1.理想化学模型的种类
(1)模拟模型
化学概念和规律在形式上常常是抽象的,但在内容上是具体的,对于这样的研究对象我们可以采用模拟形式来描述。这些实际不存在模拟型模型并非是凭空臆造,而是通过科学模型的建立,达到形象地用这些模拟的方式,使这些看不见、摸不着难以理解的客观存在的物体、物质、规律具体化、形象化。使人们对研究对象的本质和规律得到形象化的理解和掌握,并借助这样的形象化对其抽象的内蕴的客观化学规律方便地进行研究。
(2)实物模型
对化学研究对象在一定的环境下将一些次要因素忽略不计而理想化的模型。如:气体摩尔体积模型、原子核结构模型、分子结构模型、金刚石晶体结构模型、乙烯分子模型等这些模型忽略了研究对象受到研究系统对其所施加的一些次要因素的影响作用,从而便于学习者和研究者掌握研究对象的一些基本规律和性质所建立的一种化学模型。
(3)过程模型
这种模型一般用于分析化学事件发生的过程,在实际的化学过程中忽略某些对化学过程而言的次要因素时往往可抽象为理想化的变化过程。例如,热学中气体的等温变化、气体的等容变化等等都是化学过程和化学状态的理想化,这类模型忽略物体在运动过程中受到的一些次要因素的影响,可以突出物体运动过程中的主要方面和规律,从而使学习者和研究者更容易掌握物体的主要运动规律。
(4)实验模型
在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根据逻辑推理法则,对过程进一步分析、推理,找出其规律。
(5)数学模型
客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式,在建造化学模型的同时,也在不断地建造表现化学状态和化学过程规律的教学模型,当然,由于理想化化学模型是客观实体的一种,近似以理想化化学模型为描述对象的数学模型,也只能是客观实体的近似的定量描述。(www.daowen.com)
2.化学理想模型的作用
(1)培养学生正确的科学思维方法
中学化学教学中培养学生正确的思维方法是提高化学思维能力的基础,初学化学的学生往往只注意知识的学习,并不关心思维方法是否正确,而在整个中学的化学学习过程中,不同阶段化学学习思维方法有不同的要求和特点,对此特点和规律的掌握直接影响学生化学思维的发展和学习的效果,因此引导学生建立和运用正确的思维方法很重要。在化学教学过程中对理想化学模型的建立和分析过程就是科学的思维方法培养和建立的过程,由此能使学生运用化学思维方式正确透彻的理解化学概念、化学规律和掌握、理解化学运动的过程。
(2)理解化学教学中的难点
中学化学教材中有许多化学知识比较抽象难懂,学生不容易理解和掌握,理想化学模型就是科学抽象方法的一种形式,它是以客观实体为原型经过科学抽象的产物,是客体主要特性的反映。通过化学理想模型教学,突出问题的主要因素、简化次要因素,帮助学生建立起清晰的化学研究对象,达到疏通思维渠道,使化学问题化繁为简、化难为易,起到降低教学难度的作用,易于学生理解和掌握化学研究对象的本质特征及其规律。如电解质、离子反应、电化学、水溶液中的离子平衡、化合物等等,学生在理解这些概念时,很难把握其实质,而建立概念模型则是一种有效的思维方式。
(3)形成科学的预见
由于理想模型的抽象过程中舍去了大量的次要因素,突出了事物的主要特性,这就便于发挥逻辑思维的能力,从而使得研究结果能够超越现有条件,指导研究的方向,形成科学的预见,得到重要的化学规律。例如,离子反应六大条件,即离子之间相互结合生成难溶物质;离子之间相互结合生成气态物质;离子之间相互反应,生成弱电解质;离子之间彼此促进水解;离子之间相互发生氧化反应;离子之间能发生配合反应。如此就会使问题得到简化,从而寻找到其运动规律。
3.理想化学模型在教学中的意义
由于客观事物具有质的多样性,它们的化学性质和运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们的规律全面认识和掌握清楚,因而在中学化学教学中采用理想化化学模型来代替实在的客体,可以使事物的性质和规律具有比较简单简明的形式,从而便于学生认识和掌握它们的概念、运动规律及其本质特征。建立理想化学模型也是一种科学的研究方法和思维方法,它的运用有助于学生思维品质的提高,建立和正确使用化学模型可以提高学生理解和接受新知识的能力,同时也有助于学生掌握化学学科知识的教学方法。可使学生对化学本质的理解更加细致深入,对化学问题的分析更加清晰明了。所以,化学模型在化学教学中有着重要的化学思维方法、化学研究方法等方面的价值意义。总之,理想化学模型在化学学科研究和教学中有着非常重要的作用,它是学生学习化学知识的基石。同时,理想化学模型也贯穿于整个中学化学教材的各部分内容中,学生对一些重要化学知识、规律的掌握、理解及其思维能力的培养都建立在对理想化学模型的掌握和理解之上。所以,中学化学教学过程中的各个阶段都要特别注重对学生理想模型的建立、理解、掌握的基本思路、基本方法的培养和训练。
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