高中化学教学中学生模型认识素养培育的方法论析

摘 要：在高中化学教学中，教师要善于帮助学生建立模式概念、强化学生的模型认知，通过化学模型使知识具象化、条理化和系统化，促使学生更好地掌握学习方法、提高学习兴趣。文章从化学核心素养培育的要求出发，结合教学实践经验，提出在高中化学教学中培养学生模型认知素养的有效方法。

关键词：高中化学;核心素养;模型认知;实践教学

作者简介：姚建华，浙江省湖州市德清县第三中学教师，研究方向为高中化学教学。（浙江  湖州  313200）

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1671-0568（2019）14-0060-02

高中化学学科核心素养主要包括五个方面的内容：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、 科学精神和社会责任。这五个方面的核心素养需要教师在实际教学中有针对性地加以培养，并利用实际教学案例进行指导。高中化学模型认知素养既可以帮助学生加深对化学概念的理解，又可以帮助学生快速找到解题思路，对学生的化学思维和化学综合能力的培养具有积极作用。

一、高中化学教学现状分析

化学是一门在原子与分子的基础上探究物质性质、特点以及变化的学科。原子与分子存在于化学物质中，无法用肉眼看见，学生理解这一抽象概念较为困难，且化学的客观规律、物质性质及其变化等知识均非常抽象难以理解，许多学生对化学的学习往往停留在对化学公式的死记硬背上，缺少系统化的理解。长此以往，会严重影响学生化学学科核心素养的提升，阻碍学生对高中化学作进一步探索。要解决这一难题，教师要善于引入模型认知，在课堂教学中构建化学模型，使抽象的化学知识变为具体可视化的内容，化繁为简，激发学生对化学知识学习的兴趣。

二、高中化学模型认知素养的内涵

1. 模型认知的概念。总体来说，高中化学模型主要包括两大类：第一类是物理模型。如球棍模型、晶体模型等。这类模型主要依据化学分子的结构而建立，将微观结构可视化，让学生在课堂上对相关化学知识产生感性的认识。这是模型认知的第一层次。建构物理模型，学生更容易理解和掌握化学知识，直观的模型将知识的呈现形式变得具象化，有利于学生进一步理解化学现象。第二类是思想模型。这类模型是对化学原理模型的构建，是抽象知识具象化的结果，如化学式、电子式。思想模型是针对化学本质和化学规律建立起来的，这类模型往往具有抽象化的特点，教师可以借助相应的教学手段，将思想模型以图片、三维动画等形式呈现，帮助学生理解和把握。

2. 模型认知的一般过程。模型认知一般过程为研究原型、建立模型、理解和应用模型。化学中的模型大部分以观念形态的表述方式呈现，学生首先要通过文字描述了解化学结构原型的某些特征、性质、规律的抽象概念等，再在此基础上建立模型，如分子原子模型、理想气体模型等。只有深刻理解了化学原型，才能进一步应用模型知识解释化学现象、解决问题。研究模型要求学生了解模型建立的原理、模型蕴含的化学概念以及化学知识点，认识化学的主要模型。理解和应用模型主要体现在学生解题过程中，学生可以利用模型知识分析化学问题。

在高中阶段的化学模型理解和应用中，学生要能够利用模型描述化学变化过程、解释化学现象、根据模型预测物质性质和变化等;学生要能够构建模型展示和解释化学现象是如何发生的，并且能够讨论模型的适用范围，指出模型的局限;要根据相应的事实证据或者自身具备的批判性思维，逐步完善化学模型，提升化学学习能力。

三、高中化学模型认知素养的培养策略

1. 在元素和化合物教学中培养模型认知素养。在传统化学教学中，“化学元素以及化合物”一课需要学生大量记忆物质的性质、化学反应方程式等内容，通过机械性记忆巩固知识，笔者认为这种学习方法不利于学生化学学习兴趣的培养和学习效率的提高。教师可以引入模型认知思想进行教学，帮助学生理解和记忆，提高学习效率，帮助学生掌握有效的学习方法。

例如，在高一化学“元素以及化合物”的教学中，笔者首先利用初中化学知识作为引导，让学生思考物质的物理性质主要有哪些。学生根据问题可以总结出物理性质有颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、溶解性、挥发性等特点。以初中化学物质性质为原型，逐渐构建模型认知，让学生通过观察现象、资料搜集、设计实验等探究方式进行探讨。如高中化学中重要的物质铝的物理性质如何？由于颜色、状态都是可以观察的，笔者让学生归纳这种物质和其他化学物质的反应，比如和酸、碱反应和氧化物反应等，通过学生自主归纳建立起较为完整的知识体系，逐渐构建学生的认知模型。

2. 在化学反应原理教学中培养模型认知素养。现代教育极大地丰富了教师的教学手段，教师可以借助信息技术为学生讲解化学反应原理，加深学生对化学知识的理解和运用。在教学过程中，教师可利用多媒体进行动态建模，为学生展示化学原理，让学生真正了解化学原理的本质， 强化学生的模型意识。

例如，在进行“活化能”一课的教学时，一些学生不理解催化剂为什么能够加快反应，笔者借助多媒体实现这一化学原理的模型认知，通过多媒体将各个化学分子具象化，然后详细讲解，让学生真正明白催化剂是降低反应的“标杆”，达到加快反应速率这一目标。同样，在进行“化学反应速率的影响因素”“化学平衡的建立”“酸碱盐在水溶液中的反应”“原电池电解池”等内容的教学时，教师也可以运用这种方法进行分析。通过多媒体展示将抽象的化学原理具象化，为学生营造良好的氛围，有利于学生对化学知识的深入掌握。

3. 在解决化学问题过程中培养模型认知素养。化学模型认知包括化学的认识思路以及化学的分析框架，需要教师引导学生进行分析，采用逻辑推理等手段探究现象的本质特征，对于其构成要素以及相互关系，要能够借助语言、图像、符号或者数学公式进行表达。

例如，在进行“硝酸”一课的教学中，其中有一种题型是通过金属与硝酸的反应计算。在进行问题计算之前，笔者将各种不同性质的金属进行归类，然后将金属与硝酸反应会出现什么样的现象，如产生一氧化氮或二氧化氮，进行总结、归纳、对比，通过对比来引导学生深化知识理解，加深学生记忆，帮助学生进一步把握化学模型。

在化学教学中，模型认知是培养学生化学核心素养的关键，教师应在课堂教学中巧用化学模式提升学生的学习效率，促進学生化学素养的全面提升。通过分析、推理等方法引导学生研究化学反应原理的本质特征、构成要素及其相互关系，将抽象的化学反应过程具象化，帮助学生建立模型认知。

参考文献：

[1] 蒋明辉.绿色化学的理念在中学化学核心素养教学中的渗透[J].高中教育，2016，（2）.

[2] 王睿锋.中学化学教学中核心素养模型认知的渗透[J].教育参考，2017，（9）.

[3] 陈金凤.高中生化学核心素养模型认知构建的培养策略[J].中学教学参考，2016，（5）.

责任编辑 袁静琴