我國(guó)高中化學(xué)教科書(shū)中模型的變化研究

江奇芹 薛亮 董亞男

摘要：結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)完成了化學(xué)模型的概念界定和類別劃分，圍繞模型的類別、模型的表征內(nèi)容、模型的多重表征、模型演變史四個(gè)維度，運(yùn)用內(nèi)容分析法對(duì)我國(guó)2000年至今人民教育出版社出版的三套高中化學(xué)教科書(shū)必修模塊的模型內(nèi)容進(jìn)行分析，獲得高中化學(xué)教科書(shū)模型編寫(xiě)的變化趨勢(shì)，為化學(xué)模型教學(xué)提供些許參考和建議。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);化學(xué)教科書(shū);化學(xué)模型;模型教學(xué)

文章編號(hào)：1008-0546（2021）03-0014-05 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.03.003

一、問(wèn)題的提出

模型在科學(xué)工作中具有重要意義，Gilbert認(rèn)為科學(xué)模型具有三個(gè)功能：可以使物體和抽象概念簡(jiǎn)單化;能夠使復(fù)雜現(xiàn)象可視化;可以提供對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的解釋和預(yù)測(cè)[1]。作為科學(xué)研究的一個(gè)基本工具，近40年來(lái)，模型逐漸成為科學(xué)教育工作者所熱衷的話題，其在科學(xué)教育領(lǐng)域的價(jià)值也日益凸顯。美國(guó)先后頒布的《K-12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、跨學(xué)科概念、核心概念》《下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》同時(shí)在“跨學(xué)科概念”和“科學(xué)和工程實(shí)踐”兩個(gè)維度突出“模型與建?！保⑵溥x人學(xué)生學(xué)業(yè)成就的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)[2]。模型是化學(xué)的重要組成部分[3]，化學(xué)學(xué)科中的很多概念或理論都需要以模型作為知識(shí)建構(gòu)和傳遞的媒介?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》更是將“模型認(rèn)知”納人化學(xué)學(xué)科五大核心素養(yǎng)框架，要求學(xué)生能通過(guò)模型的運(yùn)用和建構(gòu)獲得化學(xué)問(wèn)題的解決，以此形成具有化學(xué)學(xué)科特征的思維方法。

化學(xué)教科書(shū)是教師課程教學(xué)的主要依據(jù)，也是學(xué)生重要的化學(xué)學(xué)習(xí)資源，教科書(shū)中模型編寫(xiě)與使用的差異直接影響教師的模型觀點(diǎn)[4]，進(jìn)而影響化學(xué)模型教與學(xué)的質(zhì)量。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)化學(xué)教科書(shū)中模型的分析研究數(shù)量有限，已有的研究包括化學(xué)教科書(shū)中模型種類、功能和角色的探討[5，6]、國(guó)內(nèi)不同版本化學(xué)教科書(shū)中的模型對(duì)比分析[7，8]、國(guó)內(nèi)外化學(xué)教科書(shū)中的模型比較[9]，關(guān)于不同年限化學(xué)教科書(shū)中模型的比較研究還未涉及。本研究通過(guò)對(duì)2000年至今人民教育出版社出版的三套高中化學(xué)教科書(shū)必修模塊中的化學(xué)模型進(jìn)行分析比較，以期獲得教科書(shū)中模型編寫(xiě)的變化情況，為化學(xué)教育工作者盡快適應(yīng)新教材和開(kāi)展模型教學(xué)提供參考。

二、化學(xué)模型及其分類

科學(xué)模型是人們按照科學(xué)研究的特定目的，在一定的假設(shè)條件下，用物質(zhì)形式或思維形式再現(xiàn)原型客體的某種本質(zhì)特征，如客體的某種結(jié)構(gòu)、功能、屬性、關(guān)系、過(guò)程等[10]?；瘜W(xué)模型是重要的科學(xué)模型，是科學(xué)模型在化學(xué)領(lǐng)域的具體表現(xiàn)。

