高中化學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)研究

季春旭

【摘 要】高中化學(xué)教學(xué)十分重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。而“模型認(rèn)知”思維作為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分備受關(guān)注。本文將分析高中化學(xué)核心素養(yǎng)“模型認(rèn)知”思維在教學(xué)中培養(yǎng)的有效途徑，闡述化學(xué)模型在化學(xué)學(xué)科中的重要地位與價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該模型的理解、應(yīng)用、構(gòu)建三個(gè)層次。了解“模型認(rèn)知”素養(yǎng)的形成路徑，從而提升學(xué)生的探索能力、知識(shí)形成能力及分析能力。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；核心素養(yǎng)；模型認(rèn)知；化學(xué)教學(xué)

高中化學(xué)課程對(duì)學(xué)生未來的發(fā)展方向有著特殊意義，故修訂時(shí)提出的化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)包括宏觀辨識(shí)與微觀探析，變化觀念與平衡思想，以及實(shí)驗(yàn)探析與創(chuàng)新意識(shí)等方面。在化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中，證據(jù)推理與模型認(rèn)知是核心，也是我國化學(xué)教育的根本目標(biāo)?！澳Ｐ驼J(rèn)知”一詞在實(shí)際教學(xué)過程中較為少見，因此，如何培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知思維成為當(dāng)前化學(xué)教師的重要任務(wù)。

一、“模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)綜述

化學(xué)學(xué)科的發(fā)展創(chuàng)新過程中，其所積累的不僅僅是學(xué)科知識(shí)，更是一種對(duì)世界的思考，以及認(rèn)識(shí)世界的新思維?；瘜W(xué)學(xué)科具有較強(qiáng)的基礎(chǔ)性與遷移性，以及強(qiáng)大的概括能力與理解能力。學(xué)生能夠從化學(xué)的角度，重新認(rèn)識(shí)世界。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從掌握化學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)移到將其作為一種思維方式，為“模型認(rèn)知”的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

Buckley·Boulte認(rèn)為，教師能夠通過視覺觀看到事物建立在外部與內(nèi)部之間的共性，因此，可以更好的利用模型。模型思想在眾多學(xué)科領(lǐng)域中均提供了不同程度的幫助。Ainsworth的研究中，也對(duì)最佳模型培養(yǎng)方式進(jìn)行了研究，他認(rèn)為不同層次的學(xué)生需要根據(jù)自身需求，選擇合適的研究方法與學(xué)習(xí)方法。學(xué)生要建立屬于自己的思維模型，為今后的學(xué)習(xí)提供幫助。

而我國教育部對(duì)于模型認(rèn)知的研究，主要體現(xiàn)在對(duì)學(xué)生發(fā)展培養(yǎng)所提出的計(jì)劃。其要求明確學(xué)生應(yīng)有的品格與關(guān)鍵能力，并在課程改革的基礎(chǔ)上，充分突出化學(xué)的核心觀念，重視化學(xué)的思維方式，并增強(qiáng)對(duì)化學(xué)內(nèi)涵的理解能力。在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的過程中，需不斷促進(jìn)學(xué)生思維的形成。凌啟群認(rèn)為化學(xué)模型是通過對(duì)客觀物質(zhì)的觀察、實(shí)驗(yàn)所獲取的實(shí)時(shí)性材料進(jìn)行概括后，利用抽象、想象、類比等不同的方法建立的反映客觀事實(shí)的模型。王彤、韓曉麗等人對(duì)化學(xué)實(shí)時(shí)性知識(shí)進(jìn)行了有關(guān)描述，解釋了其中的本質(zhì)規(guī)律?？梢?，國內(nèi)外對(duì)化學(xué)模型認(rèn)知的研究十分廣泛，為化學(xué)模型認(rèn)知思維提供了理論指導(dǎo)。

二、培養(yǎng)學(xué)生“模型認(rèn)知”思維的路徑

（一）模型認(rèn)知在教學(xué)內(nèi)容中的應(yīng)用

模型方法主要以簡(jiǎn)化與直觀的形式來揭示復(fù)雜事物或繁雜過程，對(duì)原型的形態(tài)、特征、以及本質(zhì)進(jìn)行研究。教材中可以繼續(xù)完善對(duì)模型方法的使用，如：增加球棍模型的數(shù)量，并在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生形成模型思維，只有在現(xiàn)有的教學(xué)方式的基礎(chǔ)上，拓寬教學(xué)資源，才能保證模型認(rèn)知思維的逐漸形成。

