建構(gòu)模型指導(dǎo)化學(xué)理論學(xué)習(xí)

新課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出課程改革的目的是“立德樹人”。“樹人”是培養(yǎng)學(xué)生的各方面能力，使其成為既有知識又有創(chuàng)新能力的人才。因此在實(shí)際教學(xué)中不僅要教給學(xué)生知識，更要教會學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，掌握技能去解決實(shí)際問題?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)的五個(gè)維度中提出，學(xué)生應(yīng)學(xué)會“證據(jù)推理和認(rèn)知模型”，這對學(xué)習(xí)化學(xué)理論知識提出了很好的建議。化學(xué)反應(yīng)原理理論性較強(qiáng)，學(xué)生理解不透徹，不會用原理去解決問題。教師可以幫助學(xué)生建構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)習(xí)思維，促進(jìn)理解和記憶。用模型去解決一類問題時(shí)往往可以起到事半功倍的效果，學(xué)生在使用模型的過程中逐漸理解基礎(chǔ)知識，對模型中應(yīng)用的化學(xué)原理的理解也會更加深刻。

一、利用“數(shù)學(xué)運(yùn)算”模型解決化學(xué)反應(yīng)中能量變化問題

化學(xué)反應(yīng)伴有能量的變化，涉及的主要原理包含熱化學(xué)方程式和蓋斯定律等。在學(xué)習(xí)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)抓住兩點(diǎn)，即化學(xué)變化既有物質(zhì)變化又有能量變化。物質(zhì)變化涉及反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件、物質(zhì)的狀態(tài)、配平等等。少數(shù)學(xué)生在書寫熱化學(xué)方程式時(shí)會遺忘物質(zhì)狀態(tài)的標(biāo)注，在教學(xué)中可以強(qiáng)調(diào)物質(zhì)的狀態(tài)是其能量的重要體現(xiàn)，增強(qiáng)記憶。能量變化涉及△H的符號、數(shù)值和單位。其中△H的符號可以利用數(shù)學(xué)運(yùn)算模型幫助理解，如“+”數(shù)學(xué)上表示“加”，即能量增加，也就是說該反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng);“—”數(shù)學(xué)上表示“減”，即能量降低，也即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。吸收或放出能量的多少與反應(yīng)物的量成正比例關(guān)系，解決了△H的數(shù)值問題。

蓋斯定律是指某個(gè)化學(xué)過程無論是一步完成還是分幾步完成，其熱效應(yīng)是相同的。利用此原理可以計(jì)算某些難以實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)或者是伴有副反應(yīng)的反應(yīng)中的能量變化。例如：

二、利用“電流循環(huán)”物理模型和“雙線橋法”分析電化學(xué)原理

電化學(xué)原理在生產(chǎn)生活及科研等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如新能源中化學(xué)電池的探索，利用電解原理制備新物質(zhì)、金屬的冶煉、電鍍，金屬的防腐等等。因此，電化學(xué)原理試題是歷年高考中必考試題，也是化學(xué)原理中的重要內(nèi)容。然而一部分同學(xué)在遇到電化學(xué)試題時(shí)幾乎一做就錯(cuò)，究其原因是沒有理解電化學(xué)原理，不會分析，憑感覺答題。如何準(zhǔn)確快速理解原電池和電解池的工作原理呢？可以運(yùn)用物理中“電流是循環(huán)”的模型來進(jìn)行分析。

例如，鋅銅原電池工作原理分析：根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理及金屬活潑性等知識可以判斷，鋅是電池負(fù)極銅是正極。電流從電池正極流出，再流入負(fù)極。電子的電性與電流相反，可推知電子由負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極。但電子不能進(jìn)入溶液，而電路又是閉合回路，因此在溶液中是由離子的定向移動形成電流的。根據(jù)“電流循環(huán)”原理，帶相同電荷的粒子運(yùn)動方向一致，形成閉合電路，可推知溶液中陰離子由正極移向負(fù)極，陽離子移動方向相反。在電極上，負(fù)極因失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極因得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。

電極反應(yīng)式是電化學(xué)裝置的重要表示方法，也是考查的重點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生不能準(zhǔn)確書寫原電池和電解池的電極反應(yīng)式。書寫電極反應(yīng)式有多種方法，其中氧化還原反應(yīng)中的“雙線橋法”是比較常見的一種。學(xué)會將氧化還原反利用雙線橋法拆成兩個(gè)半反應(yīng)（氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)），可有效提高學(xué)生書寫電極反應(yīng)式的效率。例如：若要將反應(yīng)

②書寫電極反應(yīng)式，負(fù)極：6I- — 6e- = 3I2 ，正極：ClO3- + 6e- + 6H+ = 6Cl- + 3H2O。在書寫電極反應(yīng)式時(shí)要考慮反應(yīng)條件和離子共存問題。根據(jù)電極反應(yīng)式可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是離子，電極本身沒有反應(yīng)，所以可以選擇惰性電極（如C或Pt）。為避免溶液混合直接發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)設(shè)計(jì)成雙液原電池，一池盛放KI溶液，另一池盛放KClO3和稀HCl的混合溶液。外電路用導(dǎo)線連接，內(nèi)電路由鹽橋溝通。

三、利用“消元法”思想探究溶液中離子濃度守恒式

水溶液中的離子平衡是化學(xué)原理中又一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)生活中，溶液中的離子種類、濃度關(guān)系是科研工作者必須明確的內(nèi)容，它們直接關(guān)系科研的成敗以及生產(chǎn)等帶來的環(huán)境問題。教師在進(jìn)行教學(xué)活動時(shí)，要培養(yǎng)學(xué)生了解溶液中離子濃度對科研、環(huán)境的影響的意識，要能準(zhǔn)確分析離子濃度關(guān)系式。

化學(xué)原理教學(xué)還有許多模型可以建構(gòu)，如模仿思維在影響平衡移動因素問題的應(yīng)用;答題模板在實(shí)驗(yàn)操作中的歸納等等，都能很好地幫助學(xué)生對知識的理解。教師要學(xué)會建構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會建構(gòu)模型，利用模型舉一反三，可以收到良好的學(xué)習(xí)效果。

安徽省肥西第三中學(xué) 王玉庭