模型教学法在化学教学中的应用

徐少媛

【摘 要】本文论述概念模型、物理模型、数学模型在高中化学教学中的应用，以便更加直观形象地讲解化学知识，帮助学生理解和掌握化学知识，提高教学效率。

【关键词】高中化学 模型教学 教学效率

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）06B-0091-02

模型教学方法是起源于英国工业革命时期的一种教学方法，后经过美国等国家的不断改良才形成今天的模型教学法的完整体系。模型教学法在实际应用中主要是将抽象难懂的知识直观形象地表现出来，使学生更加直观形象地感受到化学知识，所以用模型教学法进行教学时既能帮助教师透彻地讲解知识内容，又能帮助学生完整透彻地理解和掌握知识，这也正是模型教学法在高中化学教学中得到有效运用的原因。下面就分别对概念模型、物理模型、数学模型在实际教学过程中的应用展开详细的论述。

一、建立概念模型，用图形解释规律

用文字表述出事物或者通过图示、文字等符号对抽象的事物规律进行表示就是概念模型，简而言之就是采用符号图示等简洁地表达出文字所表述的内容。在高中化学教学中采用概念模型最大的优点就是可以使学生在学习的过程中树立良好的学习信心。

如在教学必修1第二章《物质的分类》时，为了能够更好地引导学生对物质的分类进行理解和掌握，笔者在教学的过程中选用模型教学法中的概念模型法来对这部分知识进行讲解。这节课的知识内容是从物质的组成开始，然后通过纯净物、混合物引出所有的知识内容。虽然知识条理比较明晰，但是对于学生来讲，该部分知识内容繁多、结构复杂，对其进行完全理解记忆比较吃力，因此，笔者采用概念模型的方法来帮助学生对该部分的知识内容进行梳理。如图 1 所示，这样的概念模型图，学生就能比较容易地区分清楚游离态与化合态的关系，以及单质与化合物的关系，使学生能够理清物质中分子、原子、离子的关系，为化学的深层次学习打下坚实的基础。再者，用概念模型对高中化学概念进行教学时能比较有效地提升学生的学习兴趣，让学生觉得学习概念不再枯燥单调，从而有效地调动学生的学习兴趣。在实际教学中可以用到的概念模型是多样的，因此教师要结合具体的知识，在有了清晰的思路后经过知识简化，选取一种适合的概念模型。

图1

当然，概念模型不只适合概念教学使用，其他知识教学也同样适用，可以灵活变通，使模型教学方法更有效。

二、用物理模型，展示变化过程

物理模型是模型教学法中运用最广最早的一种方法，在教学中常用物理模型来表示化学中的物质结构，这是物理模型的一般运用，还有就是利用物理模型来解释化学原理或生产原理，比如用实验装置模拟工业生产原理便是物理模型中的一种形式。下面详细讲述物理模型的具体应用。

例如，在教学选修 5 第二章《脂肪烃》时，为了能让学生更好地理解烃类物质的结构变化，笔者让学生用手边的工具自行制作甲烷分子（CH4）的结构模型，以使学生对甲烷分子有一个空间概念，便以理解。学生用橡皮块来表示不同的原子，用火柴棍表示不同原子之间的共价键，这样的就制作出了简单的球棍模型，诸如此类的模型就是物理模型了。如果学生没有动手制作这样的物理模型，那么就不能很好地理解烃类物质的结构。否则，教师教得费力，学生学得吃力。使用模型教学法就能轻松地解决教学难点，提高学生学习的有效性。甲烷分子（CH4）是烃类物质中最为简单的一个分子，烃类物质中还有很多结构复杂的成员。学生通过利用物理模型来对甲烷分子（CH4）进行学习后，在接下来学习烃类的其他物质时就能采用同样或者类似的方法来进行学习，如学习乙烯（CH2=CH2）、乙炔（CH=CH）时可以使用物理模型来帮助学生理解和掌握这些特殊的烃类物质。学生通过观察甲烷到乙烯、乙炔的物理模型的变化过程，就更加容易地理解和掌握这些特殊的烃类物质，也就能更好地理解和掌握烃类物质的三大类型，即烷烃、烯烃、炔烃，从而掌握三类烃的共性，理解和掌握烃类物质的化学反应原理，理解烃类物质在化学反应中的化学键的变化规律，有效地提升学习效率。