為實(shí)現(xiàn)模型認(rèn)知思維的培養(yǎng)目標(biāo)，無論在教材編排，還是知識(shí)的呈現(xiàn)形式上，都要保證在適應(yīng)學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知發(fā)展水平的同時(shí)，能夠促進(jìn)學(xué)生形成核心素養(yǎng)。此外，對(duì)教材的編排也應(yīng)充分考慮到教學(xué)的時(shí)效性，以及學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與特點(diǎn)。

（二）模型認(rèn)知與教學(xué)策略的相互融合

教學(xué)策略要隨著教學(xué)情境以及學(xué)生的需要而隨時(shí)變化，不僅要涉及如何精煉課程內(nèi)容，還應(yīng)將方法融合在教學(xué)策略中。嘗試在發(fā)揮化學(xué)模型的教育功能時(shí)，讓學(xué)生自行制作化學(xué)模型，培養(yǎng)學(xué)生的想象力與創(chuàng)新力，幫助學(xué)生培養(yǎng)問題之間的轉(zhuǎn)換能力。利用模型法進(jìn)行教學(xué)，可有效區(qū)分不同學(xué)科之間的聯(lián)系與區(qū)別。例如：以模型認(rèn)知思維理解離子反應(yīng)的內(nèi)容，進(jìn)而了解其理論與實(shí)踐知識(shí)。

（三）模型認(rèn)知與化學(xué)習(xí)題的補(bǔ)充

模型認(rèn)知思維能夠幫助學(xué)生解決特殊的問題，并將此思維集中體現(xiàn)在化學(xué)學(xué)科中?；瘜W(xué)思維方式對(duì)學(xué)生的化學(xué)思維深度提出了要求，在平時(shí)的練習(xí)與學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)有意識(shí)的強(qiáng)化自身的模型認(rèn)知思維，切實(shí)領(lǐng)會(huì)模型認(rèn)知思維的使用方式，并有效提升學(xué)生的思維能力，促進(jìn)其核心素養(yǎng)的形成。

三、案例分析

（一）圖標(biāo)模型案例分析

人教版高中化學(xué)所接觸到的物質(zhì)，都在學(xué)生有一定感官認(rèn)知的基礎(chǔ)上初步形成。但抽象的微觀世界對(duì)于高中生而言，仍存在一定難度。金剛石的化學(xué)結(jié)構(gòu)直接將學(xué)生拉回了現(xiàn)實(shí)，直觀的感受到化學(xué)就在身邊。利用圖標(biāo)模型，在教學(xué)環(huán)節(jié)中形成模型認(rèn)知思維，利用表格將知識(shí)系統(tǒng)化，繼而便于教師抓住學(xué)生對(duì)物質(zhì)的好奇心理進(jìn)行教學(xué)。

借助布魯姆的分類教學(xué)原理，將圖標(biāo)按照教學(xué)活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展能力等幾個(gè)模塊進(jìn)行區(qū)分。具體的化學(xué)問題轉(zhuǎn)化為圖標(biāo)模型，知識(shí)就直觀的展現(xiàn)在學(xué)生面前。

例如：講授金剛石的化學(xué)成分。

教學(xué)目標(biāo)：了解元素與物質(zhì)之間的關(guān)系，通過碳原子的排列方式了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等內(nèi)容。

教學(xué)過程：展現(xiàn)一幅歷經(jīng)幾百年的繪畫作品，詢問學(xué)生該作品色澤鮮艷的原因?；貧w課堂，帶領(lǐng)學(xué)生了解碳的性質(zhì)、元素結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)。展示玻璃刀的金剛石、鉆石等圖片，詢問金剛石具有怎樣的特點(diǎn)，并以圖表的形式將金剛石的性質(zhì)、用途進(jìn)行展現(xiàn)。由此，學(xué)生通過教師所提供的圖表模型，掌握了聯(lián)想與類比能力。在教學(xué)過程中，需不斷滲透新的思想及思維方式，結(jié)合化學(xué)學(xué)科的基本特點(diǎn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以及學(xué)科思維的引導(dǎo)性，促使學(xué)生在日常學(xué)習(xí)過程中，有意識(shí)地培養(yǎng)模型認(rèn)知素養(yǎng)。

