引言
在实验中,化学是学习的一个重要学科。其包含的知识很多,小到分子,离子,大到自然。特别是在高中阶段,化学学习像进入了一个新的时代,无论在内容上还是在学习要求上都进入了更深的层次。因此,我认为旧的化学学习方法已经不能适应我们目前的学习阶段。因此,我发现高中化学建模方法对学习化学有一定的帮助。广义学习中模型的运用,就是我们在对实际问题进行转化时,在分析实际问题的基础上,找出更科学、更开放的方法,这样化学就会变得更加简单,学生解决问题也更加容易。
一、高中化学问题应用建模思想的启示
数学建模思想旨在对化学知识点结构进行整体提炼,把握知识点之间的相互关系,发现化学知识点的规律与奥秘。通过化学模型求解问题,可以创新传统固定解题的思维方式,拓展思维能力,锻炼抽象思维、逻辑思维、空间抽象思维能力,可使解题过程不断简化,找到最方便的解题方法。用数学模型来教学,能把化学问题的信息转化成一种更直观的方程,它能很好地影响我们的注意力、记忆,进而提高我们在记忆中搜索知识的速度,从而能够快速地找到解决问题的相关知识,达到快速解决问题的效果,另一方面,这种方法还能更全面地锻炼我们解决问题的思维能力,快速明确解决问题的方向,提高化学学科学习成绩。
二、建模思想在高中化学问题解决中的应用
2.1创建模型
我们在建模时应学习推理。第一,将高中学到的知识点纳入模型,并用模型求解;举例来说,当我们进行研究和回应时,我会考虑在实际生活中如何使用它。例如羽绒服清洗,先用少量小苏打、白醋配制成溶液,将小苏打溶液擦到需要清洗的地方,再用白醋配制的溶液擦洗,最后用清水洗去即可。既简便,又解决了清洗方式引起的下钻问题。以实际生活中的现象为基础,在记忆库中搜索化学知识,在脑中建立中和反应模型,对小苏打和醋进行实验,观察其反应效果。最终得到了中和反应模型。日常生活中,有许多现象是化学知识所反映出来的。通过在脑中建立一个初步的模型,并进行实际的操作,使我们能够清楚地掌握解决问题的思路,找到最后的答案。
2.2以建模思维规范解决问题的思路
利用高中生化学建模,能够根据自己积累的知识,科学地、规范地解决问题,掌握解决化学问题的思路,从而懂得解决实际问题,形成标准模型。如在化学平衡计算过程中,采用“三步法”模型,对化学实验方案进行科学、安全的评价。举例来说,在化学实验室里,利用Cl₂与金属铁的化学反应,可以用手工方法制备无水氯化铁,在沸点(100℃)下加热最终分解为Fe2CL3,最终反应物呈棕红色,易受潮分解。对于这种化学反应,我们在建模时会发现实际操作中存在的安全问题和科学问题。设备进气口太小,当装置中固体体积过大时,容易造成管道堵塞;另外,虽然装置设置了尾气处理装置,但水溶液是主要的解决方法。三氯化铁在另一装置形成水蒸气时会发生氧化,影响实验结果的准确性。通过自己的观察与思考,你最终会发现练习中存在的问题,在教学理念的引导下,学生会更直接地解决问题,加深记忆,提高学习成绩。基于这种思维,学生善于发现知识,乐于创造实验条件,动手实践,积极思考观察,培养观察能力,扩大和提高解决问题的能力。
三、建模思维的概括归纳
概括性归纳是用来解决化学问题的概念或方法。学化学时,学生要学到许多算术定理和公式,通过归纳和归纳的方法得到。化学题目虽不断变化,但解决问题的思路与方法都有一定的规律,因此,在解决问题的过程中,应对归纳归纳、解决化学问题的技巧有一个全面的认识,然后在遇到新的化学话题时,迅速找出正确的方法,从而做出快速正确的解决方案。举例来说,在学习“氧化还原反应”的内容时,对氧化还原反应的概念及有关定理进行归纳总结。按照规则,我们在做题时只需了解氧化剂+还原剂=还原物+氧化产物即可。这样一来,不管问题类型如何变化,就可以根据问题的规律,找到正确的解决方法,从而快速地完成问题的解决。
四、模型思维中的关联转移
化学课的内容有一定的衔接,许多问题都是对新旧知识解决问题的思路和要求进行分析比较,序列性和综合性强,所以在解化学课时必须学会新旧联想。我们的知识转移主要在于培养我们解决问题的能力和化学思维的能力。然而,化学知识的联想迁移并非简单的学习技巧,需要跟随老师在学习过程中层层渗透,然后逐步学习利用新知识连接学习过程,从而提高我们解决化学问题的能力。举例来说,在学习"金属化合物"之前,我们应该先了解金属和化学物质,以及某些金属的化学性质,以便能够对金属和化合物有一个大致的了解,然后再扩展到金属化合物的研究。通过对金属化合物的研究,我们可以将对金属化合物的学习联想转移到金属化合物上。另外,该方法还可扩展到对非金属及其化学物质的深入研究,使我们在学习模型的过程中能够顺利地学习相关的迁移,进而帮助我们快速找到正确的知识凝聚点,从而快速解决化学问题。
五、对建模思想的模仿
大部分学生在看到一些新的化学问题时,往往被题目的表面所蒙蔽,不知道该从哪方面来回答。但建模思维中接受模仿也是其核心思想之一,通过教师建模的方式,可以引导我们通过一种把化学问题具体化、形象化、形象化的具体模式,从而帮助我们更轻松、快速地找到解决问题的方法。例如,学习《离子反应》这一章的内容,在老师指导下做题时,就能了解离子反应的本质,因为有些离子浓度发生变化,首先参与离子反应,对反应物质进行分析,然后根据反应反应判断出该物质是否属于离子反应性质,如果有反应的离子,就可以进一步说它是氧化还原反应,或者类似的东西。在学习化学问题解决的过程中,我们不断地接受、模仿老师解决问题的思路,进而深入了解教师解决问题的技巧,并将其转化为自己的解题技巧。通过这种方法,可以在很大程度上达到在建模思想上接受和模仿解决问题的效果。
结论:
所以,高中化学比初中化学难。由简单到复杂的知识是相互关联的。学习解决自身问题的新思路,才能解决实际问题。数学建模采用模型来进行学习,通过直观的、具体的模型来观察化学过程的模拟,把复杂的问题直接表现出来,我们可以很容易地解决问题,达到理想的学习效果。我们要善于运用数学建模来解决化学教学中的问题,全面锻炼学生解决问题的思维,提高学习成绩。
参考文献
[1]魏有云.建模思想在高中化学解题中的应用U].课堂内外:教师版,2016, 01 (5): 78-79.
[2]曲基秋.试论几种建模思想在高中化学解题中的应用[J]教育科学:全文版,2016, 05 (12): 00187-00187.
[3]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,2016,23 (3) : 88-88.