化学建模论文15篇.docx
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1、化学建模论文15篇化学建模论文摘要:建模法是化学反应原理教学中最为有效的方法之一,它是通过学生对已有学习经验的归纳、总结,由感性认识上升到理性认识,建立具体模型,再用具体模型与实际问题相类比,达到解决问题的一种高效的教学方法。在化学课堂教学中有着重要作用,建模法能有效地提高化学课堂的教学效益,化解学生学习上的难点,有利于学生理解化学反应原理,提高学习的效率和成绩。关键词 化学建模论文 化学建模 化学论文 化学 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
2、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
3、M2具有相同的电子层结构;离子半径:Z2W;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()AX、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
4、/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
5、某钠盐溶液中可能含有NO2、SO24、SO23、CO23CI、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:用pH计测得溶液pH大于7加入盐酸,产生有色刺激性气体加入硝酸酸化的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NO2、CO23、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ABCD正确答案为B在上题中,关键点是NO
6、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
7、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证较高的准确率,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
8、学题目建模法解题的途径。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。而面对这些问题的最佳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
9、法和知识对建立的模型进行进一步分析;最后再将模型给以推广,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N
10、a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
11、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唯一的解题方式,也不一定是最佳的解题方式,还需要我们面对实际题目时,根据题目的具体情况选择最佳的解题方式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
12、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,那么两者会出现完全的反应,所以最后生成的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.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,
13、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+)。而最后溶液又呈中性,所以C(OH-)=C(H+),c(Cl-)=c(NH4+),而显然最后生成溶液为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,最后正确答案为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。而这类题型最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
14、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。化学建模论文:新课标下高中化学建模教学探究新课标背景下,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。高中
15、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
16、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
17、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
18、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
19、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
20、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)。原料预处理 分离提纯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,最后解决问题。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,
21、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,
22、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
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