高中化學(xué)教學(xué)中學(xué)生模型認(rèn)識(shí)素養(yǎng)培育的方法論析

摘 要：在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要善于幫助學(xué)生建立模式概念、強(qiáng)化學(xué)生的模型認(rèn)知，通過(guò)化學(xué)模型使知識(shí)具象化、條理化和系統(tǒng)化，促使學(xué)生更好地掌握學(xué)習(xí)方法、提高學(xué)習(xí)興趣。文章從化學(xué)核心素養(yǎng)培育的要求出發(fā)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出在高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知素養(yǎng)的有效方法。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);核心素養(yǎng);模型認(rèn)知;實(shí)踐教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：姚建華，浙江省湖州市德清縣第三中學(xué)教師，研究方向?yàn)楦咧谢瘜W(xué)教學(xué)。（浙江 ?湖州 ?313200）

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-0568（2019）14-0060-02

高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括五個(gè)方面的內(nèi)容：宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、 科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任。這五個(gè)方面的核心素養(yǎng)需要教師在實(shí)際教學(xué)中有針對(duì)性地加以培養(yǎng)，并利用實(shí)際教學(xué)案例進(jìn)行指導(dǎo)。高中化學(xué)模型認(rèn)知素養(yǎng)既可以幫助學(xué)生加深對(duì)化學(xué)概念的理解，又可以幫助學(xué)生快速找到解題思路，對(duì)學(xué)生的化學(xué)思維和化學(xué)綜合能力的培養(yǎng)具有積極作用。

一、高中化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

化學(xué)是一門(mén)在原子與分子的基礎(chǔ)上探究物質(zhì)性質(zhì)、特點(diǎn)以及變化的學(xué)科。原子與分子存在于化學(xué)物質(zhì)中，無(wú)法用肉眼看見(jiàn)，學(xué)生理解這一抽象概念較為困難，且化學(xué)的客觀規(guī)律、物質(zhì)性質(zhì)及其變化等知識(shí)均非常抽象難以理解，許多學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)往往停留在對(duì)化學(xué)公式的死記硬背上，缺少系統(tǒng)化的理解。長(zhǎng)此以往，會(huì)嚴(yán)重影響學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升，阻礙學(xué)生對(duì)高中化學(xué)作進(jìn)一步探索。要解決這一難題，教師要善于引入模型認(rèn)知，在課堂教學(xué)中構(gòu)建化學(xué)模型，使抽象的化學(xué)知識(shí)變?yōu)榫唧w可視化的內(nèi)容，化繁為簡(jiǎn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。

二、高中化學(xué)模型認(rèn)知素養(yǎng)的內(nèi)涵

1. 模型認(rèn)知的概念?？傮w來(lái)說(shuō)，高中化學(xué)模型主要包括兩大類(lèi)：第一類(lèi)是物理模型。如球棍模型、晶體模型等。這類(lèi)模型主要依據(jù)化學(xué)分子的結(jié)構(gòu)而建立，將微觀結(jié)構(gòu)可視化，讓學(xué)生在課堂上對(duì)相關(guān)化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生感性的認(rèn)識(shí)。這是模型認(rèn)知的第一層次。建構(gòu)物理模型，學(xué)生更容易理解和掌握化學(xué)知識(shí)，直觀的模型將知識(shí)的呈現(xiàn)形式變得具象化，有利于學(xué)生進(jìn)一步理解化學(xué)現(xiàn)象。第二類(lèi)是思想模型。這類(lèi)模型是對(duì)化學(xué)原理模型的構(gòu)建，是抽象知識(shí)具象化的結(jié)果，如化學(xué)式、電子式。思想模型是針對(duì)化學(xué)本質(zhì)和化學(xué)規(guī)律建立起來(lái)的，這類(lèi)模型往往具有抽象化的特點(diǎn)，教師可以借助相應(yīng)的教學(xué)手段，將思想模型以圖片、三維動(dòng)畫(huà)等形式呈現(xiàn)，幫助學(xué)生理解和把握。

2. 模型認(rèn)知的一般過(guò)程。模型認(rèn)知一般過(guò)程為研究原型、建立模型、理解和應(yīng)用模型。化學(xué)中的模型大部分以觀念形態(tài)的表述方式呈現(xiàn)，學(xué)生首先要通過(guò)文字描述了解化學(xué)結(jié)構(gòu)原型的某些特征、性質(zhì)、規(guī)律的抽象概念等，再在此基礎(chǔ)上建立模型，如分子原子模型、理想氣體模型等。只有深刻理解了化學(xué)原型，才能進(jìn)一步應(yīng)用模型知識(shí)解釋化學(xué)現(xiàn)象、解決問(wèn)題。研究模型要求學(xué)生了解模型建立的原理、模型蘊(yùn)含的化學(xué)概念以及化學(xué)知識(shí)點(diǎn)，認(rèn)識(shí)化學(xué)的主要模型。理解和應(yīng)用模型主要體現(xiàn)在學(xué)生解題過(guò)程中，學(xué)生可以利用模型知識(shí)分析化學(xué)問(wèn)題。

