試論“模型認知”思維在高中化學教學中的培養

陳仲書

摘 要：核心素養已經成為化學教學中的重要內容，而“模型認知”則是學生必須具備的核心素養之一。學生具備良好的“模型認知”思維，可以認知化學現象的本質和規律，實現思維能力的有效提升。教師應將“模型認知”思維貫穿于電解質的電離、離子鍵、原子結構、化學反應與能量轉化等化學知識的教學中，提高學生的化學核心素養。

關鍵詞：高中化學;核心素養;模型認知;思維能力

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2021）01-0090-02

核心素養反映了學生的認知水平及解決實際問題的能力。只有不斷提升學生的核心素養，才能讓學生從知識的表象深入到知識的內部，從而真正理解和掌握知識的本質規律。高中化學核心素養包含了五個要素，包括微宏結合、變化平衡、模型認知、實驗探究、科學精神，而“模型認知”思維是其中的一個重要要素，也是學生學習化學知識應該具備的素養。在化學教學中培養學生的“模型認知”思維，可以讓學生以理想化的方法對化學事實進行近似、形象和整體的描述，進而揭示其本質和規律。本文重點分析高中化學“模型認知”思維的培養方式。

一、高中化學“模型認知”的概念及意義

1.概念

“模型認知”是學生展開化學學習的起點，也是學生對化學事物進行分析與研究時應該具備的素養。在“模型認知”的過程中，學生可以透過化學對象的本質屬性和特征，深入理解化學規律，從而合理運用化學知識。

2.意義

在化學學習中，很多學生都存在死記硬背公式的現象，對化學知識的本質規律理解不深。對學生展開化學“模型認知”思維的培養，可以引導學生從直觀向抽象思維發展，再實現抽象思維到實踐獲取的過渡，從而幫助學生構建化學知識網絡，提升學生的學習能力。此外，對學生的化學“模型認知”思維能力進行培養也是當前新課改的要求，所以在化學教學中培養學生的“模型認知”思維是很有必要的。

二、高中化學“模型認知”思維的培養方式

培養學生“模型認知”思維，不僅能幫助學生掌握化學知識，而且可以激發學生學習興趣，提升學生的解決問題能力和思維能力。在高中化學教學中，一些重要的知識模塊非常適合培養學生的“模型認知”思維。因此，教師應從這些知識模塊入手，促進學生化學核心素養的提高。

1.在“電解質的電離”教學中，培養學生的“模型認知”思維

“電解質的電離”是高中化學“電解質”章節的一個重要內容，如果教師將這些知識直接灌輸給學生，勢必會讓學生產生很多疑問，更無法使學生深入理解 “電解質的電離”有關概念。因此，在教學“電解質的電離”的過程中，教師需要重視培養學生的化學“模型認知”思維能力，使學生能夠通過具體的化學模型探討化學概念，并從概念中掌握知識的本質及規律。教師可以引導學生利用具體的圖像建立化學模型，使學生直觀、清晰地了解“電解質的電離”。例如，教師可提供弱電解質電離過程的圖像，讓學生建立起弱電解質電離過程的化學模型。在此圖像模型中，學生可以直觀地看到：當弱電解質分子電離速率等于離子結合弱電解質分子速率時，弱電解質電離處于平衡的狀態，溶液中的電解質分子數與離子數也保持恒定不變。通過這個模型，學生可以明白影響電離平衡的因素有哪些、什么是電離平衡等，從而對這些知識進行邏輯架構，有效地理解電解質相關知識。也就是說，在“電解質的電離”的學習中，學生應該先構建相關的化學圖像模型，再根據圖像模型分析其電離平衡關系，從而在大腦中建立知識模塊，提高學習質量。

2.在“離子鍵”教學中，提高學生的“模型認知”素養

隨著化學知識學習的逐漸深入，越來越多的學生會感覺到學習上的壓力。特別是對于一些抽象的化學知識，學生無法直接從課本中的定義和概念了解具體內容。如果教師不及時發現學生的學習困難，仍要求他們死記硬背有關知識，就會增加他們的學習壓力。在學習高中化學離子鍵等有關知識時，很多學生無法有效區別非極性鍵、極性鍵、離子鍵這幾個抽象的概念，這時教師再要求學生死記硬背這些概念，就會讓學生失去學習的興趣與動力。教師可以引導學生先閱讀與思考非極性鍵、極性鍵、離子鍵這幾個抽象的概念，然后引導學生建立相關模型，以體現這些化學鍵之間的關系及本質區別。從化學“模型認知”方面引導學生構建這些概念的化學模型，不僅可以提高學生的學習效率，而且可以有效培養學生的化學“模型認知”素養。

