基于核心素養的化學教學模型建構策略

尹萍

【關鍵詞】核心素養 ?高中化學 ?模型建構

【中圖分類號】G633.8 ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2022）05-0106-03

新課程標準提出了化學學科的五大核心素養，在這一背景之下，讓學生掌握教材上的基礎內容已經不足以滿足學生的學習需求，只有培養出良好的核心素養，才能夠幫助學生在考試的時候取得更加優異的成績，在日后的學習過程中，展現出更強的學習和理解能力。五大核心素養中，模型建構是化學學科里非常關鍵的素養之一。接下來，筆者根據本人在實際過程中積累的經驗，與大家分享如何構建化學模型，提升課堂教學質量。

一、化學模型建構過程中的問題探究

當前的教育教學工作開展過程中，很多化學教師喜歡運用模型展開教學，但是模型作為對問題本質特征的簡化和展示，在實際的化學課堂上發揮的作用是參差不齊的。有些時候，教師運用化學模型，可以提高課堂教學的整體質量，根據模型展開教學，有利于提升學生的學習積極性。但有些時候，教師運用化學模型開展課堂教學，反而會把簡單的問題復雜化，不利于提高教學的質量?？傮w來講，當前化學模型建構過程中主要暴露出了以下幾種問題。

（一）模型濫用導致教學效率降低

客觀來看，化學模型作為學生認識化學知識，解決化學問題的輔助工具，有利于通過抽象、概括等多種科學方法，利用研究對象的關鍵因素與本質特征，建構出具有實際意義的化學形象，提高化學課堂的教學效率[1]。也正因如此，化學模型受到很多高中化學教師的青睞，教師們都比較喜歡在課堂上引入模型，帶領學生分析模型上的化學知識。然而，長期的教育教學工作開展過程中，教師群體也暴露出了很多問題，引用化學模型的時候，教師往往沒有節制地在課堂上加入復雜的化學模型。即便是非常簡單的知識，教師也喜歡用模型展開教學，這就導致學生的學習興趣逐漸降低，對化學模型的敏感度也越來越弱。假如每一節課教師都運用化學模型開展教學工作，很快學生就會對這種特殊的教育產生抵抗力，不僅無法培養學生的化學學習興趣，反而會影響整體的化學教學效率。

（二）興趣低下導致模型教學失靈

比化學模型濫用更讓教師群體感到頭疼的問題是學生的學習興趣低下。高中階段的化學知識和初中階段的化學知識之間存在很大的差異，初中后半段，學生剛剛開始接觸化學知識，很多學生都被這樣一門奇妙的課程所感染。很多學生一邊學習化學知識，一邊在學習的過程中感受化學帶來的種種效能感，與化學學科結下了不解之緣。然而，進入高中階段，學生學習的化學知識難度逐漸增加，抽象程度也在逐步加深，很多學生失去了對化學學科的興趣。在這樣的背景之下引入化學模型，學生也難以重燃對化學學科的熱情。從這樣一種問題中，我們也能看出化學模型只是輔助化學教學的一種道具，而不是保證教學效果的利器，至于如何解決這類問題，仍然需要教師在實踐中探索方法。

（三）過度講解導致學生缺乏思考

化學模型引入化學課堂還會帶來的一個潛在問題，就是化學模型本身是非常直觀的，有時候一個模型引入課堂，教師不需要講解，個別基礎較好的學生就已經明白了本節課的重點和難點，甚至可以站到講臺上當小老師，給大家講一下這部分知識的邏輯[2]。不過這種情況只會出現在那些在化學學習方面頗有天分的學生身上，大部分的學生仍然需要教師深刻講解，但是當教師拿著模型逐一講解化學教材上的知識點時，相應地也會制造一個比較棘手的問題，模型講解相當直觀，教師在口述的時候已經把知識點和背后的邏輯全部都講清楚了。但此時，學生就陷入被動的狀態之中，采用這樣的教學方法，如果學的是比較簡單的知識，那么，學生就不需要深入思考，被動聽講就能夠聽懂。這種情況顯然不利于激發學生的化學思考，也無法培養良好的核心素養。

