基于“證據推理與模型認知”素養的初三化學新課教學探究

摘 要：化學新課標提出了五大學科核心素養，其中之一就是“證據推理與模型認知”，模型作為學生學習化學十分重要的認知工具，合理高效地利用它將對教育教學工作有極大的促進作用。據此，本文以科粵版初三化學“元素”這一節課的內容為例，引入模型，以期對各位老師的教育教學工作有所參考。

關鍵詞：模型認知；化學；學科核心素養

2018年年初，教育部正式發布了《普通高中化學課程標準（2017年版）》，提出了五大化學學科核心素養。其中“證據推理與模型認知”對化學學科來說是非常重要的思維方式與學科素養，因此，如何幫助學生逐步適應與形成這一素養，是每一位教師需要思考的問題。化學中的模型多種多樣，該如何合理利用呢？

本文以粵科版初三化學第二章第四節《元素》為例，以一堂引入模型的教學設計為例，談談如何在實際教學工作中引入模型方法授課。

一、 模型的分類

模型一般可以分為物質模型、符號模型和理論模型。物質模型即反映物質結構的模型，符號模型主要指代各種化學用語，而理論模型則是將抽象的理論知識用一定的模型直觀呈現出來。在部分文獻中還會提到一類特殊的模型——認知模型，簡單來說就是我們俗稱的知識框圖、思維導圖等。可見各類模型各不相同，應如何將其有效地組織起來應用于教學中呢？

二、 引入模型的課堂教學

元素這一節課本身比較抽象，學生理解起來比較困難，但是借助模型，將學生已經學習過的分子、原子、離子等知識聯系起來，將會大大降低學習的難度。

據此你發現了什么？

原子可以講個數，元素不能講個數

將普通的比例模型用學生熟悉的磁鐵代替，在增添趣味性的同時降低了學生學習的難度

依據新知

引發思考

元素是對一類原子的總稱，依據什么來分類？（從原子內部來思考？）

原子由質子、中子、電子構成。選哪一種微粒好？為什么排除中子、電子，選擇質子？

【能不能依據電子？】

以鈉原子為例

（1）什么會發生變化？

（2）得失電子還屬于一類原子？

【能不能依據中子？】（表格列出Na、Na+、C—12、C—13、C—14的質子、中子和核外電子數）

鈉原子在化學反應中會失去最外層電子形成Na+。

但它們還是屬于同一類，因此選擇電子不合適。

中子數會發生變化而質子數非常統一。

由此可以得出元素的定義（從質子數角度）。

核電荷數由質子數決定，二者相等

1. 具有相同 （質子數）的一類原子的總稱

2. 具有相同核電荷數（質子數）的一類原子的總稱

依據學生剛剛形成的元素概念，順著原子內部構成的角度，推測出元素的完整概念。

順著學生的思路，逐步揭示元素選擇質子作為分類依據的原因，進而自然地得出元素的概念。

元素符號前加數字，還能表示兩種含義嗎？應該表示什么含義？（3H）

1. 第一個含義不具備，因為元素只論種類不論個數

2. 三個氫原子

通過提問理清元素符號書寫時的規范和含義。通過多樣的例子讓學生明白元素符號在不同背景下的含義。

淺嘗輒止

1. 元素符號太分散，因而形成了元素周期表

2. 播放視頻（知道元素周期表中每一小方格內提供了那些信息）

前20號元素任選一個介紹

元素周期表也是一種重要的理論模型，在初中要求不高，借助生動的視頻，能讓學生簡單了解并讀出元素周期表中的直接信息。

三、小結

本堂課在元素的概念、宏微聯系的認知模型，以及對元素周期表的簡單認識三個方面涉及模型化教學。將看不見的微粒用學生熟悉的磁鐵代替，既有趣又能加深理解；學生通過建構宏微聯系的認知模型，能在頭腦中理清宏微的區別與聯系，將主要知識點融匯貫通；對于元素周期表，在初中階段淺嘗輒止即可。借助模型，成功地將抽象的元素課變得形象而容易理解，可謂優點良多。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]郭靜.中學化學模型教學現狀的研究[D].西安：陜西師范大學，2018.

[3]林建芬，錢揚義.基于認知模型探討高中生化學概念的進階學習——以人教版必修2“元素周期律”的教學為例[J].中學化學教學參考，2015（9）：33-36.

作者簡介：倪蘇毅，福建省福州市，福建師范大學。