基于“物質的構成奧秘”談化學模型認知能力的培養

鄭雪珠

摘 要：模型認知是化學學科核心素養的重要內容之一，對加深學生理解所學知識、提升學生學習成績具有促進作用，因此教師應將學生模型認知能力的培養作為教學重點，結合自身教學實際認真落實。眾所周知，初中化學涉及一些微觀世界的知識點，為了加深學生的認識，教師應積極尋找有效的途徑，即結合具體問題情景，通過引導與訓練，促進學生模型認知能力的提升。文章對初中化學涉及的模型進行了簡單探討，指出了培養學生模型認知能力應遵守的原則，提出了相關培養途徑，以供參考。

關鍵詞：初中化學;模型認知能力;培養途徑;研究

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-12-02 文章編號：1674-120X（2020）16-0088-02

模型是一種對事物的抽象性概括，可以幫助人們更加深入地研究事物，靈活地掌握事物的相關性質，提高人們解決問題的效率。顯然，模型包括了事物的主要特征，對理解事物的本質具有重要意義。初中化學學科中的模型主要是針對無法用肉眼直接觀察的事物，如原子、分子等。培養學生的模型認知能力，可以幫助學生理解物質內部的構成，更好地掌握物質的宏觀性質，對培養學生的學習興趣與理解能力意義重大。因此，在授課中，教師應結合自身教學實踐，積極探尋培養學生模型認知能力的有效途徑，保證培養工作不折不扣地落實。

一、初中化學模型概述

初中化學“物質構成的奧秘”這一單元，主要介紹了分子、原子以及原子結構等知識，從微觀角度對物質的構成進行了講述。能否深入理解分子和原子，關系著學生以后對化學知識的學習。因此，通過構建分子和原子模型，幫助學生記憶與理解，是授課的重點。

分子模型：分子由原子構成。構成物質的分子是保持該物質化學性質的最小粒子。不同原子構成不同分子，從而形成了各種各樣的化學物質。初中化學中有關分子模型的知識點不多。原子模型：在化學變化中，原子不能再分，是化學變化的最小粒子。原子主要由原子核和核外電子構成，其中原子核位于原子的中心，體積較小，由質子和中子構成。質子帶正電，中子不帶電。原子所帶正電核數與核內質子數相等。原子本身不顯電性，但失去電子則變為陽離子，得到電子則變為陰離子。在進行原子核模型學習時，學生需要牢固掌握以下內容：核電核數=質子數=核外電子數;中子數不一定等于質子數;原子內可以沒有中子。

在講解原子模型時有一個非常重要的概念，即“相對原子質量”。以一種碳原子的質量的1/12為標準，其他原子的質量與它相比所得到的值，稱為這種原子的相對原子質量。

二、培養模型認知能力的原則

在初中化學授課中培養學生的模型認知能力，可使學生認識化學物質本質，更好地學習化學知識，所以教師應積極踐行學生模型認知能力的培養工作。結合以往教學實踐得出，在開展培養工作時遵守以下原則，可獲得良好效果：

其一，啟發性原則。無論是講解模型知識還是組織學生開展訓練活動，都不能直接將結果告知學生，而應通過設置相關問題給予學生啟發，要求學生自己聯系所學，積極思考、認真討論，尋找問題的答案，使學生參與到知識的形成過程中，以加深學生印象。其二，趣味性原則。初中化學分子、原子模型較為抽象，為了提高學生的學習興趣，教師應注重增強課堂的趣味性，既可運用多媒體技術化抽象為具體，也可制作實物模型，使學生更加清晰、直觀地認識分子與原子模型。另外，靈活運用多種授課方式，增強學生學習的新鮮感，積極營造活潑的課堂氛圍，使學生在愉悅的氛圍中完成對模型知識的學習。其三，優化性原則。培養學生模型認知能力時，不能滿足于現狀，應樹立良好的自主學習意識，認真分析培養工作中遇到的問題與不足，通過理論學習以及向經驗豐富的教師請教，不斷優化相關培養環節，不斷提高模型認知能力的培養水平與質量。

三、培養模型認知能力的途徑

為獲得良好的模型認知能力的培養效果，應結合學生學習實際以及初中化學的學科特點，積極探尋與之相關的培養途徑。

（一）做好教材內容的講解，夯實基礎

牢固掌握教材內容，是培養學生模型認知能力的基礎，因此教師應積累與應用優秀的授課方法，做好教材內容的講解，使學生牢固夯實基礎，為模型認知能力的培養做好鋪墊。一方面，分子以及原子用肉眼難以觀察，所以應充分利用現有教學資源為學生細致、透徹地講解分子與原子模型，既可以運用多媒體技術制作直觀的教學課件，在課堂上從不同角度給學生展示，又可以鼓勵學生利用生活中的材料，嘗試著制作相關物質的分子的球棍模型。另一方面，為避免學生走進理解的誤區，應結合學生易混淆的知識點，設計相關的問題，對學生進行基礎訓練。學生通過基礎訓練能夠發現與糾正理解的誤區，切實夯實相關模型的基礎知識。