化學(xué)模型按其呈現(xiàn)水平和形式可分為四類：實(shí)物模型、想象模型、符號(hào)模型和數(shù)學(xué)模型[11]。實(shí)物模型是按照對(duì)象的外形或結(jié)構(gòu)進(jìn)行放大縮小、抽象、簡(jiǎn)化，對(duì)原型進(jìn)行模擬制成實(shí)物（如化工生產(chǎn)模型、化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)）。想象模型是在思想中針對(duì)原型的主要矛盾和關(guān)鍵特征抽象出來(lái)的微觀的模型（如分子結(jié)構(gòu)模型、原子軌道模型）。符號(hào)模型是將特定的化學(xué)符號(hào)按特定的組合方式，揭示原型的組成和變化規(guī)律的模型（如元素符號(hào)、化學(xué)方程式）。此外，化學(xué)學(xué)科中也通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式和表示數(shù)學(xué)關(guān)系的圖表和表格解釋復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，即數(shù)學(xué)模型。以上三類模型分別對(duì)應(yīng)“宏、微、符”三個(gè)表征水平（數(shù)學(xué)模型可視為從符號(hào)模型中分離出來(lái)的），體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征，以此標(biāo)準(zhǔn)作為研究基礎(chǔ)更能反映化學(xué)教科書(shū)編寫(xiě)的特點(diǎn)。

三、研究對(duì)象和方法

1.研究對(duì)象

人教版高中化學(xué)教科書(shū)面向我國(guó)大部分地區(qū)，其更新與發(fā)展順應(yīng)了課程改革的方向。課程由必修和選修內(nèi)容組成，其中必修課程以培養(yǎng)全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨。因此本研究以2002年版、2004年版、2019年版的人教版高中化學(xué)教科書(shū)必修模塊中的化學(xué)模型為研究對(duì)象，具體包括2002年版的《全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(shū)》第一冊(cè)（必修）;2004年版的《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)》必修1、必修2;2019年版的《普通高中教科書(shū)》必修第一冊(cè)、必修第二冊(cè)。

2.研究方法

本文主要采用內(nèi)容分析法，是一種用于教科書(shū)研究的常用方法。內(nèi)容分析法通過(guò)把一些定性資料轉(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行描述、統(tǒng)計(jì)分析，由此得出對(duì)某一研究對(duì)象或研究事實(shí)的科學(xué)判斷[12]。借助該研究方法，本研究擬從模型的類別、模型的表征內(nèi)容、模型的多重表征、模型的演變史四個(gè)維度完成教科書(shū)中模型的數(shù)量化統(tǒng)計(jì)分析。需要指出，本研究的分析范圍僅限于教科書(shū)各單元或各節(jié)（即正文部分），緒言、課后習(xí)題、復(fù)習(xí)題及附錄部分不列入統(tǒng)計(jì)范圍。

四、我國(guó)高中化學(xué)教科書(shū)中模型分布的數(shù)量統(tǒng)計(jì)

1.模型類別維度

基于化學(xué)模型的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)教科書(shū)中模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。化學(xué)模型出現(xiàn)1次則在其所屬類別中記作1個(gè)，若同一模型在不同位置出現(xiàn)2次則在其所屬類別中記作2個(gè)。此外，在對(duì)符號(hào)模型進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)教材中多次出現(xiàn)的起陳述說(shuō)明作用的化學(xué)式、化學(xué)方程式、元素符號(hào)、離子符號(hào)等（如“向盛有2mL Na2S04稀溶液的試管中加入2mL BaCl2稀溶液”）不列入模型統(tǒng)計(jì)范圍。具體見(jiàn)表1。

由表1可知，2002年至2019年三套教科書(shū)必修模塊中化學(xué)模型的總量均達(dá)到400+。從模型分類來(lái)看，02年版教科書(shū)必修部分的實(shí)物模型為59個(gè)，04版和19版在此基礎(chǔ)上略有增加，分別為64和67個(gè);三套教科書(shū)的想象模型數(shù)量有明顯的轉(zhuǎn)折，02年版和19年版分別為34和42個(gè)，04年版統(tǒng)計(jì)值僅有28;符號(hào)模型的數(shù)量在三套教科書(shū)中分別為322、343、361，呈現(xiàn)均勻緩慢的上升趨勢(shì);而三套教科書(shū)中的數(shù)學(xué)模型無(wú)明顯差異。具體到各年限的教科書(shū)，02年版中實(shí)物模型、想象模型、符號(hào)模型、數(shù)學(xué)模型各自的占比為13.7%、7.9%、74.5%、3.9%;04年版四類模型的占比為14.3%、6.2%、76.4%、3.1%：19年版的百分比依次為13.8%、8.6%、74.3%、3.3%。各套教科書(shū)中不同模型的比例存在嚴(yán)重傾斜，如符號(hào)模型的比重均達(dá)7成以上，而數(shù)學(xué)模型占比僅為3%左右，這也體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。

