化学建模论文
建模教学是近年来刚兴起的一种教学模式,该教学模式具有诸多优势,已经引起了化学和物理教育专家的重视。下文是学习啦小编为大家搜集整理的关于化学建模论文的内容，欢迎大家阅读参考!
化学建模论文篇1
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，最后回到‘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
第一，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。
【参考文献】
[1]吴琼.中学化学教学建模[M].南宁：广西教育出版社，2003.
[2]王滋�.化学建模教学课程设计的初步探索[J].中学化学教学参考，2006(7).
[3]洪明.建模思想在高三化学复习中的应用[J].中学教学参考，2013(7).
化学建模论文篇2
试谈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，假设每次处理均能完全反应(或吸收)则最后排出的气体是()
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。