例1：分子模型可以直觀地表示分子的微觀結構，分子模型中不同顏色、大小的小球代表不同的原子，圖1所示的分子模型表示的分子是（）

A.HCHO? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B.CO2

C.NH3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D.CH4

該題目是對分子模型的直接考查。認真觀察圖1可知，該分子由三種原子構成，分析給出的四個選項，只有A選項由三種原子構成，因此正確答案為A。

（二）注重經典例題的分析，深化理解

初中化學涉及模型的知識點較多，因此僅僅讓學生記憶理論知識是不行的，還需要通過分析經典例題，進一步深化學生理解，保證學生能夠正確運用模型知識來分析、解答化學試題。一方面，初中化學課堂時間寶貴，為提高授課效率，教師平時應注重經典例題的積累，結合教學內容及時地展示給學生。先鼓勵學生根據所學獨立思考，嘗試著解答;然后與學生一起分析解題思路，使學生進一步鞏固所學，掌握分析化學問題的方法與步驟，遇到相似題型時能夠及時破題。另一方面，鼓勵學生做好例題聽課總結，尤其認真分析例題特點以及相關的解題方法，反思解答過程中存在的問題，并認真分析原因，看是對模型認知不夠深入還是對基礎知識的掌握不牢固，然后加以強化。

例2：如圖2所示，甲是溴（Br）的原子結構示意圖，乙摘自元素周期表。下列說法正確的是（）

A.甲元素屬于金屬元素

B.甲、乙兩種元素形成化合物的化學式是NaBr

C.乙原子的核內中子數為11

D.甲原子核外共有5個電子層

該題目很好地考查了原子結構知識，對深化學生對原子模型的理解很有意義。溴元素屬于非金屬元素，A錯誤;溴元素最外層電子數為7，容易得到1個電子，顯-1價，鈉元素最外層電子數是1，容易失去1個電子而顯+1價，B項正確;乙中的質子數是11，而非中子數，C錯誤;由圖可知甲原子核外共有4個電子層，故D項錯誤。

（三）創設相關問題情景，鼓勵思考

為使學生遇到相關問題時能夠及時找到解題思路，促進模型認知能力的進一步提升，教師在授課過程中應多給學生提供思考的機會，不斷提高其思維的嚴謹性，使其掌握與積累相關的解題技巧。一方面，在講解相關例題后，可及時設計相關問題，并給學生留下一定的思考時間，要求學生運用從例題中學習到的方法進行解答，以檢驗學生是否真正地理解與掌握所學;另一方面，為提高學生思考的積極性，可靈活運用多種教學方法，如小組競賽法，即讓班級學生分成若干小組，相互比賽，看哪個小組先得出正確結果，在激活初中化學課堂的同時，提高學生思考的熱情。

例3：化學上常用元素符號左下角的數字表示原子的質子數，左上角的數字表示原子的中子數與質子數之和，如C表示核內有6個質子和7個中子的碳原子。下列關于I和I的說法中錯誤的是（）

A.各一個原子相比較，質子數相同

B.各一個原子相比較，中子數相同

C.各一個原子相比較，核外電子數相同

D.屬于同種元素

根據所學的原子模型以及題干已知條件，因為I和I的左下角的數字均是53，表明其質子數均為53，則對應的中子數分別為78，74，故A，C，D項正確，B項錯誤。

（四）加強相關試題的訓練，提升能力

為進一步提高學生的模型認知能力，教師應積極組織學生加強相關試題訓練，通過開展有針對性的專題訓練，不斷提高學生應用模型知識解題的靈活性，實現能力的提高。一方面，認真分析學生作業以及測試情況，了解學生容易出錯的知識點，做好合理的授課安排，積極開展有針對性的訓練活動：篩選學生以往出錯的題目，鼓勵學生進行錯題重做，以避免其再次出現類似的錯誤，進而幫助學生提高解題的正確率，樹立解題的信心。另一方面，認真分析近幾年的中考試題，注重選擇新穎性試題，對學生進行專題訓練，開闊學生視野，使學生通過訓練掌握解答新穎性試題的方法，使學生認識到只有牢固掌握基礎，把握模型本質，才能以不變應萬變，順利解答各類試題。

例4：某元素R的原子序數為m，能夠形成核外有x個電子的Rn+ 離子。下列關系式一定正確的是（ ）

A.m=n? ? ?B.m=n+x? ? ? C.m=n-x? ? ? D. m=x-n

此題較為新穎，間隔地考查了學生對原子結構的認識與理解，顯然只有牢固掌握原子模型，才能正確求解。原子序數為m表示該元素的質子數和核外電子數為m，該離子顯+n價，表明其失去n個電子，此時核外還有x個電子，不難得出關系式m=n+x，故B項正確。

在初中化學授課中培養學生模型認知能力的過程較為漫長。因此，教師應做好充分的教學規劃，結合以往教學經驗，制訂詳細的授課目標與計劃，尤其要做好教材中有關化學模型知識的剖析，認真培養學生的模型認知能力，并遵守的原則，積極尋找、大膽運用新的培養途徑，并認真優化培養教學中的不足，實現培養水平的進一步提高，高效、圓滿地完成學生模型認知能力的培養工作。

參考文獻：

[1]朱萬菁.初中化學教學培養學生核心素養的途徑探析[J].科學咨詢·科技·管理，2019（11）：170.

[2]周孝容.基于“模型認知”的化學教學設計與實踐研究[D].昆明：云南師范大學，2019.