2.模型表征內(nèi)容維度

原型客體作為模型的表征對(duì)象，除了具體的實(shí)物，原型還包括觀點(diǎn)、概念、事件、過(guò)程和系統(tǒng)等[13]。因此，化學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)題都可以成為化學(xué)模型的表征內(nèi)容，結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，可將高中化學(xué)相關(guān)問(wèn)題歸類概括為物質(zhì)、結(jié)構(gòu)、變化和STS四個(gè)部分[14]，“物質(zhì)”是指身邊的化學(xué)物質(zhì)，“結(jié)構(gòu)”包括物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，“變化”包含物理變化和化學(xué)變化，“STS”是指化學(xué)中與生活、社會(huì)有緊密聯(lián)系的內(nèi)容?；瘜W(xué)模型出現(xiàn)1次則在對(duì)應(yīng)的表征內(nèi)容記作1個(gè)，若同一模型在不同位置出現(xiàn)2次則在所表征的內(nèi)容中記作2個(gè)。具體見(jiàn)表2。

由表2可以看出，02年版至19年版教科書(shū)中以“物質(zhì)”和“變化”為原型內(nèi)容的化學(xué)模型數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他兩類，而“STS”模塊的化學(xué)模型在02年版和04年版中僅為個(gè)位數(shù)，19年版也才達(dá)到13個(gè)。具體而言，三套教科書(shū)中“物質(zhì)”模塊的化學(xué)模型數(shù)量逐漸增多，介于129～160之間，表征“變化”的化學(xué)模型在數(shù)量上略有起伏，04年版教科書(shū)中數(shù)量最高，達(dá)到194個(gè)，19年版教科書(shū)中減少至188個(gè);相比于02年版教科書(shū)中“結(jié)構(gòu)”部分的12個(gè)模型，04年版的模型數(shù)量是其3倍，而19年版的模型數(shù)量又上升至04年版的2倍之多，達(dá)到73個(gè)。在“STS”模塊，02年版和04年版教科書(shū)模型數(shù)量分別為3和6，19年版則增加到13個(gè)，高于04年版的2倍。

3.模型多重表征維度

模型不是對(duì)原型的復(fù)制，而是研究者根據(jù)研究目的對(duì)原型的部分信息進(jìn)行的抽象簡(jiǎn)化，研究目的或角度不同，針對(duì)同一原型建構(gòu)的模型也有差異。因此，模型與原型并非一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，同一化學(xué)事物可以用不同的模型來(lái)表達(dá)，即擁有多種表征模型。本研究認(rèn)為，多重表征模型可以是實(shí)物、想象、符號(hào)三種水平模型的混和表征，也可以是同一水平下不同模型的混和表征。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化學(xué)教科書(shū)中的多重表征模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以多重表征模型所代表的化學(xué)知識(shí)的數(shù)量為計(jì)量單位，若出現(xiàn)兩個(gè)及以上模型表征的化學(xué)知識(shí)則記為1處。具體見(jiàn)表3（如同一化學(xué)知識(shí)同時(shí)用實(shí)物、想象、符號(hào)模型進(jìn)行表征則記為“實(shí)+想+符”，若同時(shí)用想象、符號(hào)模型進(jìn)行表征則記為“想+符”，若同時(shí)用一類模型的不同形式進(jìn)行表征：如氮?dú)獾姆?hào)模型包括化學(xué)式、電子式、結(jié)構(gòu)式，則在“符號(hào)”中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)）。

