高中化學教學中開展模型教學芻議

潘曉轉

摘要：模型作為一種科學方法，在化學教學和化學科研中發揮了極其重要的作用。模型應用在高中化學教學中，模型的直觀性有利于教師教授知識，也有利于學生學習化學。本文從理論與實踐兩相結合入手，對高中化學開展模型教學進行研究，以期在實踐模型教學中提高學生學習化學的興趣和能力。

關鍵詞：高中化學；模型教學；實踐研究

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-864X（2016）02-0083-01

一、模型概述

為了便于揭示化學反應原理以及規律，化學教學中引入了模型教學。模型教學是在想象、類比的基礎上，建立一個適當的模型來反映和代替客觀對象，并通過對這個模型的研究來解釋客觀對象的形態、特征以及本質。模型的原型就是被反映和代替的對象。模型也是對具體事物、問題的簡化和特征化。在本文中大致將模型分為物理模型、概念模型和數學模型。

二、模型教學理論依據

（一）教學直觀。模型教學通過適當的模型選擇向學生直觀展示化學知識、化學原理，能有效提高學習的效率。模型教學是一種非常直觀的教學方式。在直觀教學中，模型教學通過標本、符號、實物模型等作為載體，傳遞教學信息，達到讓學生更好理解化學的目的。化學是一門以實驗為基礎的科學，有些化學原理單靠教材的文字、圖片來闡述對學生來說太平面了，往往很難更好的理解。因此模型教學的直觀有效的縮短了學生書本與教材之間的距離，讓學生吃透教材。

（二）課程新改革下的學生為主體教學模式。在教學新改革的前提下，化學教學也應該在原有優秀的教學體系的基礎上，不斷引進新的教學模式。教學應該以學生為主體，教師要改變以往的教學觀念，完成從知識傳教者到獲取知識參與者的轉變。模型教學的添加，讓學生在學習化學的過程中不再是被動的吸收信息，而是通過對模型的仔細觀察和分析，獲取信息，并將信息轉化為自己的知識，添加到自己的知識體系當中去。模型教學培養了學生學習化學的興趣，同時在教師的引導下學生自主學習化學的能力得到提高。

（三）有利于學生構建知識系統。人一生中要學習和掌握的知識很多很多，在日常生活中聽覺嗅覺視覺只要還正常進行就是一個不斷接觸新事物學習新事物的過程。對于這些大量的知識，人腦在儲存的時候絕不是雜亂無章的。這里涉及到一個概念，圖式理論。人腦中的知識單元、知識組塊和知識系統就是圖式，它是指圍繞某一個主題組織起來的知識表征和貯存方式。人腦儲存的知識非常系統化，而我們提到的模型教學中的概念模型，它就是通過繪制概念圖將概念之間的聯系形象化、具體化、系統化以及圖形可視化。這種模型有利于學生構建知識系統，對知識系統記憶不僅能提高學生記憶的效率，在一定程度上也是對知識的一種整理，有利于在現有知識體系上，不斷添加新的知識并且避免知識混淆。

三、開展模型教學策略

（一）對物理模型的應用。所謂物理模型是根據事物的特征，用圖畫或者實物模擬出的模型。我們見過的著名的DNA雙螺旋結構就是根據DNA的結構特性構建出來的物理實物模型。物理模型在化學教學中的應用在很早之前就已經產生，在高中化學中，比較常見的有原子結構模型、有機化合物分子的球棍模型。在化學教學中，教師可以要求學生自己動手搭建物理模型，用木棍、紙張、橡皮泥或者面團作為制作材料，不需要十分精細或者精美。這樣的教學方式不僅有利于學生掌握化學知識，同時也培養了學生的動手能力，增加了學生的創造力。

以甲烷為例，教師改良傳統的物理模型教學，加強在化學教學中模型教學的開展活動。甲烷是高中化學中結構最簡單的有機物，但是學生對于學習有機化學還是比較陌生，對有機化合物中舊鍵斷裂新鍵產生這部分知識不能很好的理解。因此教師可以準備甲烷的球棍模型，探究甲烷的空間結構，深刻理解為什么甲烷的結構是正四面體的立體構型，并引導學生思考碳氫原子以1：4組成分子是否有可能還會有哪些別的構型。物理模型教學的應用使學生更直觀地認識化學物質以及化學原理，有利于學生更好地掌握化學知識。

（二）對概念模型的應用。概念模型主要是運用文字符號等圖的形式對事物的內在規律和原理進行闡述和解說。概念圖將概念之間的聯系形象化、具體化、系統化以及圖形可視化。概念模型相對來說較為直觀，清楚地揭示了事物的主要特征和本質，形象表達了實物的具體內涵，通俗易懂。在化學教學中使用概念圖，將最基礎最典型的化學知識、化學問題和研究方法介紹給學生，學生通過思考，掌握探索化學問題的方法，提高解決實際問題的能力。

概念圖可以運用在復習課上。化學雖然是一門以實驗為基礎的學科。但是化學中涉及的化學規律、反應原理等，都是需要學生不斷進行記憶和鞏固的。因此通過概念模型可以幫助學生鞏固深化已經學習過的知識。首先根據教學大綱確定復習內容，學生自主理順知識脈絡，通過習題練習提升化學能力。在學生自主理順知識脈絡時，概念圖成為學生自主學習的有力工具。學生通過畫概念圖發現知識間的關系，建立屬于學生自己的知識體系，完善知識結構，提高對化學的掌握度。

（三）對數字模型的應用。高中化學的數學模型大致可以分為數式模型和圖形模型兩種：例如函數式、方程式、不等式等用數學式子表達的屬于數式模型；而邏輯結構圖、流程圖、鼠標圖等屬于圖形模型。數學模型通過對符號、式子以及圖形來對實際課本中抽象的實物進行模擬轉變成為簡潔的數式模型或者圖形模型，以此來解釋某些客觀現象，并在一定程度上預測未來的發展規律。學生在解答晶胞計算一般就會借助圖形模型。由此可以看出它的建立需要學生對問題深入細致的觀察和探析，并且需要靈活巧妙地利用各種數學知識。

化學反應中的放熱反應和吸熱反應，是教學大綱要求學生必修的化學知識。數學模型的應用幫助學生從微觀角度對化學反應中能量的變化作出分析。斷開化學鍵以及生成新的化學鍵這整個過程中的放能和吸能關系，通過數學模型，列出不等式，得出結論。從而使得學生熟練掌握熱效應、燃燒熱、中和熱、焓變等化學概念。

四、結論

總而言之，在新改革的要求下，化學模型教學大致可以發展為物理模型、概念模型、數學模型三大類。不論是哪種模型教學，模型在化學這門實驗科學中發揮了巨大的作用，希望本文能對推動化學模型教學、促進化學模型建構教學起到一定的作用。

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