高中化學教學中建構“模型認知”能力的研究

劉桂清

摘 要：將建構“模型認知”能力放在高中化學教學環境中討論，首先介紹了模型認知的內涵和“模型認知”能力水平的四個層次及其對應的學生水平，然后從三方面介紹了高中化學教學中“模型認知”能力的培養方法，希望對高中化學教學有一定的借鑒意義。

關鍵詞：高中化學;“模型認知”;化學素養

化學學科是高中學校教育的重要組成部分，高中也是學生深入了解化學世界的重要階段。目前，素質教育在全國推廣，化學科學素養的培養成為高中化學教學的重要目標，而這一目的的實現要求培養學生的化學思維。現階段許多高中化學教師都在實踐中探索比較好的化學思維方式培養辦法，其中筆者認為最科學有效的要屬“模型認知”的方法。

一、“模型認知”的內涵

“模型認知”是一種高效、簡潔的高中化學學習方式和復習方式。人們在研究化學，或者說用化學方法研究各種物質的時候，往往要進行大量的實驗，比較分析不同條件下的實驗數據，歸納概括各種實驗現象和實驗經驗，最后再經過抽象和簡化，構建能夠反映和再現物質本質和化學變化規律的化學數據模型。構建這種化學數據模型的能力就被稱之為“模型認知”能力。“模型認知”通常包括提出問題假設、觀察實驗、分析歸納、抽象構建模型等過程，在這之后，可能還需要后續的實驗繼續完善化學數據模型。

“模型認知”能力水平一般分為四個階段，分別是認識階段、理解階段、運用階段和建構階段。這四個階段在高中化學學習過程中都有明確的能力對應。學生能夠對化學知識有初步的認識，能夠完整地復述化學知識并簡單應用化學知識，那么就可以說學生的“模型認知”能力水平達到認識階段。學生能夠正確理解學到的化學知識及其適用的條件，能夠在復雜環境中分辨出該化學原理，就說明學生真正掌握了化學知識的本質，達到了“模型認知”能力水平中的理解階段。學生能夠建立起化學知識間的復雜聯系，并運用建立好的化學模型解釋并預測一定的化學性質，這就證明學生達到了“模型認知”能力水平的運用階段。至于建構階段，則需要學生能夠自主建構化學模型，為模型劃定合理的適用范圍，并提供一定的論據和理論推演過程來證明化學模型的合理性，在此基礎上運用自己構建出的化學模型解決化學問題。不難發現，高層次能力往往是對低層次能力的深化和綜合。當學生達到建構模型階段時，學生就具有了獨立研究化學問題的能力，其化學思維也會趨向成熟。

二、高中化學教學中“模型認知”能力的培養方法

1.認識階段，建構思維導圖

化學是一門具有很強的邏輯性和體系性的學科，化學知識之間具有明確的種屬關系，因此在認識模型階段，教師可以通過構建思維導圖，來使冗雜的化學知識呈現出簡明概要的相互關系，便于學生把握。思維導圖注重圖文并用，從化學知識中抽離出重要的關鍵性文字和符號，以種屬和相關關系將之串聯，標以不同的顏色，形成層次分明的完整的化學知識體系。

2.理解階段，開展易混知識對比專題

理解階段主要需要克服的問題就是相似化學知識之間的辨析問題，學生需要了解化學知識的本質，在復雜環境中對易混知識做出正確的區分辨析，才能在化學學習中減少知識混區，提高化學學習的有效性，減少化學題目練習中的錯誤率。這就需要教師整理學生容易搞混的化學知識，開展對易混知識的專題對比，一一分析彼此的相同點和不同點，找出區分彼此的關鍵性屬性。如NaHCO3與NaHSO3是兩種化學性質相似的混合物，很多學生對二者性質的差異認識不足，有時會誤認為二者性質相同，所以就有必要對二者的兩性和酸堿性進行對比，加深學生對于多元弱酸酸式鹽的性質差異的認識，明確二者的區分依據。

3.應用階段和建構階段，創設實際生活情境

運用階段和建構階段要求學生能夠構建化學模型解釋、預測某種化學性質，解決現實化學問題，這就需要教師為學生創設一定的生活情境，就是把化學問題轉化為生活問題，指導學生從復雜的現實生活問題中抽離出化學問題。結合高中化學的教學內容，教師可以聚焦目前社會上比較熱門的化工生產、環境保護、廢物利用等領域，如教師要考驗學生的氧化還原反應化學方程式和氧化還原反應化學原理、化學計算、化學環境以及化學實驗的基本操作能力，可以將之放在工程建設中的水泥鈣含量檢測問題探究中：要測量水泥中的鈣含量，需要去除水泥中其他氧化物，如二氧化硅和鐵、鎂、鋁等金屬氧化物，然后通過滴定反應，得到水泥樣品中的鈣含量。學生需要從題干中判斷出該題目考查的對象是氧化還原反應，并運用學到的知識進行正確運算才能得到結果。

高中化學教學中建構“模型構建”能力，需要從化學教學的方方面面入手，比較典型的方法有建構思維導圖、開展易混知識對比專題、創設實際生活情境，使學生達到認識、理解、應用和建構模型階段，培養學生的化學思維，全面提升學生的化學素養，達到提升高中化學教學質量的目的。

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