《利用化学建模法突破工艺流程题》教学设计

一、教学背景分析

本节课是基于中考化学复习阶段的一节专题课，聚焦于工艺流程题型的解题方法指导。工艺流程题是中考化学的重要题型，它综合考查学生对信息的加工、整理、归纳、分析以及知识迁移能力。学生在此类题目上普遍存在畏难情绪，缺乏系统的解题思路和方法。本课以《天工开物》中古代冶炼技术为文化背景，将传统智慧与现代化学教学相结合，既体现化学学科价值，又培养学生的文化自信和民族自豪感。

二、 教学目标

1.了解工艺流程题的结构特点和命题规律

2.掌握工艺流程题的分析方法和解题策略

3.能够运用化学建模法解决工艺流程类问题

4.感受中国古代科技成就，增强民族自豪感

三、教学重难点

教学重点：工艺流程题的解题思路和方法的建立

教学难点：工艺流程中各环节的原理分析和物质转化关系的理解

四、教学过程

（一）创设情境，导入新课（5分钟）

教师通过展示《天工开物》一书，介绍我国古代科技成就："天工开物一书，是我国一部综合性的古代科技著作。我们的古人在很早以前就掌握了采矿、冶金、制盐、制糖、酿造等等多方面的技术。

播放古法炼铁视频片段，引出工艺流程题的重要性："我们不断生产和创造着让生活变得更加美好的产品，在这一方面化学有自身的学科优势。在中考中也有这样一类题目，让我们一起走进工艺流程题。"

明确本节课学习目标：1.通过自主命题探索工艺流程题的命题规律

2.通过化学建模掌握工艺流程题的分析思路

3.通过真题训练归纳工艺流程题的解题策略

（二）自主命题，探索规律（10分钟）

呈现磷铁矿制备铁粉的工艺流程示意图，引导学生分析。首先，我们一起来看一下这道题目，由磷铁矿主要成分为碳酸亚铁，含少量二氧化硅等杂质制备铁粉的一种流程如下图。

要求学生根据流程图信息，每人至少命一道填空题，记录在学案上。此活动旨在让学生从命题者角度思考考查重点。

学生分享所命题目后，教师展示专家命题（无锡中考题），对比分析命题角度对照同学们出的题目，我们一起看看专家出了哪些题，这道题是前年的无锡中考题，专家都是从哪些角度来命题的。

师生共同总结流程题常考内容，教师归纳展示工艺流程题的六大命题规律。

（三）化学建模，掌握思路（15分钟）

教师讲解流程题解题方法："面对工艺流程题，我们该如何解题呢？其实流程题的解题遵循一定的方法和思路，今天我们就利用化学建模法来突破工艺流程题。

建立化学建模框架：

1.仔细审题、寻找目标：找到整个流程的原料和产品

2.精读流程、思考原理：找到整个生产过程中的核心反应

3.预处理分析：原料处理的目的和方法

4.核心反应分析：辅料添加的目的和发生的化学变化

5.产品分离提纯：根据产品性质选择合适方法

6.循环利用分析：物质循环利用的经济和环保意义

以磷铁矿炼铁为例，引导学生搭建流程模型：

原料分析：碳酸亚铁（有用成分）、二氧化硅（杂质）

预处理：稀硫酸酸浸目的及反应原理：FeCO₃ + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O + CO₂↑

核心反应：添加碳酸钠溶液的目的及反应原理：FeSO₄ + Na₂CO₃ → FeCO₃↓ + Na₂SO₄

产品转化：碳酸亚铁在空气中转化为氧化铁，再被碳还原为铁粉

学生完成学案上的模型构建和题目解答。

补充讲解原料预处理的常见方法：碱浸、水浸、过滤、粉碎、研磨等。

（四）应用迁移，小组探究（8分钟）

引入现代科技背景：时间进入21世纪，当代的中国依然在很多领域位于世界前列，例如我国的新能源汽车，其中用到的锂电池，我国的制造水平和产量稳居全球第一。

呈现碳酸锂生产锂电池的工艺流程，要求学生小组讨论，运用所学模型分析：

原料和目标产品识别

预处理阶段分析（除镁、除钙）

核心反应分析（碳酸钠与硫酸锂反应）

产品提纯方法选择（基于溶解度数据选择洗涤方式）

学生代表分享分析结果，教师点评指导。

（五）独立解题，巩固提升（7分钟）

引出资源回收环保主题："经过工业生产得到的金属可以应用于汽车、手机、ipd等诸多领域，当这些产品报废时，我们不要随意丢弃，除了会造成环境污染外。也会造成金属资源的浪费。

提供金属回收利用的工艺流程题，学生独立完成，巩固所学方法。

（六）总结提升，情感升华（5分钟）

教师总结流程题解题宝典，系统梳理解题策略。

结合课程内容进行情感价值观教育："通过本节课的学习，我们学会了利用化学建模法来解决工艺流程题，同时我们在感受化学学科魅力的同时，也体会了我们东方大国的古代智慧和现代科技的发展。山河辽阔，人间星河，无一不是化学，繁荣盛世，科技强国，吾辈理当奋进。鼓励学生树立远大理想，为祖国繁荣强大贡献力量。

五、教学特色与反思

本教学设计具有以下特色：

1. 文化传承与学科教学融合：以《天工开物》为文化载体，将古代科技智慧与现代化学教学有机结合，增强文化自信。

2. "教-学-评"一体化：通过自主命题活动，让学生体验命题思路，更好地把握考查重点和解题方向。

3. 模型化思维培养：通过化学建模方法，将复杂的工艺流程题分解为可操作的步骤，降低认知负荷，提高解题能力。

4. 现实联系与价值引领：选取新能源汽车、资源回收等现实案例，体现化学学科价值，培养社会责任感和环保意识。

本节课通过循序渐进的环节设计，实现了从方法指导到应用迁移的教学过程，兼顾知识技能掌握与学科素养培养，体现了化学教育的育人价值。本教学设计通过系统的方法指导和丰富的实例分析，帮助学生构建解决工艺流程题的思维模型，提升综合应用能力，同时渗透爱国主义教育和科学价值观培养，实现立德树人的教育目标。

六、板书设计

工艺流程题解题模型

1. 审题找目标：原料→产品

2. 预处理阶段：除杂、粉碎、研磨...

3. 核心反应：主反应、辅料作用

4. 产品处理：分离、提纯、洗涤...

5. 循环利用：节约成本、环保

6. 规范作答：科学表述、准确书写