3.在“原子結構”教學中，讓學生展開“模型認知”思考

在傳統教學模式下，一些教師只是一味地講解課本中的化學知識，而課本中的知識很難有效引導學生從微觀角度去理解和認知化學知識，這也會降低學生的學習興趣。為了解決上述教學問題，教師可以運用先進的多媒體教學技術，對微觀世界中的化學知識進行生動形象的闡釋，幫助學生展開“模型認知”思考，從而提高學生的化學核心素養。在教學原子結構這部分知識點時，一些教師直接借助課本上的圖片、文字幫助學生理解什么是原子結構，這不利于學生在大腦中形成完整的原子結構模型。為了讓學生真正掌握什么是原子結構，教師可以利用多媒體教學設備，導入具體的原子結構圖片內容，生動形象地展示原子結構模型的演變過程。教師可以引導學生先分析原子結構的微觀圖片，再結合實物模型，將微觀圖片與實物模型聯系起來，從而構建微觀和宏觀之間的聯系，進而深入認知原子結構。根據化學課程內容，借助多媒體教學設備的影音播放功能，導入一些與課程相關的視頻及音頻，可以引領學生走入微觀世界中，并在此過程中構建化學模型，讓學生展開“模型認知”思考，進而探究化學知識的本質規律。

4.在“化學反應與能量轉化”教學中，提高學生的“模型認知”能力

化學反應與能量轉化是高中化學的重要內容，但很多學生無法深刻掌握其規律，只停留于學習的表面。因此，教師在實際教學中要適當提高對學生的學習要求，讓學生在掌握基礎知識的前提下，不斷提高自身的知識技能和學習能力。教師可引導學生從化學“模型認知”層面，加深對相關化學知識的理解，使學生掌握化學反應與能量轉化的規律，以提高學生的化學核心素養。教師可以選擇一些學生常見或者比較熟悉的化學反應，提高學生的“模型認知”能力。教師可以在課堂教學中播放一段點燃奧運會主火炬的視頻，并讓學生思考奧運會火炬燃燒涉及哪些熱化學方程式以及化學反應。然后，教師可以引入相關的化學模型，讓學生結合上述化學反應分析丙烷點燃后的能量變化，從而幫助學生探究奧運會主火炬點燃過程中發生的能量轉化。教師應在教學中不斷引導學生構建化學模型，使學生形成慣性思維。這樣，當學生遇到“化學反應與能量轉化”的相關問題時，就會自然而然地構建化學模型，并逐漸形成從“模型認知”方面展開對化學知識的學習與探究的習慣，最終提高學生的“模型認知”能力。

三、結語

綜上所述，在高中化學教學中，教師應該轉變傳統的授課思路，不僅要加深學生對化學知識的理解，而且要培養學生的化學核心素養，全面提升學生的學習能力。其中，在高中化學核心素養中，“模型認知”是一種比較重要的化學核心素養，也是學生學習化學知識的起點。所以，教師要在化學教學中融入“模型認知”核心素養培養理念，幫助學生構建相關的化學知識模型，使學生可以運用化學知識模型來深入探討化學知識的本質規律。

參考文獻：

[1]李靈敏.基于模型認知與建構的高中化學教學策略[J].化學教與學，2020（01）.

[2]徐穎，孫吉鳳.素養進階：高中化學“模型認知”教學實踐[J].中學化學教學參考，2019（02）.

[3]陳騰杰.基于“模型認知”的高中化學教學策略研究[J].數理化解題研究，2018（15）.

[4]李艷彬.淺論認知模型在高中化學教學中的應用[J].中學化學教學參考，2016（14）.

[5]羅嬌.基于模型認知的高中化學微課設計與制作研究[D].湖南師范大學，2019.