由表3可知，02年版、04年版、19年版三套教科書(shū)中的多重表征模型知識(shí)總數(shù)分別為31、50、67。從多重表征模型的所屬水平來(lái)看，02年版至19年版教科書(shū)中二水平表征模型數(shù)量最多，在三套書(shū)中的百分比達(dá)到83.9%、70%、76.1%;其次是單水平表征模型，其占比依次為19.4%、30%、23.9%;而三水平表征模型數(shù)量極為稀少，02年版教科書(shū)中僅有1處，04年版和19年版則完全沒(méi)有。在二水平表征模型中，三套教科書(shū)中均未出現(xiàn)實(shí)物模型與想象模型的混和表征，實(shí)物模型與符號(hào)模型或想象模型與符號(hào)模型的混和表征數(shù)量則逐漸增多;對(duì)單水平表征模型而言，三套教科書(shū)中都不存在多種形式的實(shí)物模型，多重表征的想象模型也僅有1～2處，符號(hào)模型的多重表征較多，且數(shù)量逐步上升。

4.模型演變史維度

教科書(shū)中呈現(xiàn)的化學(xué)模型是當(dāng)前化學(xué)或科學(xué)界所達(dá)成的共識(shí)模型，這類科學(xué)模型往往是以眾多歷史模型為基礎(chǔ)逐步發(fā)展形成的[15]?；瘜W(xué)模型的演變過(guò)程記載了化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的軌跡，標(biāo)志著人類對(duì)于化學(xué)本質(zhì)的探索持續(xù)深入。化學(xué)教科書(shū)中關(guān)于模型演變史的呈現(xiàn)主要采用文字、符號(hào)、圖像三種形式，進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)時(shí)，若關(guān)于模型演變史的內(nèi)容出現(xiàn)1次則在相應(yīng)的呈現(xiàn)形式中記為1處。具體見(jiàn)表4。

由表4可知，02年版至19年版三套教科書(shū)中關(guān)于模型演變史的呈現(xiàn)非常稀少，分別有2處、1處、4處。具體來(lái)講，02年版教科書(shū)中的2處模型演變史內(nèi)容分別以文字、文字和圖像的形式呈現(xiàn);04年版教科書(shū)以文字和圖像形式共同呈現(xiàn)了1處模型演變過(guò)程;19年版教科書(shū)包括3處文字描述和1處圖文并茂的模型演變史內(nèi)容。三套書(shū)中均未出現(xiàn)符號(hào)形式的模型演變史內(nèi)容。

五、統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

1.模型總量逐漸增加，想象模型數(shù)量明顯增多

由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，2000年至今的三套教科書(shū)必修模塊中化學(xué)模型的總量逐步增加，19年版的數(shù)量已達(dá)到487。具體到四類模型，除數(shù)學(xué)模型數(shù)量存在極小差異之外，19年版教科書(shū)中其他三類模型數(shù)量相對(duì)于前兩版均為最高值。由此可見(jiàn)，在教科書(shū)的更新與發(fā)展中，模型越來(lái)越受到編寫(xiě)者的重視，其在化學(xué)教育中的功能也逐步被挖掘。值得注意的是，不管從模型數(shù)量還是模型所占百分比而言，三套教科書(shū)中“想象模型”分布有明顯變化，相比于02年版，04年版教科書(shū)數(shù)量減少6個(gè)，而19年版數(shù)量約為04年版的2倍。想象模型是對(duì)原型的微觀表達(dá)，而化學(xué)學(xué)科正是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律，以想象模型作為連接研究者與客體的橋梁，能夠?qū)崿F(xiàn)抽象客體的“可視化”，有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)。教科書(shū)中想象模型數(shù)量的顯著增長(zhǎng)表明了其在化學(xué)教學(xué)中的價(jià)值。

