用图形说话——科学课堂中培养学生“建模能力”的对策

张俊华

（浙江省义乌市江东中学）

用图形说话
——科学课堂中培养学生“建模能力”的对策

张俊华

（浙江省义乌市江东中学）

“建模能力”在众多的学科领域都是适用的，在初中科学学科学习中运用这种能力对提高学习能力同样效果显著。学生在实际的学习过程中，就可以运用这种模型去解决具体的学习问题，或是进行自主学习，变被动学习为主动学习。

“建模能力”；自主学习；主动学习

长期以来，在初中科学教学中存在着这样的问题：知识教条僵化，学生缺乏提出问题、分析问题、解决问题的能力。所以教师在平时的教学中，要既传授学科的基础知识，又教给学生科学的学习方法，培养学生自主学习的能力，从而提高学生学习能力。“建模能力”就是其中科学而高效的方法之一。

所谓“建模能力”，就是在占有大量知识资源和信息的基础上，通过对知识的深入分析，找到知识之间的内在联系，构建知识体系，通过反复归纳研究，形成规律性认识，建立起一种知识学习模型。学生在实际的学习过程中，就可以运用这种模型去解决具体的学习问题，或是进行自主学习，变被动学习为主动学习。

“建模能力”在众多的学科领域都是适用的，在初中科学学科的学习中运用这种方法同样效果显著。那么，“建模能力”是怎么使用的呢？教师要做什么？学生要他们做什么？怎么做？笔者认为，课堂教学过程设计的着眼点应在于让学生大多数参与进来。通常建模能力在学习和应用中的一般程序为：“信息→建模→解模→用模→新信息”。笔者就结合多年的教学具体事例，侧重通过图像模型在科学课堂教学中的应用，简要解析如下。

一、挖掘教材资源，巧妙建立模型

七年级的学生，由于刚刚接触比较抽象的概念，对物质三态，六个物态变化的过程名称及吸放热情况容易混淆。教材使用了比较直观的图形模型。我们称它为“金三角”。具体如下图所示：

建立模型：物质通常共有三种状态，即固态、液态和气态。三种状态之间有六种物态变化，分别是熔化和凝固、汽化和液化（凝结）、升华和凝华。其中吸热的有：熔化、汽化和升华；放热的有：凝固、凝结（液化）和凝华。学生对这六种物态变化过程以及吸放热情况非常容易混淆。笔者学生建立图形模型如下：物态变化过程中，凡是有“凝”字的都为放热变化，那么其他三种为吸热变化。模型中的双向箭头表示三种物质之间互相都可以转化。对七年级的学生来说，这个模型的建立，把抽象的概念转化成了具体的图形，大大降低了记忆上的难度，也提高了知识掌握的准确性。

在九年级上册，学生在短时间内迅速接触了酸、碱、盐的知识。对于这些内容的核心知识，在短时间内很容易混淆和遗忘，学生的知识掌握情况也不理想。那么，有没有类似的图形模型，来帮助学生理解和记忆呢？利用酸、碱、盐之间可以两两发生反应，我们建立了图像模型如下，并称之为暧昧“三角恋”。

建立模型：常见的酸、碱、盐互相之间都可以发生应，在一定的条件下可以相互发生转化。

例如，酸可以跟碱反应生成盐和水，也可以跟盐反应生成新的酸和新的盐。用化学方程式表示如下：

又如，碱可以跟酸反应生成盐和水，也可以跟盐反应生成新的碱和新的盐。用化学方程式表示如下：

NaOH+HCl=NaCl+H2O；2NaOH+CuCl2=Cu（OH）2↓+2NaCl

同样，当碱同时遇到酸和盐时，反应虽都能进行，但它们也是有顺序的。即碱先与酸反应，再与盐反应。例如，往H2SO4和CuSO4的混合溶液中滴加NaOH，开始没有明显现象，再有蓝色沉淀生成。具体原理用化学方程式表达如下：先H2SO4+2NaOH=Na2SO4+ 2H2O，后CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4。

综上所述，酸、碱和盐之间的暧昧“三角恋”是有一定隐含条件的，它比物质的三态变化模型稍微复杂。

二、利用错误资源，认真研究模型

在学生初步认识了图像模型的作用后，他们学会逐渐建立之间的模型。在这个过程中，难免会发生错误。这时，我们教师应该正确看待。我们完全可以利用错误资源，指导学生认真研究模型，并在此基础上建立属于之间的正确模型。

例如，在九年级上册的第三章，学生接触了温度、内能和热量三个概念之后，非常容易混淆。而且在应用过程中经常张冠李戴，对概念的内涵含糊不清。究其原因，是学生对基本概念以及概念之间的相同点和不同点没有明确。理清这三个概念的关系，重点解释这六句话。温度与热量的关系：（1）物体吸收新课标中对教学活动进行了重新的定义，教学过程应是师生共同参与、相互作用的一个过程。这就决定了课堂教学不应再以教师讲授为主，学生听课为辅。导学互动教学就是一种比较科学的新型教学模式，它吸收了很多先进的教学思想，并对多种成功的教学模式进行了有机整合，从而充分发挥了其在教学过程中的优势，大大提高了学生的综合素质水平。因此，应在初中数学教学中大力倡导使用这种教学方法。

［1］黄美健.初中数学“导学互动”教学模式的探究［J］.福建基础教育研究，2014（08）：26-27.

［2］赵晓旭.导学互动教学模式在初中数学中的应用研究［J］.中国校外教育：中旬刊，2014（10）：107.

［3］郎波.初中数学教学应用“导学互动”教学模式的分析［J］.速读：上旬，2015（01）：127-128.

·编辑 张珍珍