选课走班背景下，思维建模在化学教学中的应用研究

吴晓艳

摘 要：若要确保选课走班的全面推行，增强教学水平，促进学生的自主能力发展，我国大部分中学都在全面加强教学模式改革。其中，思维建模已成為一个有效的科研方法及认知措施，其能够将未知转变成已知，由此来解决未知问题。本文以思维建模为着眼点，探讨了其在选课走班背景下在中学化学教学中的具体应用，旨在为广大一线教师提供指导[1]。

关键词：选课走班;思维建模;中学化学;应用研究

引言：中学化学的根本教学目标是增强学生的科学素养，基于新课改理念的作用下，选课走班已成为我国大部分中学课程改革的一项主要内容。选课走班是一个系统性的教学管理方法，其宗旨是为了充分促进学生的个性化发展，为学生创设丰富多样的教学课程，其突破了传统行政班的束缚，对学校班级管理、人员调配、教学模式筛选、教学评价等造成一定的挑战。若要确保选课走班教学工作的顺利推进，在中学化学教学中，不少化学教师应用思维建模模式进行授课，这对增强学生的认知能力和理解能力，对提高学生学习效率发挥重要作用。

一、选课走班的概述及思维建模意义

（一）选课走班的概述

在加强高考政策深化改革的背景下，我国教育部制定了一个重要的教学方案——“选课走班制”。这是高中课程改革的一个典型特点，为了迎合社会发展对多元化人才的基本需求，促进学生的个性化发展，在保障所有学生都获得基础发展的背景下，对不同学科实施分层次的教学课程设计，由此能够让不同层次的学生都获得进步。具体来说，选课走班制是以立德树人、培养学生综合素养为宗旨，是在严格遵循“因材施教”理念的前提下，满足学生个性化需求而开展的一项全新的教学形式。选课走班一定要满足“学生选得好、学得好、考得好”的基本要求，为实现学生的全面发展而发挥积极作用。对此，在我国中学化学教学中，选课走班制已全面推进，其根据学生的选课方向、兴趣特点、认知能力等进行授课，完全打破了传统行政班的教学模式，让填报的学生到指定的地方上课，便于授课教师的全方位掌控和管理，是一个增强教学质量、提高学生兴趣的有效教学手段[2]。

（二）意义

思维建模是一个用于解决实际问题、展开科学研究的一个重要方式，其对增强学生的科学素养发挥积极作用。按照课程教学目标分类的基本特点来看，在运用思维建模方法的过程中，需要考虑四个方面的内容：分析模型、感受模型、应用模型、评价模型。由此来看，教学的过程并非瞬间能够实现的，这需要循序渐进地进行推进。现今，思维建模在中学化学教学中的应用逐渐受到重视，其对中学化学教师的教学思想、教学模式、教学内容等造成很大的影响。

首先，在中学化学教学中，思维建模是一个理想化且不可或缺的教学方法，其促使学生更全面地了解物质的微观世界，并通过构建宏观的物质模型来分析化学实体，由此总结出相应的理论体系。例如通过“有效碰撞理论模型”的理解，学生能够明确指出“温度、压强、催化剂等因素对化学反应速率造成的影响”。这不仅能够帮助学生对化学现象进行归纳和理解，并且也能够帮助学生掌握学习化学知识的规律和技巧，从而大大地增强课堂教学效果。

其次，思维建模能够培养学生的化学思维能力。在实际教学中，教师需要引导学生认识到学习化学的技巧是运用适宜的思维方法。思维模型能够引导学生通过不同的化学现象寻找事物的变化规律和特点，由此能够确定一些重要的影响因素，从而迅速解决相关问题。例如在《勒夏特列原理》教学中，教师需要借助于思维模型指出外界相关因素对平衡移动造成的影响，不但能够让学生通过假设、演绎等拥有想象能力，而且也能够增强学生的化学思维能力。

再者，思维建模能够增强学生的化学学科素质。化学学科素质主要是指化学应用知识、科研能力、学科品质等。在实际教学中，教师需要引导学生明白“为什么”，并且也要让学生明白“如何获得和应用”。通过思维建模方法能够有效地解决“如何获得”这一问题。例如在分析一些复杂的化学现象时，教师利用思维模型构建，让问题的解决方式更具有实用性和针对性。这对学生提出化学假设指明了方向，由此能够使学生充分发挥想象空间，进行有效的推理和辨析，由此能够获得相关知识，为培养学生灵活多变的思维能力做铺垫，从而增强自身的化学学科素养。

二、选课走班背景下，思维建模在中学化学教学中的应用

（一）在概念教学中的应用

由于化学概念理论相对抽象，不易理解，那么如何利用思维模式来帮助学生进行理解和掌握呢？我们在应用思维建模方法的时候，需要扭转学生的传统认知思想，增强概念原理的认识功能，引导学生创建核心的化学认知和思想。例如在《溶液浓度的表示》教学中，教师明确指出，溶液浓度一般是通过溶质的质量分数、物质的量浓度这两种方法进行表达。首先，需要向学生说明溶液的组成要素，然后创建质量分数的概念。在此期间，教师需要为学生展示颜色不一的三种CuSO4溶液，鼓励学生对其进行观察，由此判断溶液浓度大小;其次，分析溶液组成的含义，然后明确与溶液组成相关的关系式，利用简单的计算，加强对溶质的质量分数的理解效果。随后，需要与日常生活的实际问题相结合，“溶液稀释和配置问题的计算”通过化学方程式进行计算，由此能够案例演练，加深对概念的理解。由此来看，在实际教学中，传统的教学方法效率不高，学生的理解受限，若要确保学生更深刻地理解相关概念与定义，则需要创设良好的教学情境，利用不断完善溶质质量分数的概念模式，加深学生对概念的理解与记忆。

