高中化學核心素養(yǎng)教學研究

季春旭

【摘 要】高中化學教學十分重視學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。而“模型認知”思維作為化學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分備受關(guān)注。本文將分析高中化學核心素養(yǎng)“模型認知”思維在教學中培養(yǎng)的有效途徑，闡述化學模型在化學學科中的重要地位與價值，引導學生對該模型的理解、應(yīng)用、構(gòu)建三個層次。了解“模型認知”素養(yǎng)的形成路徑，從而提升學生的探索能力、知識形成能力及分析能力。

【關(guān)鍵詞】高中化學；核心素養(yǎng)；模型認知；化學教學

高中化學課程對學生未來的發(fā)展方向有著特殊意義，故修訂時提出的化學學科的核心素養(yǎng)包括宏觀辨識與微觀探析，變化觀念與平衡思想，以及實驗探析與創(chuàng)新意識等方面。在化學學科核心素養(yǎng)中，證據(jù)推理與模型認知是核心，也是我國化學教育的根本目標。“模型認知”一詞在實際教學過程中較為少見，因此，如何培養(yǎng)學生的模型認知思維成為當前化學教師的重要任務(wù)。

一、“模型認知”核心素養(yǎng)綜述

化學學科的發(fā)展創(chuàng)新過程中，其所積累的不僅僅是學科知識，更是一種對世界的思考，以及認識世界的新思維。化學學科具有較強的基礎(chǔ)性與遷移性，以及強大的概括能力與理解能力。學生能夠從化學的角度，重新認識世界。教師在教學過程中，應(yīng)引導學生從掌握化學知識轉(zhuǎn)移到將其作為一種思維方式，為“模型認知”的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

Buckley·Boulte認為，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。模型思想在眾多學科領(lǐng)域中均提供了不同程度的幫助。Ainsworth的研究中，也對最佳模型培養(yǎng)方式進行了研究，他認為不同層次的學生需要根據(jù)自身需求，選擇合適的研究方法與學習方法。學生要建立屬于自己的思維模型，為今后的學習提供幫助。

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

二、培養(yǎng)學生“模型認知”思維的路徑

（一）模型認知在教學內(nèi)容中的應(yīng)用

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

為實現(xiàn)模型認知思維的培養(yǎng)目標，無論在教材編排，還是知識的呈現(xiàn)形式上，都要保證在適應(yīng)學生現(xiàn)有認知發(fā)展水平的同時，能夠促進學生形成核心素養(yǎng)。此外，對教材的編排也應(yīng)充分考慮到教學的時效性，以及學生的學習過程與特點。

（二）模型認知與教學策略的相互融合

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

（三）模型認知與化學習題的補充

模型認知思維能夠幫助學生解決特殊的問題，并將此思維集中體現(xiàn)在化學學科中。化學思維方式對學生的化學思維深度提出了要求，在平時的練習與學習過程中，應(yīng)有意識的強化自身的模型認知思維，切實領(lǐng)會模型認知思維的使用方式，并有效提升學生的思維能力，促進其核心素養(yǎng)的形成。

三、案例分析

（一）圖標模型案例分析

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

借助布魯姆的分類教學原理，將圖標按照教學活動、學生活動、學生認知發(fā)展能力等幾個模塊進行區(qū)分。具體的化學問題轉(zhuǎn)化為圖標模型，知識就直觀的展現(xiàn)在學生面前。

例如：講授金剛石的化學成分。

教學目標：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。

教學過程：展現(xiàn)一幅歷經(jīng)幾百年的繪畫作品，詢問學生該作品色澤鮮艷的原因。回歸課堂，帶領(lǐng)學生了解碳的性質(zhì)、元素結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識。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，并以圖表的形式將金剛石的性質(zhì)、用途進行展現(xiàn)。由此，學生通過教師所提供的圖表模型，掌握了聯(lián)想與類比能力。在教學過程中，需不斷滲透新的思想及思維方式，結(jié)合化學學科的基本特點，充分調(diào)動學生的主觀能動性，以及學科思維的引導性，促使學生在日常學習過程中，有意識地培養(yǎng)模型認知素養(yǎng)。

（二）符號模型案例分析

符號模型是化學學科所具有的基本特點之一，化學符號是化學工程式的基礎(chǔ)，也是化學元素、原子結(jié)構(gòu)示意圖、離子結(jié)構(gòu)示意圖、化學反應(yīng)等眾多表達形式之一。對于高中生而言，良好的化學語言有助于其養(yǎng)成化學思維與化學核心素養(yǎng)，可為規(guī)范地學習化學知識打下良好的基礎(chǔ)，并保持對化學的學習興趣。

以“原子核外電子的排布”為案例進行分析。

教學目標：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。

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

符號模型的培養(yǎng)并不十分困難，主要目標是鍛煉學生獨立思考的能力，利用初中所學的相關(guān)知識，在高中學習階段進一步升華，了解更多化學符號的表現(xiàn)形式。在逐漸的學習過程中，加深化學符號的使用難度。例如：化學方程式：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。在教學過程中，讓學生先感知化學符號，再對其進行深入研究，將抽象的知識具體化、形象化，并將該模型的構(gòu)建融入到學生自己的思維中，進而構(gòu)建符號模型。

（三）代數(shù)模型案例的分析

代數(shù)模型即利用字母、數(shù)字、化學符號等建立其化學方程式，是化學學習過程中的重要表達方式。其中，不僅包含了化學分子的變化，還是化學計算的重要組成與基礎(chǔ)，包括原子質(zhì)量的計算、化合價的計算等。對于高中生而言，需在日常化學課堂中，培養(yǎng)良好的代數(shù)模型認知思維，利用代數(shù)模型解答問題，規(guī)范化學用語的使用。

以質(zhì)量守恒定律為案例進行分析。教學目標：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設(shè)備，演示化學實驗的操作方式。根據(jù)化學情境，引導學生利用化學符號，列出該反應(yīng)的化學方程式。在這一過程中，便培養(yǎng)了學生的化學思維，以及代數(shù)模型的認知思維。

結(jié)論

綜上所述，本文以高中化學基礎(chǔ)知識為案例，分析了在教學過程中培養(yǎng)模型認知思維的有效途徑。利用代數(shù)模型、圖標模型、以及符號模型這三種思維方式，引導學生在學習過程中能夠逐漸培養(yǎng)此類思維模式，并將模型認知思維方式充分運用到學習中。只有不斷強化學生的化學核心素養(yǎng)以及化學思維，才有利于學生未來的發(fā)展，使得他們不斷增加對化學興趣，提升化學學習的能力。

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