模型建構在高中化學大單元教學中的應用

在高中化學教學中，大單元教學的優(yōu)勢明顯，可以促進學生對化學知識的整合與應用。而模型建構作為一種重要的教學方法，在大單元教學中發(fā)揮著關鍵作用。為此，高中化學教師應轉變思維，在大單元教學中積極引入模型建構，幫助學生更好地理解抽象的化學概念，直觀感受化學物質的結構、性質以及變化規(guī)律，從而提高學習效率，提升化學綜合素養(yǎng)。

一、模型建構在高中化學大單元教學中應用的意義

（一）促進知識整合應用

高中化學知識具有復雜性和綜合性的特點，通過大單元教學，能夠將有關知識進行整合與匯總，讓學生在學習過程中充滿積極性，有助于學生建立完整的化學知識框架。而模型建構能夠把零散的化學知識連接起來，從而實現(xiàn)知識的系統(tǒng)化，便于在實際生活中運用。例如，教師教學“化學反應原理\"大單元時，通過模型建構，將吸熱反應、放熱反應、化學鍵的斷裂與形成等知識整合在一起，能夠發(fā)散學生的思維，指引學生從微觀、中觀、宏觀等多層面理解化學反應中的能量變化。

（二）提升學生思維能力

在傳統(tǒng)化學課堂，學生過于依賴教師，不愿意進行深入的思考和探究，使得思維能力發(fā)展緩慢?，F(xiàn)如今，模型建構打破了這一現(xiàn)狀，在建構化學模型過程中，需要學生進行觀察、分析、概括等思維活動，樹立起正確的學習觀念，提高解決實際問題的能力。例如，在“分子結構”大單元教學中，教師可以引導學生建構分子結構模型，針對原子的成鍵特點、空間構型等因素，在課堂上進行思考與設計，加深學生對分子結構的理解，將抽象的理論知識與實際問題結合，培養(yǎng)他們的科學思維。

（三）增強學習的趣味性

化學教學需要創(chuàng)新與發(fā)展，改變傳統(tǒng)“填鴨式\"的教學方式，避免學生被動學習，讓學生感受學習的樂趣與成就感。模型建構為學生提供了一種充滿趣味的學習方式，通過動手制作模型、小組合作探究等活動，全體學生都能夠全身心投入學習中，在輕松、愉快的氛圍中學習化學知識。而且模型建構過程比較直觀，有利于降低化學學習的難度，提升教學質量與學生素養(yǎng)。例如，教學“有機化學”大單元時，師生一起制作有機物分子的球棍模型，增強了師生互動效果，確保學習效率的提升。

二、模型建構在高中化學大單元教學中的應用策略

（一）明確單元主題，建構核心模型

在高中化學大單元教學中，只有明確大單元主題，掌握關鍵知識點，才能建構核心模型，從而提高教學質量?；瘜W教師應深入鉆研教材，把握大單元的主題脈絡，科學規(guī)劃教學方向，幫助學生更好地理解化學的本質和規(guī)律，為學生深入學習打下堅實的基礎。

例如，“化學反應原理\"大單元涉及的知識點眾多，包括反應類型、反應熱計算、反應速率等。而化學平衡是化學反應原理中的關鍵概念，將“化學平衡\"確定為核心主題具有重大意義。教師要引導學生圍繞這一主題建構核心模型，系統(tǒng)地理解化學反應的動態(tài)平衡狀態(tài)，以及影響這種平衡的各種因素，有效突破化學重難點，為后續(xù)的大單元學習做好鋪墊。在建構化學平衡的概念模型過程中，教師要發(fā)揮引導者角色，引導學生自主思考、主動學習，使課堂教學更高效、更和諧。首先，分析化學平衡的建立過程。教師可以在教學中引入化學反應實例，幫助學生了解反應物與生成物如何趨于穩(wěn)定，從而達到化學平衡狀態(tài)。其次，探討化學平衡的特征。通過對比非平衡狀態(tài)和平衡狀態(tài)的化學反應，學生能夠清晰地了解化學平衡的特點，體會化學平衡的價值。接下來教師可以組織學生分析溫度、壓強、濃度等因素，理解這些因素變化對化學平衡產生的影響，使學生建立起更加完整的化學平衡模型。最后，教師可以借助動態(tài)圖像加深學生的印象，展示化學反應從開始到平衡的整個過程。教師要適時提出一些探究問題，如\"溫度變化時圖像中的曲線會發(fā)生什么變化”，使學生逐漸掌握化學平衡的本質。

