基于“模型認(rèn)知”的高中化學(xué)教學(xué)研究

陳蘭芳

摘 要：“模型認(rèn)知”是高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的主要組成部分。基于“模型認(rèn)知”的高中化學(xué)教學(xué)活動是提升教學(xué)質(zhì)量與水平的內(nèi)在需要，是響應(yīng)新一輪課程改革的具體體現(xiàn)，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛力的重要舉措。教學(xué)實踐中應(yīng)遵循趣味性原則、參與性原則、鼓勵性原則和優(yōu)化性原則。注重信息技術(shù)的應(yīng)用、開展模型制作活動、創(chuàng)設(shè)模型應(yīng)用情境、重視互動與交流，使學(xué)生牢固掌握相關(guān)化學(xué)知識的同時，“模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)也得到有效的鍛煉與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：模型認(rèn)知;高中化學(xué);教學(xué)研究

模型是對相關(guān)問題以及過程的抽象性概括，在指引人們更好地解決實際問題中發(fā)揮著極其重要的指導(dǎo)作用[1]。高中化學(xué)涵蓋很多的模型，如氧化還原反應(yīng)模型、電化學(xué)模型、化學(xué)平衡模型等，這些模型不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要知識點，也是高考的熱門考點。教學(xué)實踐中不能僅僅滿足學(xué)生掌握相關(guān)的理論知識，更應(yīng)注重提升其模型的認(rèn)知能力，使其能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì)，能夠靈活、正確地應(yīng)用相關(guān)化學(xué)模型解決問題。教師在做好日常教學(xué)活動的總結(jié)與反思的同時，應(yīng)多與其他教師溝通交流，借鑒他人的教學(xué)思路，做好自身教學(xué)細(xì)節(jié)上的優(yōu)化與調(diào)整，使學(xué)生能夠準(zhǔn)確地把握模型，理解模型，靈活應(yīng)用模型。

一、基于“模型認(rèn)知”的高中化學(xué)教學(xué)活動的意義

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將模型認(rèn)知素養(yǎng)納入核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，同時劃分了模型認(rèn)知素養(yǎng)的不同水平，給高中化學(xué)教學(xué)活動指明了方向，提出了要求。那么模型認(rèn)知下高中化學(xué)教學(xué)活動究竟有哪些現(xiàn)實的意義呢？

其一，是提升教學(xué)質(zhì)量與水平的內(nèi)在需要。眾所周知，高中化學(xué)知識點多而零碎，基于不同的知識點能夠拓展出各種各樣的問題情境，如何提升教學(xué)質(zhì)量與水平深受廣大教育工作者的關(guān)注。模型認(rèn)知下開展教學(xué)活動能給學(xué)生帶來良好啟發(fā)，使其自覺、主動地關(guān)注與學(xué)習(xí)相關(guān)模型，依托具體模型將零碎知識串聯(lián)起來，幫助其構(gòu)建系統(tǒng)知識體系的同時，實現(xiàn)對所學(xué)知識清晰、深層次理解。其二，是響應(yīng)新一輪課程改革的具體體現(xiàn)。當(dāng)前新一輪課程改革穩(wěn)步推進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)成為貫徹新一輪課程改革的具體要求[2]。模型認(rèn)知是高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要構(gòu)成部分，模型認(rèn)知下積極開展高中化學(xué)教學(xué)活動是新一輪課程改革的具體響應(yīng)，對提升高中階段的教育水平具有重要的促進(jìn)價值。其三，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛力的重要舉措。學(xué)生是學(xué)習(xí)活動的主體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，有助于整個教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)的達(dá)成[3]。模型認(rèn)知下開展教學(xué)活動靈活運用相關(guān)的實物模型、計算機軟件以及實踐活動引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識與學(xué)習(xí)相關(guān)化學(xué)模型，可有效降低學(xué)生的學(xué)習(xí)枯燥感，增強其學(xué)習(xí)體驗，激發(fā)其學(xué)習(xí)潛力。

