高中化学教学中开展模型教学刍议

潘晓转

摘要：模型作为一种科学方法，在化学教学和化学科研中发挥了极其重要的作用。模型应用在高中化学教学中，模型的直观性有利于教师教授知识，也有利于学生学习化学。本文从理论与实践两相结合入手，对高中化学开展模型教学进行研究，以期在实践模型教学中提高学生学习化学的兴趣和能力。

关键词：高中化学；模型教学；实践研究

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）02-0083-01

一、模型概述

为了便于揭示化学反应原理以及规律，化学教学中引入了模型教学。模型教学是在想象、类比的基础上，建立一个适当的模型来反映和代替客观对象，并通过对这个模型的研究来解释客观对象的形态、特征以及本质。模型的原型就是被反映和代替的对象。模型也是对具体事物、问题的简化和特征化。在本文中大致将模型分为物理模型、概念模型和数学模型。

二、模型教学理论依据

（一）教学直观。模型教学通过适当的模型选择向学生直观展示化学知识、化学原理，能有效提高学习的效率。模型教学是一种非常直观的教学方式。在直观教学中，模型教学通过标本、符号、实物模型等作为载体，传递教学信息，达到让学生更好理解化学的目的。化学是一门以实验为基础的科学，有些化学原理单靠教材的文字、图片来阐述对学生来说太平面了，往往很难更好的理解。因此模型教学的直观有效的缩短了学生书本与教材之间的距离，让学生吃透教材。

（二）课程新改革下的学生为主体教学模式。在教学新改革的前提下，化学教学也应该在原有优秀的教学体系的基础上，不断引进新的教学模式。教学应该以学生为主体，教师要改变以往的教学观念，完成从知识传教者到获取知识参与者的转变。模型教学的添加，让学生在学习化学的过程中不再是被动的吸收信息，而是通过对模型的仔细观察和分析，获取信息，并将信息转化为自己的知识，添加到自己的知识体系当中去。模型教学培养了学生学习化学的兴趣，同时在教师的引导下学生自主学习化学的能力得到提高。

（三）有利于学生构建知识系统。人一生中要学习和掌握的知识很多很多，在日常生活中听觉嗅觉视觉只要还正常进行就是一个不断接触新事物学习新事物的过程。对于这些大量的知识，人脑在储存的时候绝不是杂乱无章的。这里涉及到一个概念，图式理论。人脑中的知识单元、知识组块和知识系统就是图式，它是指围绕某一个主题组织起来的知识表征和贮存方式。人脑储存的知识非常系统化，而我们提到的模型教学中的概念模型，它就是通过绘制概念图将概念之间的联系形象化、具体化、系统化以及图形可视化。这种模型有利于学生构建知识系统，对知识系统记忆不仅能提高学生记忆的效率，在一定程度上也是对知识的一种整理，有利于在现有知识体系上，不断添加新的知识并且避免知识混淆。

三、开展模型教学策略

（一）对物理模型的应用。所谓物理模型是根据事物的特征，用图画或者实物模拟出的模型。我们见过的著名的DNA双螺旋结构就是根据DNA的结构特性构建出来的物理实物模型。物理模型在化学教学中的应用在很早之前就已经产生，在高中化学中，比较常见的有原子结构模型、有机化合物分子的球棍模型。在化学教学中，教师可以要求学生自己动手搭建物理模型，用木棍、纸张、橡皮泥或者面团作为制作材料，不需要十分精细或者精美。这样的教学方式不仅有利于学生掌握化学知识，同时也培养了学生的动手能力，增加了学生的创造力。

以甲烷为例，教师改良传统的物理模型教学，加强在化学教学中模型教学的开展活动。甲烷是高中化学中结构最简单的有机物，但是学生对于学习有机化学还是比较陌生，对有机化合物中旧键断裂新键产生这部分知识不能很好的理解。因此教师可以准备甲烷的球棍模型，探究甲烷的空间结构，深刻理解为什么甲烷的结构是正四面体的立体构型，并引导学生思考碳氢原子以1：4组成分子是否有可能还会有哪些别的构型。物理模型教学的应用使学生更直观地认识化学物质以及化学原理，有利于学生更好地掌握化学知识。

（二）对概念模型的应用。概念模型主要是运用文字符号等图的形式对事物的内在规律和原理进行阐述和解说。概念图将概念之间的联系形象化、具体化、系统化以及图形可视化。概念模型相对来说较为直观，清楚地揭示了事物的主要特征和本质，形象表达了实物的具体内涵，通俗易懂。在化学教学中使用概念图，将最基础最典型的化学知识、化学问题和研究方法介绍给学生，学生通过思考，掌握探索化学问题的方法，提高解决实际问题的能力。

概念图可以运用在复习课上。化学虽然是一门以实验为基础的学科。但是化学中涉及的化学规律、反应原理等，都是需要学生不断进行记忆和巩固的。因此通过概念模型可以帮助学生巩固深化已经学习过的知识。首先根据教学大纲确定复习内容，学生自主理顺知识脉络，通过习题练习提升化学能力。在学生自主理顺知识脉络时，概念图成为学生自主学习的有力工具。学生通过画概念图发现知识间的关系，建立属于学生自己的知识体系，完善知识结构，提高对化学的掌握度。

（三）对数字模型的应用。高中化学的数学模型大致可以分为数式模型和图形模型两种：例如函数式、方程式、不等式等用数学式子表达的属于数式模型；而逻辑结构图、流程图、鼠标图等属于图形模型。数学模型通过对符号、式子以及图形来对实际课本中抽象的实物进行模拟转变成为简洁的数式模型或者图形模型，以此来解释某些客观现象，并在一定程度上预测未来的发展规律。学生在解答晶胞计算一般就会借助图形模型。由此可以看出它的建立需要学生对问题深入细致的观察和探析，并且需要灵活巧妙地利用各种数学知识。

化学反应中的放热反应和吸热反应，是教学大纲要求学生必修的化学知识。数学模型的应用帮助学生从微观角度对化学反应中能量的变化作出分析。断开化学键以及生成新的化学键这整个过程中的放能和吸能关系，通过数学模型，列出不等式，得出结论。从而使得学生熟练掌握热效应、燃烧热、中和热、焓变等化学概念。

四、结论

总而言之，在新改革的要求下，化学模型教学大致可以发展为物理模型、概念模型、数学模型三大类。不论是哪种模型教学，模型在化学这门实验科学中发挥了巨大的作用，希望本文能对推动化学模型教学、促进化学模型建构教学起到一定的作用。

参考文献：

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[3]王祖浩，王磊. 化学课程标准（实验）解读[M].武汉：湖北教育出版社.2011：90-99.