2.不同模塊的化學(xué)模型逐步遞增，“結(jié)構(gòu)”和“STS”模塊模型數(shù)量顯著增加

除了“變化”模塊中模型數(shù)量出現(xiàn)微小轉(zhuǎn)折之外，三套教科書(shū)中各模塊的模型數(shù)量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中，“物質(zhì)”模塊模型數(shù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)較為緩慢，而“結(jié)構(gòu)”和“STS”部分的模型數(shù)量則按倍數(shù)增加（需要指出的是，02版與04版教科書(shū)中“結(jié)構(gòu)”模塊模型的明顯差距部分來(lái)自于“有機(jī)物知識(shí)”的引入，但04版與19版教科書(shū)模型數(shù)量的差異與內(nèi)容無(wú)關(guān)）。通過(guò)模型來(lái)表征物質(zhì)的“結(jié)構(gòu)”（如甲烷、乙烯的球棍模型），學(xué)生能夠從微觀上認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)的組成，掌握物質(zhì)的性質(zhì)，逐步形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一學(xué)科核心思維。以“STS”為內(nèi)容的模型（如氮循環(huán)示意圖、青篙素的合成）能幫助學(xué)生從宏觀上認(rèn)識(shí)化學(xué)與科技生產(chǎn)、社會(huì)生活間的聯(lián)系及其所扮演的角色，體會(huì)化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。因此，模型在化學(xué)各部分內(nèi)容的教學(xué)中都發(fā)揮著重要作用。

3.多重表征模型數(shù)量逐漸增加

總體來(lái)說(shuō)，02年至19年版教科書(shū)中多重表征模型的數(shù)量呈逐步上升的趨勢(shì)。除了04年版和19年版教科書(shū)中同時(shí)采用實(shí)物、想象、符號(hào)模型的多重表征模型數(shù)量減少1處，其它的多重表征模型數(shù)量都持續(xù)增多。其中，實(shí)物模型大多指實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或化工流程圖，限于教材容量，同一化學(xué)問(wèn)題往往只呈現(xiàn)一種實(shí)物模型，其通常與符號(hào)模型共同表征一個(gè)化學(xué)過(guò)程或問(wèn)題，有助于學(xué)生從理論和實(shí)踐兩個(gè)層面認(rèn)識(shí)化學(xué)。這也解釋了為何三套教科書(shū)實(shí)物與符號(hào)模型的混和表征占比較高，而實(shí)物模型與其它模型的混和表征為零的不均衡現(xiàn)象。由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，對(duì)同一知識(shí)進(jìn)行多重表征對(duì)于學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)具有重要意義，這也與相關(guān)研究結(jié)果相呼應(yīng)，即多重表征或類比模型的合理使用不會(huì)增加學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，反而可以幫助學(xué)生有效地消除特定的另有概念[16]。

4.模型演變史的內(nèi)容數(shù)量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，雖然三套教科書(shū)中關(guān)于模型演變史的描述較為稀少，但有明顯的上升趨勢(shì)。02年版教科書(shū)中有2處，記錄了元素周期表和原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展史;04年版減少至1處，呈現(xiàn)了苯分子結(jié)構(gòu)演變的過(guò)程;19年版教科書(shū)中增加至4處，分別對(duì)元素周期表、原子結(jié)構(gòu)模型、氧化還原反應(yīng)概念和苯分子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展過(guò)程作出描述。化學(xué)模型的演變史蘊(yùn)含豐富的科學(xué)價(jià)值和人文價(jià)值，有助于學(xué)生深入地理解化學(xué)知識(shí)，掌握科學(xué)的研究方法，樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度。三套教科書(shū)的對(duì)比數(shù)據(jù)也說(shuō)明了模型演變史內(nèi)容對(duì)于化學(xué)教學(xué)的積極作用。

六、關(guān)于高中化學(xué)模型教學(xué)的建議

1.增加對(duì)想象模型的運(yùn)用，以降低抽象概念的難度

化學(xué)學(xué)科中包含大量的抽象知識(shí)，如化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)等，這些內(nèi)容也成為學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的絆腳石。新版教科書(shū)增加了想象模型的使用，例如針對(duì)“電解質(zhì)的電離”，書(shū)中分別呈現(xiàn)固體NaCl、NaCl溶液和熔融的NaCl在電極中微粒的排列組成及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以說(shuō)明固體NaCl為何不能導(dǎo)電，解釋電解質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電的根本原因，即產(chǎn)生了自由移動(dòng)的離子。由此可知，想象模型能從微觀角度實(shí)現(xiàn)抽象概念的簡(jiǎn)單化和可視化，從而減少學(xué)生的認(rèn)知困難。但從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，教科書(shū)中想象模型的數(shù)量仍然較少，因此教師在教學(xué)中要適當(dāng)補(bǔ)充，例如講解化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)等概念時(shí)，可以借助動(dòng)畫(huà)模擬幫助學(xué)生進(jìn)行理解。