在高中階段的化學(xué)模型理解和應(yīng)用中，學(xué)生要能夠利用模型描述化學(xué)變化過(guò)程、解釋化學(xué)現(xiàn)象、根據(jù)模型預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)和變化等;學(xué)生要能夠構(gòu)建模型展示和解釋化學(xué)現(xiàn)象是如何發(fā)生的，并且能夠討論模型的適用范圍，指出模型的局限;要根據(jù)相應(yīng)的事實(shí)證據(jù)或者自身具備的批判性思維，逐步完善化學(xué)模型，提升化學(xué)學(xué)習(xí)能力。

三、高中化學(xué)模型認(rèn)知素養(yǎng)的培養(yǎng)策略

1. 在元素和化合物教學(xué)中培養(yǎng)模型認(rèn)知素養(yǎng)。在傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)中，“化學(xué)元素以及化合物”一課需要學(xué)生大量記憶物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)方程式等內(nèi)容，通過(guò)機(jī)械性記憶鞏固知識(shí)，筆者認(rèn)為這種學(xué)習(xí)方法不利于學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)效率的提高。教師可以引入模型認(rèn)知思想進(jìn)行教學(xué)，幫助學(xué)生理解和記憶，提高學(xué)習(xí)效率，幫助學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)方法。

例如，在高一化學(xué)“元素以及化合物”的教學(xué)中，筆者首先利用初中化學(xué)知識(shí)作為引導(dǎo)，讓學(xué)生思考物質(zhì)的物理性質(zhì)主要有哪些。學(xué)生根據(jù)問(wèn)題可以總結(jié)出物理性質(zhì)有顏色、狀態(tài)、氣味、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、溶解性、揮發(fā)性等特點(diǎn)。以初中化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)為原型，逐漸構(gòu)建模型認(rèn)知，讓學(xué)生通過(guò)觀察現(xiàn)象、資料搜集、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等探究方式進(jìn)行探討。如高中化學(xué)中重要的物質(zhì)鋁的物理性質(zhì)如何？由于顏色、狀態(tài)都是可以觀察的，筆者讓學(xué)生歸納這種物質(zhì)和其他化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)，比如和酸、堿反應(yīng)和氧化物反應(yīng)等，通過(guò)學(xué)生自主歸納建立起較為完整的知識(shí)體系，逐漸構(gòu)建學(xué)生的認(rèn)知模型。

2. 在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中培養(yǎng)模型認(rèn)知素養(yǎng)?，F(xiàn)代教育極大地豐富了教師的教學(xué)手段，教師可以借助信息技術(shù)為學(xué)生講解化學(xué)反應(yīng)原理，加深學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用。在教學(xué)過(guò)程中，教師可利用多媒體進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模，為學(xué)生展示化學(xué)原理，讓學(xué)生真正了解化學(xué)原理的本質(zhì)， 強(qiáng)化學(xué)生的模型意識(shí)。

例如，在進(jìn)行“活化能”一課的教學(xué)時(shí)，一些學(xué)生不理解催化劑為什么能夠加快反應(yīng)，筆者借助多媒體實(shí)現(xiàn)這一化學(xué)原理的模型認(rèn)知，通過(guò)多媒體將各個(gè)化學(xué)分子具象化，然后詳細(xì)講解，讓學(xué)生真正明白催化劑是降低反應(yīng)的“標(biāo)桿”，達(dá)到加快反應(yīng)速率這一目標(biāo)。同樣，在進(jìn)行“化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素”“化學(xué)平衡的建立”“酸堿鹽在水溶液中的反應(yīng)”“原電池電解池”等內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，教師也可以運(yùn)用這種方法進(jìn)行分析。通過(guò)多媒體展示將抽象的化學(xué)原理具象化，為學(xué)生營(yíng)造良好的氛圍，有利于學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深入掌握。

3. 在解決化學(xué)問(wèn)題過(guò)程中培養(yǎng)模型認(rèn)知素養(yǎng)?；瘜W(xué)模型認(rèn)知包括化學(xué)的認(rèn)識(shí)思路以及化學(xué)的分析框架，需要教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，采用邏輯推理等手段探究現(xiàn)象的本質(zhì)特征，對(duì)于其構(gòu)成要素以及相互關(guān)系，要能夠借助語(yǔ)言、圖像、符號(hào)或者數(shù)學(xué)公式進(jìn)行表達(dá)。

例如，在進(jìn)行“硝酸”一課的教學(xué)中，其中有一種題型是通過(guò)金屬與硝酸的反應(yīng)計(jì)算。在進(jìn)行問(wèn)題計(jì)算之前，筆者將各種不同性質(zhì)的金屬進(jìn)行歸類(lèi)，然后將金屬與硝酸反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象，如產(chǎn)生一氧化氮或二氧化氮，進(jìn)行總結(jié)、歸納、對(duì)比，通過(guò)對(duì)比來(lái)引導(dǎo)學(xué)生深化知識(shí)理解，加深學(xué)生記憶，幫助學(xué)生進(jìn)一步把握化學(xué)模型。

在化學(xué)教學(xué)中，模型認(rèn)知是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，教師應(yīng)在課堂教學(xué)中巧用化學(xué)模式提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的全面提升。通過(guò)分析、推理等方法引導(dǎo)學(xué)生研究化學(xué)反應(yīng)原理的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，將抽象的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程具象化，幫助學(xué)生建立模型認(rèn)知。

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責(zé)任編輯 袁靜琴