（二）符號(hào)模型案例分析

符號(hào)模型是化學(xué)學(xué)科所具有的基本特點(diǎn)之一，化學(xué)符號(hào)是化學(xué)工程式的基礎(chǔ)，也是化學(xué)元素、原子結(jié)構(gòu)示意圖、離子結(jié)構(gòu)示意圖、化學(xué)反應(yīng)等眾多表達(dá)形式之一。對(duì)于高中生而言，良好的化學(xué)語言有助于其養(yǎng)成化學(xué)思維與化學(xué)核心素養(yǎng)，可為規(guī)范地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)，并保持對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

以“原子核外電子的排布”為案例進(jìn)行分析。

教學(xué)目標(biāo)：了解不同元素與物質(zhì)之間的關(guān)系，了解與原子核外電子分布的有關(guān)知識(shí)。

教學(xué)過程：利用多媒體教學(xué)設(shè)備，為學(xué)生展現(xiàn)原子核外電子分布的特點(diǎn)，并將其利用化學(xué)符號(hào)表示。根據(jù)初中所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，利用化學(xué)性質(zhì)表示原子結(jié)構(gòu)示意圖。

符號(hào)模型的培養(yǎng)并不十分困難，主要目標(biāo)是鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力，利用初中所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，在高中學(xué)習(xí)階段進(jìn)一步升華，了解更多化學(xué)符號(hào)的表現(xiàn)形式。在逐漸的學(xué)習(xí)過程中，加深化學(xué)符號(hào)的使用難度。例如：化學(xué)方程式：KMnO+FeSO+HSO=Fe（SO）+MnSO+KSO+HO。方程式中直接顯示了錳的變化，以及硫酸鐵的變化。在教學(xué)過程中，讓學(xué)生先感知化學(xué)符號(hào)，再對(duì)其進(jìn)行深入研究，將抽象的知識(shí)具體化、形象化，并將該模型的構(gòu)建融入到學(xué)生自己的思維中，進(jìn)而構(gòu)建符號(hào)模型。

（三）代數(shù)模型案例的分析

代數(shù)模型即利用字母、數(shù)字、化學(xué)符號(hào)等建立其化學(xué)方程式，是化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的重要表達(dá)方式。其中，不僅包含了化學(xué)分子的變化，還是化學(xué)計(jì)算的重要組成與基礎(chǔ)，包括原子質(zhì)量的計(jì)算、化合價(jià)的計(jì)算等。對(duì)于高中生而言，需在日?；瘜W(xué)課堂中，培養(yǎng)良好的代數(shù)模型認(rèn)知思維，利用代數(shù)模型解答問題，規(guī)范化學(xué)用語的使用。

以質(zhì)量守恒定律為案例進(jìn)行分析。教學(xué)目標(biāo)：了解質(zhì)量守恒定理，利用該定理反映出生物之間質(zhì)與量的關(guān)系。因化學(xué)方程式的形成需要一定條件，故此結(jié)合白板或多媒體教學(xué)設(shè)備，演示化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作方式。根據(jù)化學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生利用化學(xué)符號(hào)，列出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。在這一過程中，便培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)思維，以及代數(shù)模型的認(rèn)知思維。

結(jié)論

綜上所述，本文以高中化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為案例，分析了在教學(xué)過程中培養(yǎng)模型認(rèn)知思維的有效途徑。利用代數(shù)模型、圖標(biāo)模型、以及符號(hào)模型這三種思維方式，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠逐漸培養(yǎng)此類思維模式，并將模型認(rèn)知思維方式充分運(yùn)用到學(xué)習(xí)中。只有不斷強(qiáng)化學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)以及化學(xué)思維，才有利于學(xué)生未來的發(fā)展，使得他們不斷增加對(duì)化學(xué)興趣，提升化學(xué)學(xué)習(xí)的能力。

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