用圖形說話
——科學課堂中培養學生“建模能力”的對策

張俊華

（浙江省義烏市江東中學）

用圖形說話
——科學課堂中培養學生“建模能力”的對策

張俊華

（浙江省義烏市江東中學）

“建模能力”在眾多的學科領域都是適用的，在初中科學學科學習中運用這種能力對提高學習能力同樣效果顯著。學生在實際的學習過程中，就可以運用這種模型去解決具體的學習問題，或是進行自主學習，變被動學習為主動學習。

“建模能力”；自主學習；主動學習

長期以來，在初中科學教學中存在著這樣的問題：知識教條僵化，學生缺乏提出問題、分析問題、解決問題的能力。所以教師在平時的教學中，要既傳授學科的基礎知識，又教給學生科學的學習方法，培養學生自主學習的能力，從而提高學生學習能力。“建模能力”就是其中科學而高效的方法之一。

所謂“建模能力”，就是在占有大量知識資源和信息的基礎上，通過對知識的深入分析，找到知識之間的內在聯系，構建知識體系，通過反復歸納研究，形成規律性認識，建立起一種知識學習模型。學生在實際的學習過程中，就可以運用這種模型去解決具體的學習問題，或是進行自主學習，變被動學習為主動學習。

“建模能力”在眾多的學科領域都是適用的，在初中科學學科的學習中運用這種方法同樣效果顯著。那么，“建模能力”是怎么使用的呢？教師要做什么？學生要他們做什么？怎么做？筆者認為，課堂教學過程設計的著眼點應在于讓學生大多數參與進來。通常建模能力在學習和應用中的一般程序為：“信息→建模→解模→用模→新信息”。筆者就結合多年的教學具體事例，側重通過圖像模型在科學課堂教學中的應用，簡要解析如下。

一、挖掘教材資源，巧妙建立模型

七年級的學生，由于剛剛接觸比較抽象的概念，對物質三態，六個物態變化的過程名稱及吸放熱情況容易混淆。教材使用了比較直觀的圖形模型。我們稱它為“金三角”。具體如下圖所示：

建立模型：物質通常共有三種狀態，即固態、液態和氣態。三種狀態之間有六種物態變化，分別是熔化和凝固、汽化和液化（凝結）、升華和凝華。其中吸熱的有：熔化、汽化和升華；放熱的有：凝固、凝結（液化）和凝華。學生對這六種物態變化過程以及吸放熱情況非常容易混淆。筆者學生建立圖形模型如下：物態變化過程中，凡是有“凝”字的都為放熱變化，那么其他三種為吸熱變化。模型中的雙向箭頭表示三種物質之間互相都可以轉化。對七年級的學生來說，這個模型的建立，把抽象的概念轉化成了具體的圖形，大大降低了記憶上的難度，也提高了知識掌握的準確性。

在九年級上冊，學生在短時間內迅速接觸了酸、堿、鹽的知識。對于這些內容的核心知識，在短時間內很容易混淆和遺忘，學生的知識掌握情況也不理想。那么，有沒有類似的圖形模型，來幫助學生理解和記憶呢？利用酸、堿、鹽之間可以兩兩發生反應，我們建立了圖像模型如下，并稱之為曖昧“三角戀”。

建立模型：常見的酸、堿、鹽互相之間都可以發生應，在一定的條件下可以相互發生轉化。

例如，酸可以跟堿反應生成鹽和水，也可以跟鹽反應生成新的酸和新的鹽。用化學方程式表示如下：

又如，堿可以跟酸反應生成鹽和水，也可以跟鹽反應生成新的堿和新的鹽。用化學方程式表示如下：

NaOH+HCl=NaCl+H2O；2NaOH+CuCl2=Cu（OH）2↓+2NaCl

同樣，當堿同時遇到酸和鹽時，反應雖都能進行，但它們也是有順序的。即堿先與酸反應，再與鹽反應。例如，往H2SO4和CuSO4的混合溶液中滴加NaOH，開始沒有明顯現象，再有藍色沉淀生成。具體原理用化學方程式表達如下：先H2SO4+2NaOH=Na2SO4+ 2H2O，后CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4。

綜上所述，酸、堿和鹽之間的曖昧“三角戀”是有一定隱含條件的，它比物質的三態變化模型稍微復雜。

二、利用錯誤資源，認真研究模型

在學生初步認識了圖像模型的作用后，他們學會逐漸建立之間的模型。在這個過程中，難免會發生錯誤。這時，我們教師應該正確看待。我們完全可以利用錯誤資源，指導學生認真研究模型，并在此基礎上建立屬于之間的正確模型。

例如，在九年級上冊的第三章，學生接觸了溫度、內能和熱量三個概念之后，非常容易混淆。而且在應用過程中經常張冠李戴，對概念的內涵含糊不清。究其原因，是學生對基本概念以及概念之間的相同點和不同點沒有明確。理清這三個概念的關系，重點解釋這六句話。溫度與熱量的關系：（1）物體吸收新課標中對教學活動進行了重新的定義，教學過程應是師生共同參與、相互作用的一個過程。這就決定了課堂教學不應再以教師講授為主，學生聽課為輔。導學互動教學就是一種比較科學的新型教學模式，它吸收了很多先進的教學思想，并對多種成功的教學模式進行了有機整合，從而充分發揮了其在教學過程中的優勢，大大提高了學生的綜合素質水平。因此，應在初中數學教學中大力倡導使用這種教學方法。

［1］黃美健.初中數學“導學互動”教學模式的探究［J］.福建基礎教育研究，2014（08）：26-27.

［2］趙曉旭.導學互動教學模式在初中數學中的應用研究［J］.中國校外教育：中旬刊，2014（10）：107.

［3］郎波.初中數學教學應用“導學互動”教學模式的分析［J］.速讀：上旬，2015（01）：127-128.

·編輯 張珍珍