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建模思想在初中化学教学中的尝试——以“工业炼铁”为例

建模是一种科学的思维方法，是一种认知工具。应用建模思想解

决课堂教学中的一问题是一种很有效的教学方法。初中化学是学生

接触化学学习的起始阶段，学生对于常见的化学知识有了初步的了解

和认识，但还不能很好地从理解角度去分析问题、解决问题，对于建

模思想更是比较懵懂。建模思想对于初中学生的学习能力而言虽然有

一定的高度，但是为了学生学习能力的可持续发展和思维素养的螺旋

式提升，必须在某适当的知识内容上进行尝试和渗透。

建模思想可以把常见的化学知识和问题浓缩化，使之以直观、形

象的形式呈现，提高学生的学习效率。建模思想的优点之一在于把研

究对象的一次要细节和非本质联系提取或舍去，把主要因素、本质

联系、主要特征抽象出来再整合在一起，从而形成一种认知的思想方

法。笔者以人教社义务教育教科书九年级化学下册第八单元课题3“金

属资源的利用和保护”中有关工业炼铁的内容为案例背景，简单阐述

建模思想在课堂教学中的尝试。

一、建模思想在工业炼铁原理与工业流程教学中的尝试

铁是人类从自然界中提取量最大的金属，是一种最主要的金属材

料，炼铁工业是国家工业生产的重要支柱产业。初中化学对于工业炼

铁主要需要学生了解炼铁的主要原理、设备等。通常情况下教师在教

学中偏向于把教材中示意图（如图1所示）讲解清晰，让学生对加入

各种原料的作用以及高炉内发生的化学反应弄清楚就基本达成了教学

目标。然而工业上铁矿石炼铁是一个复杂的过程，一张示意图只是简

单地表示出主要反应原理。细观察图，就可以看到高炉底部有出渣

口与出铁口，而高炉顶部有高炉气体的排出。这就可以引发学生思考，

高炉气体就这样如图所示排放到空气中了吗？在此基础上还可以继续

深入思考，工业炼铁在这一个高炉设备中就全部完成了吗？

企业在国外的海外施工项目涉及的领域范围比较广，同时也要求

管理人员具有扎实的物资管理方面的经验，还需要具备一定的语言沟

通能力，了解到国际市场和国际贸易过程中的相关的政策以及相关的

法规方面的基本常识。同时，也有效的应对海外项目施工现场管理过

程中出突发情况，及时有效的处理相关的情况，可以推动项目施工工

程的顺利发展，也是现代国外项目进行的一大趋势，施工现场的管理

人员需要全面加强相关方面的学习，比如语言、市场营销、法律法规

等方面知识的学习可以提高相关的管理人员的专业发水平。

图1炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图

既然是工业炼铁，就会涉及工业生产的流程问题。在学生学有余

力的情况下，进行适当的拓展，可以开拓学生的视野，同时也可以激

发学生的学习兴趣和动力，体现化学知识的学习与工业生产的关联，

让学生对于化学学习的感受不再是枯燥的，而是与生活息息相关的。

初中学习以化学理论知识学习与基础实验学习为主，对于工业生产的

实际情况也不是特别了解，直接学习起来可能不能完全理解，需要在

讲解工业流程之前做好铺垫，所以笔者就在这里的教学设计中利用建

模思想进行了一次尝试。

模型建立：以教材中的高炉炼铁的示意图为出发点，引导学生对

于工业生产有所认知，继而建立工业生产的大致流程模型，如图2所

示。

目前尚无研究探索最适宜的运动强度，未来的研究应当探索最适

宜的训练强度并同时记录有无副作用产生。还有患者上肢机器人结合

肢体训练改善机制到底是什么?对哪部位损伤的偏瘫患者更有意义，

还有远期效果如何都需要进一步随访。未来的研究可能需要结合不同

类型的有循证医学证据的康复手段例如功能性电刺激进行进一步研究。

许多因素会影响康复效果，但是关于上肢机器人的治疗中哪因素会

影响康复治疗还知之甚少。研究这因素可以帮助“量体裁衣”，选

择最适合患者的治疗计划和更精确地对患者进行分层，使患者在进行

康复机器人治疗后获得更好的效果。

图2工业生产流程模型

学生在依照图2对工业生产流程建立初步的模型之后，思维打开，

并对于流程的一具体细节很感兴趣，所以激发了学生的探究欲望。

笔者根据学生的学习情况以及对工业炼铁的相关原理的认知度，布置

学生课后查阅各种资料，把课堂上建立的模型以工业炼铁的流程具体