（四）模型單一導致課堂教學低質

模型的分類方法本身是非常多的，高中階段教師常用的就是實物模型和符號模型，一般情況下，學校的化學實驗室里會提前準備好很多化學模型，講解比較復雜抽象的知識時，教師通常會去實驗室借一個實物模型，帶到化學課上。既有利于吸引學生的目光，又能夠提升化學教學的整體效果。所謂的符號模型，就是通過板書對物質組成和結構的表達進行講解。長期講解化學知識，每節課都采用同一種化學模型，會讓學生逐漸認為，化學課就只有這兩種模型，慢慢地學生會越來越難以提起對化學學科的興趣，開展課堂教學的難度也會有所增加。

二、高中化學教學模型建構策略

圍繞化學模型展開教學，是化學課堂上教師常用的教學方法之一，過去，教師能夠引入的教學資源有限，教學方法也相對單一。很多化學模型也是被固化了的。然而，在當前的教育教學背景之下，科學技術更加發達，無論是從培養學生學習興趣的角度來看，還是從提高課堂教學效果的角度來看，化學模型引入課堂都有了更多的選擇，能夠幫助學生解決更多化學實際問題，全面培養化學思維。

（一）做題總結經驗，保證教學質量

對于高中階段的學生來講，在講解化學知識的過程中，引入化學模型的確有利于提高教學的整體效率，保證學生能夠理解化學知識，但是也正如前文所說，這背后存在一個難以解決的問題，教師在課堂上講解了大量的知識，學生個人缺乏思考，這也不能算高質量的化學教學。新課改的背景下，強調培養學生的核心素養，為了實現更加高階的化學教學，教師可以將常規的教學內容與化學模型結合起來，尤其是講解化學問題的時候，教師可以嘗試著從試題中總結經驗，構建化學模型[3]。例如在講解“工藝流程問題”時，教師可以根據學生做題的流程以及出題人的命題規律，帶領學生自己總結這類問題的模型。不出意外的情況之下，工藝流程問題相對來講比較簡單，高中生解決一個這樣的問題，只需要經歷幾個步驟，先將工藝流程中所需的原料進行簡單處理。接下來，題目會涉及核心反應和提純分離，最后對應到目標產品上面，如果題目本身具有一定的難度，可能還會要求學生細化每個過程，讓學生從不同的視角分析工藝流程問題。筆者分析的這些內容本身可以被稱作一種化學模型，只不過這種模型不是用來引導學生理解更多化學知識，而是用來幫助學生分析工藝流程問題。值得一提的是，在這里，教師將化學模型從單一的圖片模型進行了整合和豐富。實際上，所謂的模型也就是幫助學生更好地了解知識的一種工具，化學課堂上，除了引入實物和圖片模型引導學生直觀理解知識，還可以引入公式類的模型，或者說公式本身就是一種模型。當學生在做題的過程中能夠總結一定經驗，并且形成通解之后，這種通解就可以算作一種簡單的小模型，有利于培養學生的解題思維，形成更加完善的化學素養，也能夠在較短的時間之內幫助學生快速解決問題，培養做題能力。

（二）豐富化學模型，創新教學方法

受到教學條件和教學思路的限制，教師在課堂上引入的化學模型可能是比較有限的，城市地區的化學教師擁有更好的教學配置，想要開展實物模型教學，隨時可以去實驗室里借器材，但很多偏遠地區的化學教師可能不具備這樣便捷的條件。當開展化學模型教學的條件不夠充分的時候，完善教育教學工作就成為了一件非常有難度的事情。在這樣的背景下，教師應該積極探索更多具有創新色彩的教學方法，豐富化學模型。例如：實物模型只是按照一定比例設計出來的模型道具，一般情況下，化學實驗室中的模型都是用常見的樹脂或塑料材料制作。但用這種模型開展教學工作，也有很多限制因素，比如實驗室中一般只會準備原子晶體，比例模型、球棍模型等基礎的模型，很少有學校配備教學過程中出現的罕見的模型。所以符號模型就成為了教師群體最常用的化學模型之一。除了這兩種基礎的化學模型，教師還可以建構概念模型，所謂的概念模型，就是用文字或符號等組成對事物規律和形成機理進行簡單的闡述和描述，一般情況下講解比較權威的知識時，教師習慣運用概念模型，常見的概念模型包括范德華力、化學反應速率等等?；瘜W教材上也包含一系列的理論模型，比如蓋斯定律模型，價層電子對互斥模型等等。數學模型也是化學教學工作開展過程中常用的模型之一，用一種定性或定量的形式把化學知識描述出來。有利于直觀表達我們平時運用的化學平衡計算模型，化學平衡常數其實就是一種數學模型。新媒體時代的來臨，讓化學課上也擁有了更多新穎的選擇，直接借助多媒體演示模型，有利于提升學生的學習興趣，培養學生直觀想象的核心素養。

