基于科学素养内涵视阙下引导初中学生化学认知模型构建的实践与思考

屈凤霞

摘要：“双减”背景下，教育回归校园，教育的归宿是促进学生的生长。在初中化学课堂上指导学生基于科学素养下构建认知模型过程中，可以帮助学生将化学知识网络化、系统化，借助理性思维、批判质疑、实践创新解决各种实际问题，从而使学生学会学习、调控自我认知、健康指导生活的初步能力，同时转变教师教育的理念。

关键词：化学教学;科学素养;认知模型构建

在化学教学中，要培养学生的科学素养，就要帮助学生理解各类关系，如从生活经验与化学基础知识、化学基础知识与化学事实、化学基础知识与应用、化学规律应用、化学与社会生活，从而形成自己的化学知识体系，就要研究和把握学生的化学认知规律，引导学生自主构建认知模型，在重视基本知识和技能的基础上加强实践活动和探究活动，体验和感悟探究的过程，形成研究问题的基本方法，培养学生的创新精神和实践能力。

一、关于科学素养内涵的理解

國际学生评估项目（Programme for International Student Assessment简称PISA）对科学素养的定义：科学素养是使用科学的知识来确定问题，得到基于证据的结论的能力，以便于理解和帮助做出关于自然世界的决定，并通过人类的活动做出调整。国务院正式发布《全民科学素养行动计划纲要》提出了科学素养的定义：“科学素养是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素养一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。”教育部科学、生物、物理和化学课程标准中，对科学素养解释相似，认为科学素养包括科学研究、科学知识与技能、科学态度、情感与价值观。

二、关于“科学素养”的研究现状

近年来，全世界非常重视初中学生的科学素养培养。国际学生科学素养测试大纲（PISA）中提出，科学素养的测试应该有三个方面组成：科学基本观念、科学实践过程、科学场景，在测试范围上由科学知识、科学研究的过程和科学对社会的作用三个方面组成。我国国务院正式发布《全民科学素质行动计划纲要》提出科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。《普通初中化学课程标准》提出：化学课程以提高学生的科学素养为主旨，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的一般过程和方法，能用变化和联系的观点分析常见的化学现象，说明并解释一些简单的化学问题。

三、引导学生构建认知模型可促进科学素养培养

（一）学生思维发展需要掌握认知工具

初中学生在思维发展上处于形式运算阶段，已经摆脱了具体事物束缚，利用语言文字在头脑中重建事物和过程来解决问题。学生除了利用语言文字外，可以以概念、假设等为前提，进行假设演绎推理，得出结论;学生能够到思考部分科学技术所需要的要素，进行可能性的基本运算。化学学科从主体上属于自然科学，但也与逻辑学、数学、社会科学紧密联系，能够帮助学生构建化学认知模型，可以推动学生形式运算能力的提升，为其人生发展提供支持。

（二）化学教学实践需要改进授课方法

在现实化学教学实践中，由于教师指导不得当，多数学生未能构建出科学的化学认知模型，学习化学方法不尽合理，甚至较为机械，不能帮助学生有效提高创新意识和实践能力。

1.缺乏学习化学的兴趣

由于学生没有真正体会到学习化学的乐趣，所以面对这一新学科只是接受式学习、死记硬背、机械练习等方式。另外，教师课堂上的授课方式过于死板、教学内容应试、演示实验少或用视频代替等，从某种意义上讲，化学兴趣的丧失是学生学习化学的最大敌人。

2.缺乏行之有效的学习方法

学生在课堂上学习的基本知识、技能，如果只是死记硬背应付考试，缺少知识的生成过程，知识技能只能停留在书本上。主要表现：教师在课堂上有效指导的意识弱，学生忙着记笔记忽略教师的重点讲解、教师演示实验学生不注意细节、巩固练习时没有注意情景的转变等;教师在课堂上缺乏方法的引导，不能从学生已有的经验出发，引导学生自主探究，使不同水平的学生都能在原有基础上得到发展。 总之，原有的教学形式难以适应当前改革的需求，一线教师需要积极研究教学模式，培养科学素养的建模教学势在必行。

四、“化学认知模型”的研究现状与突破

为培养学生的科学素养，许多国家的教师在化学学科授课中探索建构模型和使用学科认知模型，使学生的学习参与度、学习兴趣、解决问题的能力显著提高。部分国家还专门成立了研究小组，同步研究建模规律，将建模教学与学科教材有机结合，使学生的学科素养与科学素养同步提高。笔者探索初中化学课堂中建构认知模型的研究，以认知心理为指导，通过教师教学改变学生的学习方法，在宽松的学习氛围下，激发学生的学习兴趣，提高了学生的逻辑思维能力，促进了学习效果的提升，为初高中的衔接打下良好的基础。该认知模型分别从概念原理、元素化合物、化学实验等主题探索各自构建策略。

每个主题应考虑四个维度：认知内容（三个聚焦）、信息情境（信息形式和问题情境）教学模式（三种模式）、能力层级训练。每个课程单元的研发，都是在这四个维度之下进行，每个维度的具体选择和维度之间的组合方式有所不同，相信“适合的才是合适的”。

五、课题研究的初步成效

本课题研究为学生创造了自主学习的条件，促进了个性化学习，培养了学生阅读、提取有效信息的能力，教会了学生探索知识、拓展知识、掌握学科的学习能力和思维方法，培养了学生主动探索精神和独立解决问题的能力。从课堂学生作品、前后测数据分析、中考成绩分析表明，学生的学习效率、学习能力及创新意识形成等方面明显好转，提高了学生的综合能力，核心素养得到全面发展。

参考文献：

[1]葛蕊干基于认知模型探讨高中生元素化学的进阶学习新课程导学2018.4

[2]吴庆生利用化学模型提升学生解决问题的能力课程前沿2014.12

[3]徐青基于初中化学解题中“模型”设计实例的应用新课程导学2016.8

[4]姚梦娟何彩霞化学核心素养“模型认知”导向教学实践与反思实验教学2018.5