基于“模型认知”的高中化学教学研究

陈兰芳

摘 要：“模型认知”是高中化学学科核心素养的主要组成部分。基于“模型认知”的高中化学教学活动是提升教学质量与水平的内在需要，是响应新一轮课程改革的具体体现，是激发学生学习潜力的重要举措。教学实践中应遵循趣味性原则、参与性原则、鼓励性原则和优化性原则。注重信息技术的应用、开展模型制作活动、创设模型应用情境、重视互动与交流，使学生牢固掌握相关化学知识的同时，“模型认知”核心素养也得到有效的锻炼与发展。

关键词：模型认知;高中化学;教学研究

模型是对相关问题以及过程的抽象性概括，在指引人们更好地解决实际问题中发挥着极其重要的指导作用[1]。高中化学涵盖很多的模型，如氧化还原反应模型、电化学模型、化学平衡模型等，这些模型不仅是学生学习的重要知识点，也是高考的热门考点。教学实践中不能仅仅满足学生掌握相关的理论知识，更应注重提升其模型的认知能力，使其能够透过现象看本质，能够灵活、正确地应用相关化学模型解决问题。教师在做好日常教学活动的总结与反思的同时，应多与其他教师沟通交流，借鉴他人的教学思路，做好自身教学细节上的优化与调整，使学生能够准确地把握模型，理解模型，灵活应用模型。

一、基于“模型认知”的高中化学教学活动的意义

高中化学课程标准将模型认知素养纳入核心素养的重要内容，同时划分了模型认知素养的不同水平，给高中化学教学活动指明了方向，提出了要求。那么模型认知下高中化学教学活动究竟有哪些现实的意义呢？

其一，是提升教学质量与水平的内在需要。众所周知，高中化学知识点多而零碎，基于不同的知识点能够拓展出各种各样的问题情境，如何提升教学质量与水平深受广大教育工作者的关注。模型认知下开展教学活动能给学生带来良好启发，使其自觉、主动地关注与学习相关模型，依托具体模型将零碎知识串联起来，帮助其构建系统知识体系的同时，实现对所学知识清晰、深层次理解。其二，是响应新一轮课程改革的具体体现。当前新一轮课程改革稳步推进，培养学生的核心素养成为贯彻新一轮课程改革的具体要求[2]。模型认知是高中化学学科核心素养的重要构成部分，模型认知下积极开展高中化学教学活动是新一轮课程改革的具体响应，对提升高中阶段的教育水平具有重要的促进价值。其三，是激发学生学习潜力的重要举措。学生是学习活动的主体，激发学生的学习潜力，有助于整个教学任务与目标的达成[3]。模型认知下开展教学活动灵活运用相关的实物模型、计算机软件以及实践活动引导学生认识与学习相关化学模型，可有效降低学生的学习枯燥感，增强其学习体验，激发其学习潜力。

二、基于“模型认知”的高中化学教学应遵循的原则

高中化学教學活动是一项系统性工作，需要做好充分考虑与规划，尤其应注重遵循相关的原则，避免在教学实施过程中走弯路。实践表明，模型认知下的教学，应遵循以下原则：

（一）趣味性原则

在高中化学教学中融入趣味性元素，不仅能很好地吸引学生的注意力，还能有效地提升学生的学习体验，使其能够自觉主动地克服学习过程中遇到的各种困难，因此实践中应做好充分准备，结合以往授课经验灵活运用多种方法与手段，激发化学课堂活力，使学生在愉悦的氛围中完成相关模型的学习。

（二）参与性原则

实践表明让学生参与到学习过程中更能给其留下深刻印象，获得预期的教学效果，因此，模型认知下开展教学活动时应注重结合学生的已有知识储备以及相关教学内容，创设相关的问题情境，引导学生参与到模型认知的学习及构建过程中，把握模型相关细节与适用条件，提高其应用的正确性。

（三）鼓励性原则

学习过程中学生难免会遇到一些问题。为增强其学习的自信心，应注重在教学活动中根据学生的具体表现给予针对性的鼓励与表扬，使其体会到学习的乐趣。

（四）优化性原则

优化性原则主要包括两个方面：一方面是指在教学的过程中，引导学生对构建的模型进行认真总结与分析，通过在习题中的具体应用做好模型细节上的优化与调整;另一方面是指在教学过程中，应结合教学效果及时对相关的教学环节进行优化，以便发现教学过程中存在的不足，确保教学目标顺利达成。

