核心素养视角下的高中化学建模教学研究与实践

◎ 张晓莉

随着新课程改革在高中教学工作中的逐渐深入，提高学生们的思维能力与核心素养已经成为高中化学课堂的实际教学目标。这就需要高中化学教师采用高效的教学方法，而化学建模教学正是提高化学教学效率的重要方法，有效的化学建模教学更好地提高学生们对知识的真实掌握能力与个人的核心素养。新课改时期下的高中化学老师在开展化学建模课堂教学时需要高度重视建模教学的作用，明确掌握高中化学建模教学存在的问题，主动创新建模教学观念与实际教学方法，给高中生们的化学学习给予更为广阔的思考与提升空间，为其未来的学习与工作打下基础。

一、化学建模介绍

化学模型是抽象的模拟，其主要是借助化学符号、公式与图形等内容来刻画不同的事物，从而体现其本质与内在联系，正确且有效的化学模型能解决实际问题，解释现实问题或者预测未来的发展[1]，对于解决或者控制某一问题的进一步发展有着极为重要的作用。化学模型不是实际问题的直接显示，而是要求我们对实际的现象与问题进行深入的观察和分析，并灵活应用不同的化学知识来进行建立的。这种应用知识从实际问题中抽象、提炼出化学模型的真实过程就是化学建模。化学建模是有效的思考方法，通过抽象问题来解决实际问题的有效方法，而化学建模教学在高中化学课堂中正是有着一定的良好应用效果，其能够成为学生学习化学知识、提高化学应用能力及个人的综合素质的最佳结合点，同时还可以激发学生学习化学的兴趣，培养学生们化学素养的良好提升。

二、化学建模教学的应用意义

1.培养学生的创新能力

有效的化学建模教学能够培养学生们的创新创造能力，化学建模实际上是对知识的学习与改造的智力活动，同时也是分析问题、解决问题的重要方法。化学建模思想在本质上来说为构造模型，其作为理论与实践的结合，在高中化学课堂中应用建模教学也能有效地激发学生的创新意识。但是化学模型的搭建具备一定的难度，这需要高中生们对知识的掌握程度与模型的创新构建能力较强。化学建模活动还要求学生们具备一定的思维深刻性与观察、类比等化学的综合能力，以此来更好地把实际的问题抽象为化学问题。

2.培养学生分析、解决问题的能力

化学建模实质上是用化学语言来表达实际问题的方法，其是一种实践性与学习性结合的思维活动。化学建模的过程主要包括假设、分析、抽象、总结等多个过程，学生们在化学建模的过程中需要综合实际情况与学习内容来进行全面的考虑，同时还需要验证化学模型的合理，在持续的思考与实践过程中能够培养学生们主动思考、分析并最终解决问题的能力，促进高中班级学生们的个人能力与综合素质发展。

3.扩大学生的知识面

化学建模的过程中需要学生们综合应用丰富的化学知识，同时还应该具备广泛的化学思维与化学方法，主动了解经济、社会、环境等多方面的问题，在这个过程中也能够不断地拓展学生们的个人眼界与学习知识面，发展班级高中生们的个人自主学习与思考的综合能力，发展学生们的个人能力与素质。

三、高中化学建模教学策略

1.结合实际生活引导学生进行建模

在高中开展化学建模教学的根本目的是为了加强学生的化学思维，促使学生将所学知识应用到实际生活中。在最开始培养学生建模能力的时候，教师应当合理地利用化学建模方法来促使学生解决一些实际生活中的问题[2]。就目前的情况来说，高中在开展建模教学的时候仍旧存在一定的问题，高中化学建模教学与实际生活过于脱节，这在很大程度上降低了学生建模能力的培养，没有促使学生养成建模意识。因此现阶段，教师应当积极的鼓励学生结合实际生活进行建模，并尝试将实际问题利用化学模型展现出来，以此来培养学生的建模意识。化学教师应当对学生进行针对性的培养，以此来最大限度地提升学生的建模意识。例如，在讲解分子立体结构中的“SP 型的三种杂化”时，教师就可以结合生活中的气球来进行模型的构建，直线结构为两个气球黏在一起的组合，平面三角形类比三个气球黏在一起，正四面体的杂化对应四个气球黏在一起，加强学生对SP 杂化问题的理解。

2.创设有效的教学情境

高中化学老师们需要通过创设有效的情境来带领高中生们更好地体会建模的过程。所有化学知识内容的形成与出现都与建模有着密切的联系，所以高中生们在学习化学的过程也是学生学习建模的过程。新时期下的高中化学改革需要教师们重点关注高中生们的知识学习与知识体系的构建过程，因此老师们就需要指导学生们在真实有效的情境中发现化学问题，并以此为依据来抽象出模型，从而帮助学生们更好地运用已经学过的知识来处理问题。高中化学老师们在进行建模教学时需要结合学生们的个人认知基础与真实学习内容来建设教学情境，帮助学生们更好地体会化学建模的过程[3]。比如老师在解决《化学反应原理》中的水溶液的离子平衡内容就通过建构模型展示溶液 PH 值的变化规律，使抽象的问题具象化，从而提高课堂的有效性。老师还需要依据高中生们的个人实际情况，从离子平衡等内容的特点来进行情境的创设，从而充分激发学生们的个人学习主动性，加强学生对知识的理解。

3.设计问题锻炼建模能力

虽然应用类的化学问题与化学建模存在一定的区别，但真实问题却是理论与建模的直接联系。高中时期正是学生们的抽象思维飞速进步的阶段，所以在高中化学建模课堂上引入化学课堂也能够发展学生们的建模能力与化学素养，促进学生们自身学习效率的提高[4]。如今的真实问题通常是命题教师结合实际生活中的问题进行提炼与抽象形成的，老师在提出真实问题时已经进行了化学建模的前两个过程:分析问题与假设模型，而高中学生们应该进行的任务就是设立模型并求解模型。所以真实问题正是良好的训练并提高高中生们个人建模能力的材料，高中化学老师们需要主要重视高中生们处理真实问题的真实过程，深入分析学生的思维特点，并主动加入建模思想的渗透，就需要指导高中生们结合变量来设立有关的化学模型，对模型深入研究从而更好地解决实际的问题。

结语:总而言之，开展高中化学建模教学能够极大地提高学生的创新能力，在一定程度上能够促进学生运用所学知识解决实际生活中的问题。因此，高中化学教师应当注重培养学生们的化学建模能力。此外，教师也应当加强自己的专业知识，以便更好地开展化学建模教学。