物理模型通俗地讲就是借助实物模型对化学知识进行模拟，以帮助学生更好地理解和掌握抽象的化學知识，化解难点，减轻教学压力，提高教学效率，引导学生养成良好的学习习惯，有效提升学习效率。但要注意的是，在实际的教学中教师要有针对性地使用这种方法，才能取得好的教学效果，不可乱用。

三、用数学模型，梳理逻辑关系

高中化学有很强的逻辑性，在这一点上跟数学是相通的，因此，在化学教学中使用数学模型可以有效地帮助学生梳理清楚化学反应之间的数学逻辑关系。常见的数学模型有数图模型和数式模型，下面就这两种模型进行详细讲述。

（一）数图模型

数图模型主要是利用数学图形来表示事物。高中化学中的化学反应时间图、数图表、状态迁移图以及 pH 滴定变化等可以采用数图模型来辅助教学，帮助学生理清化学反应的物质变化等。

如在教学选修 4 第二章《化学平衡》时，为了帮助学生理解化学反应中物质及其能量的变化，就可采用数图模型的方法进行教学。这节课的主要内容是讲可逆化学反应的平衡问题，这个问题学生不太理解。比如可逆化学反应中的“CO+H2OCO2+H2”的反应速率，如果用纯文字来解释那么学生很难理解。如果用图 2 来辅助讲解，那么学生就容易理解得多。这个图能够直观地反映出可逆反应的整个过程：在可逆反应刚开始发生的时候，正反应速率很大，逆反应速率几乎为零，随着反应继续进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正逆反应的反应速率相等时，可逆反应就达到了平衡状态。这样用数图模型直观地展现反应的过程，学生就能比较容易地理解为什么可逆化学反应最终能保持平衡状态的原因。

图2

在高中化学教学中采用数图模型来辅助教学，能更好地帮助学生理解抽象的化学知识、规律，有效提升教学效率。

（二）数式模型

数式模型主要的表达形式有方程、方程组、不等式、不等式组、函数等，数式模型通过其特有的表达形式来揭示所要表达的事物之间的数学关系，在教学中用数式模型来辅助教学可以有效地锻炼学生的逻辑思维能力。

如在教学必修 2 第二章《化学反应与能量》时，就可采用数式模型的方法来进行教学。如教学化学能和熵时，为了能够让学生清楚地掌握公式 △G=△H-T△S 中所包含的化学意义，可用数式模型来辅助教学。根据数学表达式的意义，当 △G<0 时，△H0 时，△H>T△S，说明反应非自发进行。用这样的数学式子来讲解 △G=△H-T△S 的意义学生就容易理解得多，教学效果也更好。

如上面的例子用数学式子，以数学思维的方式去理解化学知识，学生就会记得更牢，掌握得更好。

总之，在高中化学教学中采用模型教学法，能直观地表达化学意义，使学生更好地理解和掌握化学知识，培养学生的逻辑思维能力，提高教学效率。

【参考文献】

[1]王 磊，郭晓丽，王 澜，商晓芹，张俊华.元素化合物认识模型及其在复习教学中的应用——以高中《化学1》“金属元素及其化合物”单元复习为例[J].化学教育，2015（5）

[2]陈景娟.例谈随机通达教学法在高中化学习题教学中的应用[J].化学教学，2014（2）

[3]席 琦.化学教学中的模型方法及其应用[J].山西广播电视大学学报，2009（3）

（责编 卢建龙）