高中化學建模教學對于提升學生科學思維的培養

丁美平

摘 要：近些年西方國家越來越重視建模思想的培養，并且逐漸發展成為科學教育的一項重要內容。現階段國內高中化學教育也越來越注重對學生思維能力的培養，體現了素質教育背景下持續推進化學教學理念的改革。分析了高中化學實施建模教學的主要意義，并結合教學實踐提出幾點教學策略。

關鍵詞：科學教育;化學建模;素質教育;教學改革

有效建立模型并能夠利用模型解決學習過程中遇到的化學問題是培養科學思維的關鍵。在國內的教學實踐中教師受到應試教育影響并沒有給予科學思維培養應有的重視，這與素質教育的核心理念相悖。建模教學模式最初出現在國外，近幾年在國內興起，其在教學實踐中體現出的獨特優勢得到了教育工作者的一致認可。如何有效結合國情開展建模教學已經成為一個熱點問題。

一、高中化學實施建模教學的意義

高中化學是素質教育體系中的重要課程，《普通高中化學課程標準（實驗）》明確指出高中化學教育的主旨是為了幫助學生掌握能夠滿足自身發展需求所需的知識體系和技能，培養學生運用知識分析和解決問題的能力，培養學生正確的價值觀。高中化學教學課程應當將科學方法和科學思維的培養作為重點，要求學生能夠正確地認識實驗、假說、模型，利用科學的方法進行實驗設計驗證假說得到結論，并能夠利用文字、圖表、模型等化學語言進行詮釋。因此，化學建模教學不僅體現了素質教育的核心理念和社會發展的高素質人才需求，也是提升學生思維品質培養學生探索精神的重要手段，將會使學生終身受益。

二、高中化學實施建模教學的策略

（一）結合物質基礎，構建具體化模型

建模教學是化學學科教學的重要模式，結合物質基礎進行建模，能夠構建出具體化的模型，增強學生對知識的理解。學生結合已有的知識經驗來進行歸納和總結，將對具體知識點的認知從感性提升到理性的高度，促使學生能夠應用化學模型來解決生活實際中的問題，這對于提升學生的科學思維具有重要意義。

例如，教師在介紹“物質的立體構型”的相關內容時，為了讓學生理解不同原子構成的物質不同，即便是相同原子，結構不同組成的物質也千差萬別這一知識內容，教師借助化學模型能夠給學生更加直觀的印象。石墨的結構較為特殊，原子一層一層排列，同層原子間通過共價鍵鏈接，而不同層原子則借助范德華力作用到一起。金剛石和C60均是由原子直接構成的，前者碳原子成正六邊形排列，后者原子成球狀排列。又如：“H2O2”從化學式上來看，學生第一印象往往是該分子結構應當是對稱的，因而屬于非極性分子。但教師可以通過建立“H2O2”的分子模型，學生便能夠更加直觀地認識到分子中的兩個氫鍵并非在一條直線上對稱排列，而是存在一個角度，這就意味著“H2O2”屬于極性分子。由此可見，通過這一建模過程，學生對于化學知識的概念就能夠具有更加深刻的了解，同時學生的思維能力也能夠得到很大的提升。

（二）把握物質特性，構建抽象化模型

在化學教學中有些概念較為抽象，教師在建模的過程中要考慮到學生的理解能力，既要通過模型表現出共性的規律，又要體現出不同物質間的個性差異，提升學生解決實際問題的能力。通過建立抽象的化學模型，讓學生在把握物質特性的基礎上，發現物質的內在規律，極大地提升學生的思維能力。

例如，建立氧化還原反應模型，教師可以把氧氣與銅反應生成氧化銅，而氫氣又與氧化銅反應生成銅，作為典型案例，幫助學生理解氧化反應、還原反應的普適規律;在講解酸的性質時，教師可將生活中常見的硫酸作為典型案例，它能夠體現出酸性物質的共性，同時也有自己的特性，濃硫酸具有很強的脫水性、氧化性以及吸水性;不同原子的化合價在元素周期律中體現出隨原子序數遞增的周期性變化，這是大多數原子的共性，但是F只有0價和-1價，并沒有正化合價，這是特例。通過建立抽象的化學模型，學生更容易從物質的本質角度來發現和歸納出一定的規律，從而提升自身的科學思維能力。

（三）降低建模難度，注重思維培養

化學建模教學的本質是為了培養學生的思維能力，提升學生解決現實問題的能力，但在現階段的教學實踐中，大多數學校過于重視應試能力的培養而忽略了對學生內在素養的提升。因此，多數學生對建模教學感到陌生，甚至會有些不適應，教師需要適當地降低建模的難度，通過一些簡單的例子來提升學生的信心，激發學生的參與建模活動的熱情，讓學生切實感受到建模教學給予的幫助。化學是一門典型的實驗性學科，學生在參與實踐探究的過程中才能夠真正地鍛煉探索精神，從而通過實驗建立起化學模型，掌握抽象的概念。

綜上所述，高中化學建模教學對于培養學生科學思維具有重要的現實意義，教師在教學實踐中應當給予足夠的重視，不斷優化教學策略，為學生的終身發展奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1]盧勝彬.高中化學建模教學的研究[D].廣西師范大學，2015.

[2]趙劍雪.中學教學中化學建模的實踐和思考[J].鐵道師院學報，2002（3）：58-64.

編輯 王彥清