2.加強(qiáng)對(duì)多重表征模型的使用，以強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)理解

科學(xué)模型并不是實(shí)物的精確復(fù)制，而是基于不同理論視角對(duì)客體關(guān)鍵信息的建構(gòu)表征[17]。例如“水分子”以電子式表達(dá)能夠展現(xiàn)電子（對(duì)）分布情況，化學(xué)式能更加突出組成分子的原子種類和個(gè)數(shù)比，比例模型則能夠清晰呈現(xiàn)其空間結(jié)構(gòu)。因此，單一模型往往只能表征對(duì)象的局部信息，多個(gè)表征模型的使用有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的全面認(rèn)知。例如以講解苯分子構(gòu)型時(shí)，引入苯的比例模型和更易幫助學(xué)生理解苯分子體系內(nèi)共扼大π鍵的存在。值得注意的是，化學(xué)學(xué)科跨越了宏微符三個(gè)領(lǐng)域，教師在教學(xué)中要更加注重實(shí)物模型、想象模型和符號(hào)模型的混和表征，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)三者的聯(lián)系并能夠在不同表征水平上轉(zhuǎn)換，獲得對(duì)知識(shí)本質(zhì)的理解。

3.注重對(duì)模型發(fā)展史的介紹，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)模型方法的掌握

化學(xué)模型的演變史說(shuō)明模型所表征的科學(xué)知識(shí)并非是準(zhǔn)確無(wú)誤、永恒不變的。例如在原子結(jié)構(gòu)一節(jié)，教科書(shū)以道爾頓模型、湯姆孫原子模型、盧瑟福原子模型、波爾原子模型和電子云模型說(shuō)明人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)知變化。但書(shū)中僅僅呈現(xiàn)出模型演變的結(jié)果，教師有必要對(duì)原子結(jié)構(gòu)模型之間的變遷過(guò)程進(jìn)行補(bǔ)充。以盧瑟福原子模型為例，教師需要重點(diǎn)介紹。粒子散射實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和現(xiàn)象，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是如何證明原子結(jié)構(gòu)類似于核式模型而非棗糕模型。以此促進(jìn)學(xué)生對(duì)模型的理解：模型并不是知識(shí)本身，而是支持人們思考的重要工具;模型的建構(gòu)和修改必須以事實(shí)為基礎(chǔ)。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中積極使用模型方法獲取知識(shí)，更要為學(xué)生提供自主建構(gòu)模型的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)反思和修訂既有模型，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理和模型認(rèn)知能力。

4.綜合使用不同版本教科書(shū)和教學(xué)資料，以優(yōu)化課堂教學(xué)

相較于之前兩個(gè)版本，雖然人教版新版教科書(shū)必修模塊中化學(xué)模型數(shù)量有所增加，但模型在內(nèi)容和呈現(xiàn)上略有差異。如02年版教科書(shū)呈現(xiàn)了固體、液體、氣體分子之間距離的比較示意圖以幫助學(xué)生對(duì)“氣體摩爾體積”概念的理解，而04和19年版教科書(shū)必修模塊則刪掉了該模型。在課堂教學(xué)中，教師則有必要借助該模型對(duì)“為什么1mol任何氣體的體積相等，而固體和液體體積卻存在差異”作出解釋。再比如04年版和19年版教科書(shū)僅以想象和符號(hào)模型描述了NaCl溶液的導(dǎo)電原因，而02年版教科書(shū)還增加了燈泡實(shí)驗(yàn)作為實(shí)物模型，這也可以納人實(shí)際課堂中。此外，由于教科書(shū)知識(shí)的基礎(chǔ)性和容量的有限性，僅以書(shū)中的模型內(nèi)容開(kāi)展教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，教師需要參考不同版本教科書(shū)，包括蘇教版、魯科版，以及其他教學(xué)資料，進(jìn)一步豐富、優(yōu)化課堂教學(xué)。

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*通訊聯(lián)系人，E-mail：xueliang@snnu.edu.cn