（二）在化学性质学习中的应用

研究化学反应的具体性质，则需要结合以往的学习知识创建思维模型。例如在《探究金属化学性质》教学中，由于很多学生在初中阶段已经接触到相关基础知识，对此其头脑中能够形成一个初步的思维模型，这对于其接下来的研究带来很大的帮助。教师可以通过“金属钠与O2发生化学反应”为例子构建思维模型，其内容主要包括：化学反应、引出疑问、问题解答、思维拓展、模型修正等。教师在引导学生建模的过程中，一开始需要结合学生以往的学习经验来解答未知问题，然后初步建模，随后通过思维拓展得到知识的累积，再对原模型进行修正和优化，由此能够帮助学生打破常规，增强思维的灵活性。再如，在电池反应教学中，由于这一章节的知识点过于抽象，且对学生的综合能力要求比较高，所以，学生的理解难度极大。尤其是在电池反应的基本理解方面，往往会存在一定的偏差，这对于解决一些综合性的应用题来说，大部分学生找不到科学、有效的思路。探究其原因，则是由于传统的教学过于注重电极反应的阐释，却忽视了学生对原电池等相关知识的整理与理解，由此导致学生所掌握的知识点过于零碎和分散，所以，必须要通过思维建模的方式进行教学。教师需要通过化学能量转化层面对原电池的教学内容进行详细阐述与解析，然后通过实验演示、学生动手操作等方法，帮助学生对相关内容进行阐释，由此能够更直观地理解不同能量转化的特点。同时，在学生理解的过程中，还需要鼓励学生通过联想以前的旧知识（电流输出机结构特点）等进行思考，由此能够探讨在电极反应中，“Cu片中电子减少，Zn片中电子增加，出现电势差，导致电子获得充足的运动能量，由此获得电流”，这对于学生下一步进行电池装置的设计与改装提供了更具体的支持，以便于学生的学习效率大大提升。

（三）在化学规律教学中的应用

根据新课標的内容发现，在中学化学学习中，教师不能够过度地依赖传统的教学模式，则需要利用多元化的教学策略鼓励学生进行动手实践，促进学生的合作交流能力不断提升。在中学化学教学中，教师需要帮助学生掌握认知规律，利用构建思维模型，引导学生探究外界因素对化学反应造成的影响。例如在“化学平衡移动”教学中，教师首先指出温度、浓度等因素对化学平衡因素造成的影响特点，然后利用勒夏特列理论构建思维模型，然后探讨压强与化学平衡之间的相关性，帮助学生结合实际应用去理解和掌握。在此期间，针对学生提出的任何疑问，教师则需要鼓励学生在课堂上进行讨论，由此能够更好地寻找答案。这种方式能够使理论知识变得更加具体和直观，能够大大地提高学生的理解能力和应用能力。

（四）在化学计算中的应用

选课走班背景下，随着教学进度的不断推进，如果化学计算完全遵循原来的模式，那么会影响学生的掌握效果。对此，在创建化学计算解题模型方面，需要以解答分析、思路设计、方法应用等方面为着眼点，探析其存在的异同点。例如在与物质的量相关计算的过程中，教师需要引导理解物质的量的概念、摩尔单位的含义等，由此通过定量分析法对化学反应进行分析，并给予数据计算，在创建思维模型的过程中，则需要培养学生的思维逻辑能力，以便于创建一种数学模型，方可将相关的计算公式运用其中进行换算，这对下一步的化学学习奠定稳固基础[3]。

（五）在反应分析中的应用

通过化学反应蕴藏的原理构建思维模型，能够从中引导学生对一些典型反应的研究。例如在“NH4Cl溶液是否能够除去Mg（OH）2？”的问题中，通过其化学反应原理进行探讨，教师引导学生进行实验观察，并对其思维意识进行启发和引导，从而让学生将注意力转移到电解质溶液反应方面。在创建分析模型的时候，需要探讨溶液中的离子类型，并对其平衡移动进行分析，根据离子反应探讨模型的应用原理，进而对相关类似问题进行分析和解答。对此，在模型创建的过程中，能够让学生通过自主学习的方式进行思考，提高学生的迁移能力，促使学生将理论知识与实践应用相结合，从而增强学生的学习成就感和自豪感。

结束语

根据以上内容的分析我们能够看出，选课走班背景下，思维建模在中学化学教学中是一个不可或缺的学习方式，其是适应新课改要求的一个重要发展态势。教师需要规范、有效、积极地引导学生运用思维建模进行学习，这对于培养学生的思维逻辑能力、自主学习能力、创新发展能力等具有极大的帮助。

参考文献

[1]莫远英.思维导图在中学化学教学中的应用研究[J].广西教育，2016（42）：85-86.

[2]李静雯.思维导图在中学化学教学中应用的研究[D].南京师范大学，2006.

[3]梁晓康.思维导图在高中化学教学中的应用研究[J].中学化学教学参考，2008（7）：5-7.

本文系福建省泉州市石狮市级课题“在新高考背景下，化学思维建模在中学化学的应用研究”（项目编号：SGC—2021）阶段性研究成果。