基于核心素养的化学教学模型建构策略

尹萍

【关键词】核心素养  高中化学  模型建构

【中图分类号】G633.8  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2022）05-0106-03

新课程标准提出了化学学科的五大核心素养，在这一背景之下，让学生掌握教材上的基础内容已经不足以满足学生的学习需求，只有培养出良好的核心素养，才能够帮助学生在考试的时候取得更加优异的成绩，在日后的学习过程中，展现出更强的学习和理解能力。五大核心素养中，模型建构是化学学科里非常关键的素养之一。接下来，笔者根据本人在实际过程中积累的经验，与大家分享如何构建化学模型，提升课堂教学质量。

一、化学模型建构过程中的问题探究

当前的教育教学工作开展过程中，很多化学教师喜欢运用模型展开教学，但是模型作为对问题本质特征的简化和展示，在实际的化学课堂上发挥的作用是参差不齐的。有些时候，教师运用化学模型，可以提高课堂教学的整体质量，根据模型展开教学，有利于提升学生的学习积极性。但有些时候，教师运用化学模型开展课堂教学，反而会把简单的问题复杂化，不利于提高教学的质量。总体来讲，当前化学模型建构过程中主要暴露出了以下几种问题。

（一）模型滥用导致教学效率降低

客观来看，化学模型作为学生认识化学知识，解决化学问题的辅助工具，有利于通过抽象、概括等多种科学方法，利用研究对象的关键因素与本质特征，建构出具有实际意义的化学形象，提高化学课堂的教学效率[1]。也正因如此，化学模型受到很多高中化学教师的青睐，教师们都比较喜欢在课堂上引入模型，带领学生分析模型上的化学知识。然而，长期的教育教学工作开展过程中，教师群体也暴露出了很多问题，引用化学模型的时候，教师往往没有节制地在课堂上加入复杂的化学模型。即便是非常简单的知识，教师也喜欢用模型展开教学，这就导致学生的学习兴趣逐渐降低，对化学模型的敏感度也越来越弱。假如每一节课教师都运用化学模型开展教学工作，很快学生就会对这种特殊的教育产生抵抗力，不仅无法培养学生的化学学习兴趣，反而会影响整体的化学教学效率。

（二）兴趣低下导致模型教学失灵

比化学模型滥用更让教师群体感到头疼的问题是学生的学习兴趣低下。高中阶段的化学知识和初中阶段的化学知识之间存在很大的差异，初中后半段，学生刚刚开始接触化学知识，很多学生都被这样一门奇妙的课程所感染。很多学生一边学习化学知识，一边在学习的过程中感受化学带来的种种效能感，与化学学科结下了不解之缘。然而，进入高中阶段，学生学习的化学知识难度逐渐增加，抽象程度也在逐步加深，很多学生失去了对化学学科的兴趣。在这样的背景之下引入化学模型，学生也难以重燃对化学学科的热情。从这样一种问题中，我们也能看出化学模型只是辅助化学教学的一种道具，而不是保证教学效果的利器，至于如何解决这类问题，仍然需要教师在实践中探索方法。

（三）过度讲解导致学生缺乏思考

化学模型引入化学课堂还会带来的一个潜在问题，就是化学模型本身是非常直观的，有时候一个模型引入课堂，教师不需要讲解，个别基础较好的学生就已经明白了本节课的重点和难点，甚至可以站到讲台上当小老师，给大家讲一下这部分知识的逻辑[2]。不过这种情况只会出现在那些在化学学习方面颇有天分的学生身上，大部分的学生仍然需要教师深刻讲解，但是当教师拿着模型逐一讲解化学教材上的知识点时，相应地也会制造一个比较棘手的问题，模型讲解相当直观，教师在口述的时候已经把知识点和背后的逻辑全部都讲清楚了。但此时，学生就陷入被动的状态之中，采用这样的教学方法，如果学的是比较简单的知识，那么，学生就不需要深入思考，被动听讲就能够听懂。这种情况显然不利于激发学生的化学思考，也无法培养良好的核心素养。