二、基于“模型認(rèn)知”的高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)遵循的原則

高中化學(xué)教學(xué)活動是一項系統(tǒng)性工作，需要做好充分考慮與規(guī)劃，尤其應(yīng)注重遵循相關(guān)的原則，避免在教學(xué)實施過程中走彎路。實踐表明，模型認(rèn)知下的教學(xué)，應(yīng)遵循以下原則：

（一）趣味性原則

在高中化學(xué)教學(xué)中融入趣味性元素，不僅能很好地吸引學(xué)生的注意力，還能有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，使其能夠自覺主動地克服學(xué)習(xí)過程中遇到的各種困難，因此實踐中應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，結(jié)合以往授課經(jīng)驗靈活運用多種方法與手段，激發(fā)化學(xué)課堂活力，使學(xué)生在愉悅的氛圍中完成相關(guān)模型的學(xué)習(xí)。

（二）參與性原則

實踐表明讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)過程中更能給其留下深刻印象，獲得預(yù)期的教學(xué)效果，因此，模型認(rèn)知下開展教學(xué)活動時應(yīng)注重結(jié)合學(xué)生的已有知識儲備以及相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生參與到模型認(rèn)知的學(xué)習(xí)及構(gòu)建過程中，把握模型相關(guān)細(xì)節(jié)與適用條件，提高其應(yīng)用的正確性。

（三）鼓勵性原則

學(xué)習(xí)過程中學(xué)生難免會遇到一些問題。為增強其學(xué)習(xí)的自信心，應(yīng)注重在教學(xué)活動中根據(jù)學(xué)生的具體表現(xiàn)給予針對性的鼓勵與表揚，使其體會到學(xué)習(xí)的樂趣。

（四）優(yōu)化性原則

優(yōu)化性原則主要包括兩個方面：一方面是指在教學(xué)的過程中，引導(dǎo)學(xué)生對構(gòu)建的模型進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)與分析，通過在習(xí)題中的具體應(yīng)用做好模型細(xì)節(jié)上的優(yōu)化與調(diào)整;另一方面是指在教學(xué)過程中，應(yīng)結(jié)合教學(xué)效果及時對相關(guān)的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，以便發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中存在的不足，確保教學(xué)目標(biāo)順利達(dá)成。

三、基于“模型認(rèn)知”的高中化學(xué)教學(xué)實施策略

在高中化學(xué)教學(xué)活動中，教師既要做好相關(guān)教學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)與實踐，又要多進(jìn)行總結(jié)與反思，尋找一套適合學(xué)生學(xué)習(xí)實際的有效策略[4]。結(jié)合高中化學(xué)學(xué)科特點，在高中化學(xué)教學(xué)活動中應(yīng)注重以下策略的應(yīng)用：

（一）注重應(yīng)用信息技術(shù)

高中化學(xué)中的模型常常涉及微觀層面的內(nèi)容，而直接觀察微觀世界的難度較大[5]。為幫助學(xué)生更好地構(gòu)建相關(guān)模型，開展教學(xué)活動應(yīng)充分認(rèn)識到信息技術(shù)的優(yōu)點，借助信息技術(shù)增加教學(xué)趣味性的同時，使學(xué)生更好地認(rèn)識與理解相關(guān)模型。一方面，結(jié)合要講解的化學(xué)模型，制作相關(guān)的多媒體課件。在多媒體課件中放大化地呈現(xiàn)相關(guān)物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或者化學(xué)反應(yīng)的微觀過程，在學(xué)生的頭腦中留下深刻印象，使其更好地理解化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)反應(yīng)。另一方面，當(dāng)前教學(xué)領(lǐng)域有很多優(yōu)秀的軟件能夠宏觀地呈現(xiàn)相關(guān)化學(xué)模型，教學(xué)實踐中應(yīng)注重相關(guān)化學(xué)軟件的應(yīng)用，邊為學(xué)生講解相關(guān)模型邊操作化學(xué)軟件，搭建相關(guān)化學(xué)模型。如此化抽象為直觀，可給學(xué)生帶來良好的學(xué)習(xí)體驗，使其更加深入地認(rèn)識與理解，牢固掌握相關(guān)化學(xué)模型。