三、基于“模型认知”的高中化学教学实施策略

在高中化学教学活动中，教师既要做好相关教学理论知识的学习与实践，又要多进行总结与反思，寻找一套适合学生学习实际的有效策略[4]。结合高中化学学科特点，在高中化学教学活动中应注重以下策略的应用：

（一）注重应用信息技术

高中化学中的模型常常涉及微观层面的内容，而直接观察微观世界的难度较大[5]。为帮助学生更好地构建相关模型，开展教学活动应充分认识到信息技术的优点，借助信息技术增加教学趣味性的同时，使学生更好地认识与理解相关模型。一方面，结合要讲解的化学模型，制作相关的多媒体课件。在多媒体课件中放大化地呈现相关物质的内部结构或者化学反应的微观过程，在学生的头脑中留下深刻印象，使其更好地理解化学物质或化学反应。另一方面，当前教学领域有很多优秀的软件能够宏观地呈现相关化学模型，教学实践中应注重相关化学软件的应用，边为学生讲解相关模型边操作化学软件，搭建相关化学模型。如此化抽象为直观，可给学生带来良好的学习体验，使其更加深入地认识与理解，牢固掌握相关化学模型。

例如，氧化还原反应模型是高中化学的重点模型，贯穿整个高中化学。实践中为使学生更好地认识该模型，可制作相关的多媒体动画。课堂上围绕具体的氧化还原反应，直观地展示化学反应中哪些物质失去电子，哪些物质得到电子，这样不仅能够使学生更好地理解氧化剂、还原剂、氧化产物与还原产物的概念，还能够更好地认识氧化还原反应模型的本质。同时，结合对相关物质反应前后化合价的变化，帮助学生构建微观与宏观之间的关系。实践发现多媒体动画很好地吸引了学生的注意力，降低了学生的认识与学习难度，大多数学生能够当堂掌握这一模型。不仅如此，授课中还应围绕多媒体课件设计问题，要求学生思考，激活高中化学课堂，营造活泼课堂氛围，激发学生有深度地思考、理解模型。原电池与电解池是高中化学两个非常重要的模型，两个模型之间有着密切联系，很多学生很容易搞混淆。高中化学部分习题会同时考查两个模型，对学生模型认知能力具有一定要求[6]。为使学生更好地掌握两个模型之间的区别与联系，设计如下问题让学生思考，帮助学生更好地构建两个模型：如何判断原电池与电解池的电极以及名称？如何分析原电池与电解池两电极物质的放电顺序？原电池与电解池中的电子移动方向有怎样的规律？电解液中离子移动方向又是怎样的？教师根据学生回答问题的情况，有针对性地进行指导，再使用多媒体动画展示原电池、电解池的区别，师生共同构建模型，这样学生就能更好地深化对两个模型的认识。

（二）开展模型制作活动

在高中化学教学活动中，为使学生参与到模型的构建中，避免其走进模型认识的误区，正确应用模型解释相关化学反应现象解决相关问题，应结合具体教学内容，积极组织学生开展模型制作活动。一方面，与学生一起回顾所学的化学模型理论知识，做好理论知识的总结，尤其注重区分不同化学模型之间的区别与联系，为实物模型的制作奠定坚实基础。另一方面，为提高学生制作化学模型的成功率，激发学生动手的积极性，应结合模型的难易程度将学生划分成若干小组，使其以小组为单位，互帮互助，共同克服模型制作过程中的问题。同时，可要求不同小组之间开展比赛活动，比一比看哪个小组能在最短的时间内正确地制作出相关的实物模型，并在课堂上提出表扬。如此开展教学活动，既能营造宽松活泼的课堂氛围，又能很好地锻炼学生的合作意识与能力，深化对化学模型的认知[7]。

例如，为使学生更好地认识分子结构、晶体结构，掌握常见物质化学键类型、化学键规律，课堂上可使用思维导图与学生一起做好该部分内容知识的总结。在此基础上为学生布置相关物质模型制作的任务。要求学生使用乒乓球、木棍在规定的时间内制作相关实物模型。同时，认真观察每一个小组制作的实物模型，做好制作模型的点评，使学生能够认识并及时纠正实物模型中存在的问题。如此可使学生更加清晰地认识不同物质内部结构、化学键类型、化学键之间的角度关系等，使其认识到物质的物理、化学性质以及内部构成、化学键之间有着密切联系。

