合起来加热,能够获得红色的铜.学生分析这一现象时需独立写出化学方程式,标记“木炭”和“氧化铜”,标出化合价,让他们结合化合价找出反应中的氧化剂与还原剂.
如此,教师指导学生将有关氧化还原反应的理论知识进行整合,使其在解题问题时经历问题表征、构建模型、检验模型和应用模型等六项流程,借此开阔开阔他们的思维与眼界.
三、加强建模思想应用,抽象化问题具体化
在高中化学解题教学中,为有效应用建模思想解题,需结合具体问题提出假设构建模型,不断细化与分解问题,把问题解答的难度降到最低,抽象问题变得具体化.高中化学教师在解题教学中,当遇到抽象化较强的问题时,应指导学生加强对建模思想的应用,使其把问题不断拆分降低难度,有利于他们更好的理解化学本质,培养他们的思维能力与创新能力.
例如,在实施“氨 硝酸 硫酸”教学时,教师需先带领学生理清这三种物质的性质,再出示例题:两种硫酸溶液的浓度不同,将其等质量混合后获得溶液中溶质的质量分数是A%,等体积混合时则为B%,再把两种不同浓度的氨水等质量混合,所得溶液中溶质的质量分数也是A%,而等体积混合时则为C%,判断A、B、C的关系.教师可指导学生运用建模思想来判断,且要分类建模,当水小于溶液浓度时,等体积混合以后,浓度要高于平均值;而当溶液浓度小于水时,等体积混合以后,浓度高低于平均值;一般来说,稀硫酸密度要比浓硫酸密度大,稀氨水的密度要大于浓氨水,所以B>A,A>C,综合起来得到B>A>C.
上述案例,教师强调学生主动运用建模思想,不仅将抽象化的化学问题变得具体化,还能把复杂问题变得简单化,使其省去多个繁琐的运算步骤,只需根据模型就能判断出大小.
四、关注新旧知识联系,提高学生建模水平
在高中化学教学过程中,新旧知识之间是存在一定衔接关系的,不少问题的解答思路都要把新旧知识放在一起进行对比和分析,让学生找出适用于解题的模型,融入建模思想,让他们的解题思路变得开阔、清晰起来.因此,高中化学教师在解题训练中,应当提醒学生关注新旧知识之间的联系,使其结合题目特征建立模型,提高他们的建模水平与迁移能力.
比如:现有KCl与NaCl的混合物,其中Cl元素质量占a%,求K、Na的质量在该混合物中分别占多少?教师先要求学生仔细观察题干,找出题目中的关键要素,也就是阴、阳离子,求出混合物中两个阳离子的质量比,K是39,Na是23,可知K比Na大16,而16刚好是O的相对原子量,这时他们可把K使用Na与O来代替,既把KCl建模等效为NaClO,阴离子则是同一种元素Cl.接着,学生在所建立的模型中解答问题,把NaCl看作一个整体,研究对象是100g,则在混合物中各个元素的含量有n(K)=n(O),n(NaCl)=n(Cl),那么求得K的含量比K%=(100-58.5a/35.5)/16,Na的含量等于1减去K的含量比与Cl的含量比,即Na%=1-a%-K%.
对于上述案例,学生处理混合物问题时联想到学习过的阴、阳离子,相对原子质量等旧知识,据此建立一个整体模型,使其借助模型思想避免复杂计算步骤的出现,降低错误率.
五、灵活运用建模思想,锻炼学生解题能力
建模思想的应用,对于高中化学解题来说可谓是一个新事物,不少学生都认为建模思想属于数学范畴,与化学的关系不大,其实不然,数学和化学虽然是两门独立学科,但是均属于理科范畴,两者有着密切关联.所以,在高中化学解题训练中,教师可以指引学生结合具体题目灵活运用建模思想,使其建模技巧得以有效培养,同时锻炼他们的化学解题能力.
教师指导学生运用建模思想解题,清楚知道盐酸溶液的体积和物质的量浓度,假如加入10mL的氨水溶液,物质的量浓度也为0.001mol/L,两者将会完全反应生成NH4Cl,溶液成酸性,由于pH是7,就需继续添加氨水溶液,所以氨水溶液的体积大于盐酸溶液,总量大于20mL;随后观察建模结构,结合溶液呈中性判断C正确;而混合后溶液中阴离子总数不可能大于阳离子,故D错误.
针对上述案例,教师引导学生对整个反应过程进行等效建模,把建模过程具体呈现出来,使其结合建模构成分析和解答题目,显得轻松又便捷,同步发展他们的建模与解题能力.
总之,在高中化学解题教学活动中应用建模思想是一个新的解题思路,值得大力推广和运用,不仅可以帮助学生深化理解与记忆化学理论知识,还能够促使他们提高解题正确度和速度,使其获得综合发展,最终改善整体解题教学质量.
参考文献:
[1]耿率宸.基于高中化学的学习方法及解题技巧的教育探讨[J].才智,2019(03):45.
[2]肖亦卓.巧用“化合价”提高高中化学解题效率探析[J].科技风,2017(22):50.
[责任编辑:季春阳]