例如，氧化還原反應(yīng)模型是高中化學(xué)的重點模型，貫穿整個高中化學(xué)。實踐中為使學(xué)生更好地認(rèn)識該模型，可制作相關(guān)的多媒體動畫。課堂上圍繞具體的氧化還原反應(yīng)，直觀地展示化學(xué)反應(yīng)中哪些物質(zhì)失去電子，哪些物質(zhì)得到電子，這樣不僅能夠使學(xué)生更好地理解氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的概念，還能夠更好地認(rèn)識氧化還原反應(yīng)模型的本質(zhì)。同時，結(jié)合對相關(guān)物質(zhì)反應(yīng)前后化合價的變化，幫助學(xué)生構(gòu)建微觀與宏觀之間的關(guān)系。實踐發(fā)現(xiàn)多媒體動畫很好地吸引了學(xué)生的注意力，降低了學(xué)生的認(rèn)識與學(xué)習(xí)難度，大多數(shù)學(xué)生能夠當(dāng)堂掌握這一模型。不僅如此，授課中還應(yīng)圍繞多媒體課件設(shè)計問題，要求學(xué)生思考，激活高中化學(xué)課堂，營造活潑課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生有深度地思考、理解模型。原電池與電解池是高中化學(xué)兩個非常重要的模型，兩個模型之間有著密切聯(lián)系，很多學(xué)生很容易搞混淆。高中化學(xué)部分習(xí)題會同時考查兩個模型，對學(xué)生模型認(rèn)知能力具有一定要求[6]。為使學(xué)生更好地掌握兩個模型之間的區(qū)別與聯(lián)系，設(shè)計如下問題讓學(xué)生思考，幫助學(xué)生更好地構(gòu)建兩個模型：如何判斷原電池與電解池的電極以及名稱？如何分析原電池與電解池兩電極物質(zhì)的放電順序？原電池與電解池中的電子移動方向有怎樣的規(guī)律？電解液中離子移動方向又是怎樣的？教師根據(jù)學(xué)生回答問題的情況，有針對性地進(jìn)行指導(dǎo)，再使用多媒體動畫展示原電池、電解池的區(qū)別，師生共同構(gòu)建模型，這樣學(xué)生就能更好地深化對兩個模型的認(rèn)識。

（二）開展模型制作活動

在高中化學(xué)教學(xué)活動中，為使學(xué)生參與到模型的構(gòu)建中，避免其走進(jìn)模型認(rèn)識的誤區(qū)，正確應(yīng)用模型解釋相關(guān)化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象解決相關(guān)問題，應(yīng)結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，積極組織學(xué)生開展模型制作活動。一方面，與學(xué)生一起回顧所學(xué)的化學(xué)模型理論知識，做好理論知識的總結(jié)，尤其注重區(qū)分不同化學(xué)模型之間的區(qū)別與聯(lián)系，為實物模型的制作奠定堅實基礎(chǔ)。另一方面，為提高學(xué)生制作化學(xué)模型的成功率，激發(fā)學(xué)生動手的積極性，應(yīng)結(jié)合模型的難易程度將學(xué)生劃分成若干小組，使其以小組為單位，互幫互助，共同克服模型制作過程中的問題。同時，可要求不同小組之間開展比賽活動，比一比看哪個小組能在最短的時間內(nèi)正確地制作出相關(guān)的實物模型，并在課堂上提出表揚。如此開展教學(xué)活動，既能營造寬松活潑的課堂氛圍，又能很好地鍛煉學(xué)生的合作意識與能力，深化對化學(xué)模型的認(rèn)知[7]。