（二）創(chuàng)設課堂情境，深入分析模型

創(chuàng)設生動、有趣的課堂情境是模型建構的重要方式，能夠激勵學生深入分析模型，抓住學生的注意力，提高學生對化學模型的理解和運用能力?；瘜W教師要結合高中生的認知特點，從大單元教學的目標出發(fā)，讓學生在課堂情境中探索，使學生成為具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。

例如，教學高中化學“原電池\"大單元時，這部分內容與學生的生活息息相關，教師可以以手機電池的工作原理作為案例，創(chuàng)設生活情境，使學生對所學內容充滿好奇和期待。手機是學生日常接觸頻繁的物品，其電池的工作原理自然會引起他們的關注。接下來，教師提出一系列問題，如“手機電池為什么能夠持續(xù)為手機供電”“原電池中有哪些關鍵的組成部分”，引導學生思考原電池的構成要素，并結合新的情境進行分析，初步建立原電池模型，切實感受到化學知識的實用性。為了進一步幫助學生理解模型，教師可以借助動畫演示的方式，指導學生思考電子和離子的流動方向，讓學生直觀地看到電子在導線中的流動，以及離子在電解質溶液中的遷移，從而實現(xiàn)變抽象為具體。在課堂情境中，每個學生都積極思考，他們將手機電池的工作原理與原電池模型相對應，運用已建構的原電池模型做出分析，加深對正負極、電解質溶液的理解。此外，教師也可以拓展一些知識，比如鼓勵學生思考如何提升原電池的性能，以獲得更大的功效。通過創(chuàng)設豐富的情境，能夠開闊學生的視野，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，使化學課堂充滿活力。

（三）開展小組合作，共同完善模型

大單元教學與單一知識點教學不同，更考驗學生的知識儲備和實踐能力。有些大單元知識較為煩瑣，僅憑學生一人難以理解，很容易打消學生的積極性。此時，教師可以開展小組合作，通過分工合作、交流討論和質疑問難，讓學生共同完善模型，提高化學學習的效率。例如，教學“有機化合物”大單元時，教師可以建構起“有機化合物的結構與性質”模型，讓學生以小組為單位，根據(jù)學生的特長和興趣進行分工，使學生主動地參與模型的建構。在合作過程中，每個學生都積極表達自己的觀點，不再被動地接受知識，團隊合作能力和溝通能力得到鍛煉。對于擅長收集資料的學生，教師讓他們查閱各種有機化合物的資料，尤其是結構特點、物理性質、化學性質等，使他們的學習興趣更加濃厚；對于邏輯思維能力強的學生，教師讓他們負責模型建構的工作，根據(jù)收集到的資料，建構有機化合物的結構模型，為合作提供重要的基礎；對于熱愛動手實踐的學生，教師讓他們負責實驗驗證，設計一系列與有機化合物相關的實驗，驗證模型的正確性在這個過程中，學生需要不斷地思考、嘗試和調整，進一步了解有機化合物的性質與結構之間的關系。如果實驗結果與模型預測相符，就證明模型建構成功；如果實驗結果與模型預測不符，小組成員就需要共同分析原因，對模型進行調整和完善。這種團隊合作能力不僅在化學學習中十分重要，而且會對學生的未來發(fā)展產生積極影響。

（四）借助信息技術，動態(tài)展示模型

當今時代，信息技術迅猛發(fā)展，在教育領域中發(fā)揮著越來越重要的作用。在高中化學大單元教學中，信息技術為模型建構提供了豐富的資源和工具，激發(fā)了學生的探究欲望。教師要善于運用信息技術，不斷探索和創(chuàng)新教學方法，動態(tài)展示化學模型，為學生創(chuàng)造更加優(yōu)質的學習環(huán)境，提高大單元教學的效率。