（三）關注學生思考，鼓勵自主構建

模型認知是高中化學核心素養的重要組成部分，是一種科學的認知方式[4]。隨著新課改各項工作的推進，當前的教育教學工作開始向著更加開放的方向發展，越來越多的教師意識到了學生主動性對課堂教學質量產生的重大影響。當前，高中階段化學知識由于其本身的難度，導致大批量的學生對化學學科不感興趣，不愿意學習化學。在這樣的背景下，如果教師繼續進行侵略式的主動教學，并不利于開發學生的化學思維，所以關注學生的思考，讓學生自主構建化學模型，或許也是一種不錯的選擇。例如在教學“化學反應原理”這部分內容的時候，教師可以提前給學生準備和化學反應原理相關的一系列問題，引導學生根據做題經驗，總結出相關問題的模型。以小組為單位，大家共同做題，一般情況下，教師只需要準備20道左右的常規題目，學生解到第五題的時候就會摸索到一些規律。解到第十題的時候，成績處在普通程度的學生也能夠總結出一部分經驗，比如將均攤法運用在晶體計算之中，這類題目如果出現在考試試卷上，學生現場進行分析，一定會浪費掉很多時間，通過大量的做題，學生可以自己總結模型。處于頂點的例子，同時為八個晶胞共有，處于棱上的例子，同時為四個晶胞共有。將類似的解題規律總結成模型，考試的時候遇到類似的題目就可以直接引用，不需要考慮太多，有利于提升學生的做題效率，也有利于挖掘學生的化學思考，進而培養核心素養。

（四）調整微觀視角，注重宏觀教學

高中階段開展化學教學，教師常常是從小知識點入手，以小知識為切口講解背后更加龐大的知識體系中的一個小角，對于高中階段的學生來講，持續運用這樣的方法，難免會阻礙學生的化學視野快速擴充?？偸菍⒅匦募性诨瘜W課堂上，學生就很容易陷在題海里難以自拔，所以教師應該靈活調整微觀的教學視角，在接下來的教育教學過程中，把注意力轉移到宏觀教學上。例如：建構動畫演示模型就是一種常用的化學模型教學手段，隨著我國對教育事業的投入不斷加大，多媒體設備走向課堂，幾乎每一位教師都學會了更加先進的教學方式，直接在課堂上引入微課視頻，構建動畫演示模型，可以幫助學生快速了解化學知識。越是抽象的內容，越適合運用這樣的方式展開教學。比如，引導學生理解原電池和電解池兩種電池都有照片，但學生就是沒辦法區別二者，此時，最好的教學方法不是反復教學，而是用更加直觀的方式讓學生理解這部分知識。比如教師可以借助多媒體視頻構建動畫演示模型，讓學生在直觀想象中深刻認識這部分內容。構建動畫演示模型屬于微觀教學的范疇，但是從這種微觀視角出發，教師完全可以引入宏觀教學。如讓學生根據之前所學的電學方面的內容，認真分析電子的流向，威力發生的變化等等，教師直接用動畫演示這些內容，并且添加更多宏觀視角下的化學知識點，有利于培養學生的核心素養，輔助學生學習。

三、總結

人對事物的認知，常常是根據模型來進行的。有了認知模型，就能減少對新事物認知的時間和構建新模型的時間。建構有效的認知模型，可以極大地提高學習效率、學習質量和學習能力。總體來看，模型認知是化學核心素養的一個維度，對化學教學具有重要功能。教學中合理運用模型認知與建構的教學策略，不僅可以提高學生的化學學科邏輯能力與思維品質，還可以有效保障化學學科核心素養在課堂落地生根，開花結果。

參考文獻：

[1]王巍.模型認知思維在高中化學教學中的培養研究[J].成才之路，2020（23）：58-59.

[2]吳星，呂琳，景崤壁.化學學科核心素養中“模型認知”的解讀[J].化學教學，2020（6）：3-8.

[3]林曉明.基于證據推理和模型認知的中學化學教學[J].課程教育研究，2020（11）：152-153.

[4]林新敏.高中化學教學中“證據推理與模型認知”核心素質的培養[J].當代家庭教育，2019（28）：102.