情景方程式书写思维模型的构建与应用

刘汉国

摘要：针对情景方程式书写的复杂性，通过构建情景方程式书写的思维模型，使复杂问题简单化，不仅培养了学生的化学核心素养，而且提高了学生处理复杂问题的能力，并对解决其它复杂问题有一定的借鉴意义。

关键词：思维模型;情景方程式;共存原则;核心素养

文章编号：1008-0546（2018）10-0052-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

一、研究高考

研究近几年高考题，不难发现方程式书写属高频考点，试题出现的形式以化工流程图书写方程式的考查方式最为频繁。以2016、2017全國卷Ⅰ理综试卷为例（见表1），每年方程式的书写大约10分左右。考查的大部分是情景化学方程式或情景离子方程式的书写，也有电化学方程式的书写。所谓情景方程式是指在教材中不曾涉及的，但可根据化学原理，结合给定信息书写的一类方程式[1]。

二、调查分析

为了了解学生对情景方程式书写的掌握情况，对学生进行了调研测试，测试结果和典型错误分析见表2。

从调研结果可知，学生对于情景方程式书写主要存在四个方面的问题：（1）审题不清楚，错误地把化学方程式写成离子方程式，把离子方程式写成化学方程式。（2）不能从反应物的性质角度分析对应的生成物，导致产物错误。（3）不能深刻理解“共存原则”的含义，单纯地理解为生成物与生成物的共存，而忽略了生成物与过量反应物之间的共存。（4）不能掌握缺项物质的原则，主观臆断地补充缺项物质。

学生书写情景方程式困难的主要原因：（1）元素化合物的胜质和电解质溶液两部分知识不够熟练。（2）缺少程序化的思维方式。熟化知识可以通过构建知识网络来解决，而程序化思维可以通过构建思维模型来培养。

三、思维建模

“证据推理与模型认知”是化学学科核心素养之一。模型有很多种，但对培养学生化学核心素养起到重要作用的模型应该是解决问题的思维模型。所谓思维模型是指遵循一定的规律、按照一定的顺序去解决问题的一种思维方式。

1.方程式的基本结构

书写方程式，首先了解其基本结构，然后逐一寻找结构中的各个组成部分。所以构建方程式的基本结构（见图1），是书写方程式的前提。

2.分析化学性质的思维模型

根据方程式的基本结构可知，分析反应物的化学性质是判断对应生成物的关键。通过构建分析化学性质的思维模型（见图2），帮助学生理清分析思路，形成分析模型，快速准确地分析出反应物的化学性质。

3.判断缺项部分的主要依据

判断缺项部分，首先对主要的反应物和对应的生成物进行基本配平，根据原子守恒判断缺少的原子是氢原子还是氧原子，然后根据溶液的酸碱性和电荷守恒（离子方程式），最终判断出缺项的部分。判断缺项部分的思维模型见图3，补缺项的技巧见表3。

4.情景方程方程式书写的思维模型

基于方程式的基本结构，应用分析化学性质的思维模型，根据判断缺项部分的主要依据，构建子情景方程式书写的思维模型如图4所示。

四、解决问题

根据调研测试，选择两道测试中错误率高的题目，应用情景方程式书写的思维模型，解决问题（见表4）。

瑞士的心理学家J.皮亚杰等人强调认知结构的重要，而完善学生认知结构的重要前提是程序化思维。本文通过构建分析化学性质的思维模型、判断缺项部分的思维模型和情景方程式书写的思维模型，使得情景方程式书写的复杂问题得到圆满解决。思维模型的构建，培养了学生的程序化思维，提升了学生解决问题的能力。

参考文献

[1]冯存良.探讨信息型化学方程式的书写技巧[J].试题与研究，2017（23）：17-19