（三）创设模型应用情境

在高中化学教学活动中，待学生掌握化学模型后，为使其积累应用模型解决问题的经验，把握相关的应用技巧以及应用细节，应注重为学生及时创建模型应用情境，组织学生开展相关训练活动。一方面，注重对学生模型基础知识的考查。学生对模型基础知识理解不透彻，那么在解题的过程中很容易出错，因此，创设模型应用情境时应注重从学生容易混淆、理解不深入的知识点切入，可以提高学生对模型的理解的同时，又能帮助学生树立学习的自信心。另一方面，注重训练习题的拓展。创设模型应用情境时应注重适当增加问题难度，针对性地拓展问题，使学生积累综合分析问题的经验，对化学模型的认识提升到一个新高度。

例如，化学平衡模型是高中化学的重点、难点模型。该模型涉及很多的基础知识，完成该模型的构建后可围绕具体的化学反应，通过改变化学反应的外部条件要求學生分析平衡移动的方向，相关物质在反应后的体积分数变化情况等。为进一步深化学生对化学平衡模型的认识可对训练问题做进一步延伸，创建等效平衡相关的问题情境，要求学生分析作答，使其搞清楚等效平衡模型的类型以及应用注意事项，遇到相关问题能够迅速找到正确解题思路。

（四）重视互动与交流

在高中化学教学活动中，为达到预期教学目标应注重构建和谐的师生关系，尤其多与学生互动，了解其对相关模型的认识程度，并给予学生针对性指导，使其更加全面清晰地认识相关化学模型[8]。构建相关化学模型时注重设计相关问题，要求学生认真思考、回答，激活高中化学课堂的同时引导其参与到模型构建中，能够透过现象看本质，自觉地纠正对相关化学模型的错误认识。为更好地了解学生是否正确理解和熟练掌握相关模型，教师应注重与学生进行沟通交流，总结学生在认识与理解上存在哪些问题，在课堂上进行针对性的讲解。同时，通过与学生积极互动，为学生总结化学模型的技巧与规律，提高其运用模型解题的效率。另外，高中化学模型较多，部分模型较为抽象，不易理解与掌握。为帮助其克服学习中的困难，使其更好地掌握相关化学模型，增强对化学模型的认知，模型认知下高中化学教学中应注重为其提供总结交流机会，使其养成多总结、多交流的良好习惯。一方面，结合化学模型难易程度在课堂上专门预留一定的空白时间，要求学生理解总结相关模型，避免出现知识漏洞。另一方面，为确保学生在解题中能够有效地运用模型，应注重鼓励学生多进行学习上的交流，共同探讨模型应用过程中遇到的各种问题，相互学习解题的经验与技巧。

例如，完成有机物共面、共线模型构建后，课堂上给学生预留总结时间，要求学生及时总结常见的有机物中哪些原子是共面的，哪些原子是共线的，明确判断原子共面与共线的依据。同时，要求学生结合在日常训练中的出错题目，积极开展交流活动，通过与其他学生沟通交流，分析应用模型解题时的不足，尤其多学习他人的解题方法，降低解题的错误率，提高应用化学模型解题的灵活性。

结束语

在高中化学教学实践中，通过对相关理论知识的学习，教师应明确模型认知对高中化学教学活动的重要作用，把握相关的教学原则，尤其应注重多总结与学习相关教学策略。基于教学实践做好细节上的优化，有助于提升学生的学习体验，加深学生对化学模型的认识，能够为学生灵活解决化学问题打下坚实的基础。

参考文献

[1]胡红杏，祁宁宁.科学模型及模型认知素养发展策略[J].当代教育与文化，2021，13（6）：42-47.

[2]常靖伟，陆国志.证据推理与模型认识素养在高中化学教学中的有效落实[J].山东化工，2021，50（1）：211-212，214.

[3]刘雯.氧化还原认知模型在氯及其化合物复习课中的应用[J].广州化工，2020，48（22）：173-174，177.

[4]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.

[5]陈进前.理解“模型认知”素养的不同视角[J].课程·教材·教法，2020，40（4）：108-113.

[6]周业虹.高中化学模型建构能力的培养与测评[J].中国考试，2019（5）：50-56.

[7]单旭峰.对“模型认知”学科核心素养的认识与思考[J].化学教学，2019（3）：8-12.

[8]李鹏鸽，龚文慧，秦蕊，等.模型认知素养及其在化学概念教学中的落实[J].教学与管理，2018（4）：64-66.