例如，為使學(xué)生更好地認(rèn)識分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)，掌握常見物質(zhì)化學(xué)鍵類型、化學(xué)鍵規(guī)律，課堂上可使用思維導(dǎo)圖與學(xué)生一起做好該部分內(nèi)容知識的總結(jié)。在此基礎(chǔ)上為學(xué)生布置相關(guān)物質(zhì)模型制作的任務(wù)。要求學(xué)生使用乒乓球、木棍在規(guī)定的時間內(nèi)制作相關(guān)實物模型。同時，認(rèn)真觀察每一個小組制作的實物模型，做好制作模型的點評，使學(xué)生能夠認(rèn)識并及時糾正實物模型中存在的問題。如此可使學(xué)生更加清晰地認(rèn)識不同物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵類型、化學(xué)鍵之間的角度關(guān)系等，使其認(rèn)識到物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)以及內(nèi)部構(gòu)成、化學(xué)鍵之間有著密切聯(lián)系。

（三）創(chuàng)設(shè)模型應(yīng)用情境

在高中化學(xué)教學(xué)活動中，待學(xué)生掌握化學(xué)模型后，為使其積累應(yīng)用模型解決問題的經(jīng)驗，把握相關(guān)的應(yīng)用技巧以及應(yīng)用細(xì)節(jié)，應(yīng)注重為學(xué)生及時創(chuàng)建模型應(yīng)用情境，組織學(xué)生開展相關(guān)訓(xùn)練活動。一方面，注重對學(xué)生模型基礎(chǔ)知識的考查。學(xué)生對模型基礎(chǔ)知識理解不透徹，那么在解題的過程中很容易出錯，因此，創(chuàng)設(shè)模型應(yīng)用情境時應(yīng)注重從學(xué)生容易混淆、理解不深入的知識點切入，可以提高學(xué)生對模型的理解的同時，又能幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的自信心。另一方面，注重訓(xùn)練習(xí)題的拓展。創(chuàng)設(shè)模型應(yīng)用情境時應(yīng)注重適當(dāng)增加問題難度，針對性地拓展問題，使學(xué)生積累綜合分析問題的經(jīng)驗，對化學(xué)模型的認(rèn)識提升到一個新高度。

例如，化學(xué)平衡模型是高中化學(xué)的重點、難點模型。該模型涉及很多的基礎(chǔ)知識，完成該模型的構(gòu)建后可圍繞具體的化學(xué)反應(yīng)，通過改變化學(xué)反應(yīng)的外部條件要求學(xué)生分析平衡移動的方向，相關(guān)物質(zhì)在反應(yīng)后的體積分?jǐn)?shù)變化情況等。為進(jìn)一步深化學(xué)生對化學(xué)平衡模型的認(rèn)識可對訓(xùn)練問題做進(jìn)一步延伸，創(chuàng)建等效平衡相關(guān)的問題情境，要求學(xué)生分析作答，使其搞清楚等效平衡模型的類型以及應(yīng)用注意事項，遇到相關(guān)問題能夠迅速找到正確解題思路。