（四）模型单一导致课堂教学低质

模型的分类方法本身是非常多的，高中阶段教师常用的就是实物模型和符号模型，一般情况下，学校的化学实验室里会提前准备好很多化学模型，讲解比较复杂抽象的知识时，教师通常会去实验室借一个实物模型，带到化学课上。既有利于吸引学生的目光，又能够提升化学教学的整体效果。所谓的符号模型，就是通过板书对物质组成和结构的表达进行讲解。长期讲解化学知识，每节课都采用同一种化学模型，会让学生逐渐认为，化学课就只有这两种模型，慢慢地学生会越来越难以提起对化学学科的兴趣，开展课堂教学的难度也会有所增加。

二、高中化学教学模型建构策略

围绕化学模型展开教学，是化学课堂上教师常用的教学方法之一，过去，教师能够引入的教学资源有限，教学方法也相对单一。很多化学模型也是被固化了的。然而，在当前的教育教学背景之下，科学技术更加发达，无论是从培养学生学习兴趣的角度来看，还是从提高课堂教学效果的角度来看，化学模型引入课堂都有了更多的选择，能够帮助学生解决更多化学实际问题，全面培养化学思维。

（一）做题总结经验，保证教学质量

对于高中阶段的学生来讲，在讲解化学知识的过程中，引入化学模型的确有利于提高教学的整体效率，保证学生能够理解化学知识，但是也正如前文所说，这背后存在一个难以解决的問题，教师在课堂上讲解了大量的知识，学生个人缺乏思考，这也不能算高质量的化学教学。新课改的背景下，强调培养学生的核心素养，为了实现更加高阶的化学教学，教师可以将常规的教学内容与化学模型结合起来，尤其是讲解化学问题的时候，教师可以尝试着从试题中总结经验，构建化学模型[3]。例如在讲解“工艺流程问题”时，教师可以根据学生做题的流程以及出题人的命题规律，带领学生自己总结这类问题的模型。不出意外的情况之下，工艺流程问题相对来讲比较简单，高中生解决一个这样的问题，只需要经历几个步骤，先将工艺流程中所需的原料进行简单处理。接下来，题目会涉及核心反应和提纯分离，最后对应到目标产品上面，如果题目本身具有一定的难度，可能还会要求学生细化每个过程，让学生从不同的视角分析工艺流程问题。笔者分析的这些内容本身可以被称作一种化学模型，只不过这种模型不是用来引导学生理解更多化学知识，而是用来帮助学生分析工艺流程问题。值得一提的是，在这里，教师将化学模型从单一的图片模型进行了整合和丰富。实际上，所谓的模型也就是帮助学生更好地了解知识的一种工具，化学课堂上，除了引入实物和图片模型引导学生直观理解知识，还可以引入公式类的模型，或者说公式本身就是一种模型。当学生在做题的过程中能够总结一定经验，并且形成通解之后，这种通解就可以算作一种简单的小模型，有利于培养学生的解题思维，形成更加完善的化学素养，也能够在较短的时间之内帮助学生快速解决问题，培养做题能力。

（二）丰富化学模型，创新教学方法

受到教学条件和教学思路的限制，教师在课堂上引入的化学模型可能是比较有限的，城市地区的化学教师拥有更好的教学配置，想要开展实物模型教学，随时可以去实验室里借器材，但很多偏远地区的化学教师可能不具备这样便捷的条件。当开展化学模型教学的条件不够充分的时候，完善教育教学工作就成为了一件非常有难度的事情。在这样的背景下，教师应该积极探索更多具有创新色彩的教学方法，丰富化学模型。例如：实物模型只是按照一定比例设计出来的模型道具，一般情况下，化学实验室中的模型都是用常见的树脂或塑料材料制作。但用这种模型开展教学工作，也有很多限制因素，比如实验室中一般只会准备原子晶体，比例模型、球棍模型等基础的模型，很少有学校配备教学过程中出现的罕见的模型。所以符号模型就成为了教师群体最常用的化学模型之一。除了这两种基础的化学模型，教师还可以建构概念模型，所谓的概念模型，就是用文字或符号等组成对事物规律和形成机理进行简单的阐述和描述，一般情况下讲解比较权威的知识时，教师习惯运用概念模型，常见的概念模型包括范德华力、化学反应速率等等。化学教材上也包含一系列的理论模型，比如盖斯定律模型，价层电子对互斥模型等等。数学模型也是化学教学工作开展过程中常用的模型之一，用一种定性或定量的形式把化学知识描述出来。有利于直观表达我们平时运用的化学平衡计算模型，化学平衡常数其实就是一种数学模型。新媒体时代的来临，让化学课上也拥有了更多新颖的选择，直接借助多媒体演示模型，有利于提升学生的学习兴趣，培养学生直观想象的核心素养。