首先，教師可以利用多媒體軟件、虛擬實驗室等技術手段，呈現(xiàn)出更加逼真、形象的模型。例如，教學“分子結構\"大單元時，分子的立體結構是非常重要的知識，但是傳統(tǒng)的教學方式往往依賴于圖片和文字，學生理解起來較為困難。此時教師可以借助信息技術的優(yōu)勢，通過動畫演示的方式，展現(xiàn)分子的三維空間結構，讓學生清晰地看到原子的排列方式、鍵角大小等，對分子的性質形成全面、系統(tǒng)的認知，幫助學生理解化學反應的機理。其次，學生可以利用信息技術工具進行自主探究。在日常學習中，化學模擬軟件的使用頻率非常高，學生可以使用軟件進行實驗模擬，不僅安全可靠，而且方便高效，有利于加深學生對化學模型的認識。例如，教學“酸堿中和\"時，教師通過模擬軟件調整酸堿的濃度、體積等參數(shù)，鼓勵學生認真觀察反應過程中pH值的變化、溶液顏色的改變等，對不同條件下的實驗現(xiàn)象和規(guī)律有一個全面的了解。最后，教師可以為學生推薦豐富的在線資源，如在線化學數(shù)據(jù)庫、教學視頻網(wǎng)站等，讓學生在這些平臺中認識更多的化學模型，拓寬自己的知識面，增強學習動力。學生在平臺中與其他同學或教師進行交流，分享自己在模型建構過程中的心得，可以打破時間和空間的限制。

（五）利用實驗探究，創(chuàng)新應用模型

化學是以實驗為主的學科，實驗不僅是傳授知識的有效手段，更是學生創(chuàng)新應用模型的關鍵。在高中化學大單元教學中，教師要充分利用實驗探究活動，調動學生參與熱情，讓學生在實踐中創(chuàng)新應用模型，提高教學效率和學生的綜合素質。

以“物質的制備與性質”大單元為例，教學難點是眾多物質的制備方法以及豐富的性質。很多學生在學習這些內容時都感到力不從心，所以化學教師應該精心設計一系列與單元主題緊密相關的實驗，鼓勵學生親身實驗，探究不同物質的制備過程，體驗化學反應的奇妙。在實驗過程中，學生們紛紛活躍起來，有的觀察物質的外觀，有的觀察物質的狀態(tài)，還有的觀察物質的顏色，真正實現(xiàn)了“理實”結合，深化了對模型的理解。學生運用已建構的模型進行分析，對反應原理、裝置原理和操作原理等方面有了了解，逐步養(yǎng)成舉一反三、觸類旁通的能力。當進行氫氧化亞鐵的制備實驗時，教師指導學生根據(jù)氧化還原反應的原理建構模型，預測實驗過程中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。常用的方法是通過將鐵鹽和堿進行反應來制備，但是需要控制反應條件，注意防止氫氧化亞鐵被空氣中的氧氣氧化。教師可以組織頭腦風暴，讓學生暢所欲言，對模型進行完善，思考如何采取措施防止氧化的發(fā)生，實現(xiàn)學以致用。此時有的學生提出在無氧環(huán)境下進行實驗，教師要表揚學生的主動發(fā)言，然后讓學生嘗試改進實驗方法，設計新的實驗方案，培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)造力。

綜上所述，模型建構在高中化學大單元教學中具有重要價值，有助于提高學生解決實際問題的能力，促進其創(chuàng)新精神的發(fā)展。在未來的教學中，化學教師應該積極引導學生參與模型建構，展現(xiàn)出大單元教學的整合性、系統(tǒng)性特點，幫助學生深入理解化學知識，培養(yǎng)學生的自主學習能力，讓每一個學生都能在大單元學習中受益，推動高中化學教學不斷向前發(fā)展。

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（作者單位：江西省鷹潭市余江區(qū)第二中學）

本文系2023年度江西省教育科學“十四五”規(guī)劃中小學系列重點課題“新高考模式下化學教學策略的研究”（課題編號：23JZD043）的階段性研究成果。