（四）重視互動與交流

在高中化學(xué)教學(xué)活動中，為達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)應(yīng)注重構(gòu)建和諧的師生關(guān)系，尤其多與學(xué)生互動，了解其對相關(guān)模型的認(rèn)識程度，并給予學(xué)生針對性指導(dǎo)，使其更加全面清晰地認(rèn)識相關(guān)化學(xué)模型[8]。構(gòu)建相關(guān)化學(xué)模型時注重設(shè)計相關(guān)問題，要求學(xué)生認(rèn)真思考、回答，激活高中化學(xué)課堂的同時引導(dǎo)其參與到模型構(gòu)建中，能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì)，自覺地糾正對相關(guān)化學(xué)模型的錯誤認(rèn)識。為更好地了解學(xué)生是否正確理解和熟練掌握相關(guān)模型，教師應(yīng)注重與學(xué)生進(jìn)行溝通交流，總結(jié)學(xué)生在認(rèn)識與理解上存在哪些問題，在課堂上進(jìn)行針對性的講解。同時，通過與學(xué)生積極互動，為學(xué)生總結(jié)化學(xué)模型的技巧與規(guī)律，提高其運用模型解題的效率。另外，高中化學(xué)模型較多，部分模型較為抽象，不易理解與掌握。為幫助其克服學(xué)習(xí)中的困難，使其更好地掌握相關(guān)化學(xué)模型，增強對化學(xué)模型的認(rèn)知，模型認(rèn)知下高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)注重為其提供總結(jié)交流機會，使其養(yǎng)成多總結(jié)、多交流的良好習(xí)慣。一方面，結(jié)合化學(xué)模型難易程度在課堂上專門預(yù)留一定的空白時間，要求學(xué)生理解總結(jié)相關(guān)模型，避免出現(xiàn)知識漏洞。另一方面，為確保學(xué)生在解題中能夠有效地運用模型，應(yīng)注重鼓勵學(xué)生多進(jìn)行學(xué)習(xí)上的交流，共同探討模型應(yīng)用過程中遇到的各種問題，相互學(xué)習(xí)解題的經(jīng)驗與技巧。

例如，完成有機物共面、共線模型構(gòu)建后，課堂上給學(xué)生預(yù)留總結(jié)時間，要求學(xué)生及時總結(jié)常見的有機物中哪些原子是共面的，哪些原子是共線的，明確判斷原子共面與共線的依據(jù)。同時，要求學(xué)生結(jié)合在日常訓(xùn)練中的出錯題目，積極開展交流活動，通過與其他學(xué)生溝通交流，分析應(yīng)用模型解題時的不足，尤其多學(xué)習(xí)他人的解題方法，降低解題的錯誤率，提高應(yīng)用化學(xué)模型解題的靈活性。

結(jié)束語

在高中化學(xué)教學(xué)實踐中，通過對相關(guān)理論知識的學(xué)習(xí)，教師應(yīng)明確模型認(rèn)知對高中化學(xué)教學(xué)活動的重要作用，把握相關(guān)的教學(xué)原則，尤其應(yīng)注重多總結(jié)與學(xué)習(xí)相關(guān)教學(xué)策略。基于教學(xué)實踐做好細(xì)節(jié)上的優(yōu)化，有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，加深學(xué)生對化學(xué)模型的認(rèn)識，能夠為學(xué)生靈活解決化學(xué)問題打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡紅杏，祁寧寧.科學(xué)模型及模型認(rèn)知素養(yǎng)發(fā)展策略[J].當(dāng)代教育與文化，2021，13（6）：42-47.

[2]常靖偉，陸國志.證據(jù)推理與模型認(rèn)識素養(yǎng)在高中化學(xué)教學(xué)中的有效落實[J].山東化工，2021，50（1）：211-212，214.

[3]劉雯.氧化還原認(rèn)知模型在氯及其化合物復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用[J].廣州化工，2020，48（22）：173-174，177.

[4]吳星，呂琳，景崤壁.化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中“模型認(rèn)知”的解讀[J].化學(xué)教學(xué)，2020（6）：3-8.

[5]陳進(jìn)前.理解“模型認(rèn)知”素養(yǎng)的不同視角[J].課程·教材·教法，2020，40（4）：108-113.

[6]周業(yè)虹.高中化學(xué)模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)與測評[J].中國考試，2019（5）：50-56.

[7]單旭峰.對“模型認(rèn)知”學(xué)科核心素養(yǎng)的認(rèn)識與思考[J].化學(xué)教學(xué)，2019（3）：8-12.

[8]李鵬鴿，龔文慧，秦蕊，等.模型認(rèn)知素養(yǎng)及其在化學(xué)概念教學(xué)中的落實[J].教學(xué)與管理，2018（4）：64-66.