（三）关注学生思考，鼓励自主构建

模型认知是高中化学核心素养的重要组成部分，是一种科学的认知方式[4]。随着新课改各项工作的推进，当前的教育教学工作开始向着更加开放的方向发展，越来越多的教师意识到了学生主动性对课堂教学质量产生的重大影响。当前，高中阶段化学知识由于其本身的难度，导致大批量的学生对化学学科不感兴趣，不愿意学习化学。在这样的背景下，如果教师继续进行侵略式的主动教学，并不利于开发学生的化学思维，所以关注学生的思考，让学生自主构建化学模型，或许也是一种不错的选择。例如在教学“化学反应原理”这部分内容的时候，教师可以提前给学生准备和化学反应原理相关的一系列问题，引导学生根据做题经验，总结出相关问题的模型。以小组为单位，大家共同做题，一般情况下，教师只需要准备20道左右的常规题目，学生解到第五题的时候就会摸索到一些规律。解到第十题的时候，成绩处在普通程度的学生也能够总结出一部分经验，比如将均摊法运用在晶体计算之中，这类题目如果出现在考试试卷上，学生现场进行分析，一定会浪费掉很多时间，通过大量的做题，学生可以自己总结模型。处于顶点的例子，同时为八个晶胞共有，处于棱上的例子，同时为四个晶胞共有。将类似的解题规律总结成模型，考试的时候遇到类似的题目就可以直接引用，不需要考虑太多，有利于提升学生的做题效率，也有利于挖掘学生的化学思考，进而培养核心素养。

（四）调整微观视角，注重宏观教学

高中阶段开展化学教学，教师常常是从小知识点入手，以小知识为切口讲解背后更加庞大的知识体系中的一个小角，对于高中阶段的学生来讲，持续运用这样的方法，难免会阻碍学生的化学视野快速扩充。总是将重心集中在化学课堂上，学生就很容易陷在题海里难以自拔，所以教师应该灵活调整微观的教学视角，在接下来的教育教学过程中，把注意力转移到宏观教学上。例如：建构动画演示模型就是一种常用的化学模型教学手段，随着我国对教育事业的投入不断加大，多媒体设备走向课堂，几乎每一位教师都学会了更加先进的教学方式，直接在课堂上引入微课视频，构建动画演示模型，可以帮助学生快速了解化学知识。越是抽象的内容，越适合运用这样的方式展开教学。比如，引导学生理解原电池和电解池两种电池都有照片，但学生就是没办法区别二者，此时，最好的教学方法不是反复教学，而是用更加直观的方式让学生理解这部分知识。比如教师可以借助多媒体视频构建动画演示模型，让学生在直观想象中深刻认识这部分内容。构建动画演示模型属于微观教学的范畴，但是从这种微观视角出发，教师完全可以引入宏观教学。如让学生根据之前所学的电学方面的内容，认真分析电子的流向，威力发生的变化等等，教师直接用动画演示这些内容，并且添加更多宏观视角下的化学知识点，有利于培养学生的核心素养，辅助学生学习。

三、总结

人对事物的认知，常常是根据模型来进行的。有了认知模型，就能减少对新事物认知的时间和构建新模型的时间。建构有效的认知模型，可以极大地提高学习效率、学习质量和学习能力。总体来看，模型认知是化学核心素养的一个维度，对化学教学具有重要功能。教学中合理运用模型认知与建构的教学策略，不仅可以提高学生的化学学科逻辑能力与思维品质，还可以有效保障化学学科核心素养在课堂落地生根，开花结果。

参考文献：

[1]王巍.模型认知思维在高中化学教学中的培养研究[J].成才之路，2020（23）：58-59.

[2]吴星，吕琳，景崤壁.化学学科核心素养中“模型认知”的解读[J].化学教学，2020（6）：3-8.

[3]林晓明.基于证据推理和模型认知的中学化学教学[J].课程教育研究，2020（11）：152-153.

[4]林新敏.高中化學教学中“证据推理与模型认知”核心素质的培养[J].当代家庭教育，2019（28）：102.