初中生化學模型思維能力的學習進程

韋文金++肖維

摘要：在初中化學學習的歷程里，模型思維的歷程實質(zhì)上是課程表達模型與學生心智模型之間的交互作用。以模型為基礎的學習即學生運用其先前知識儲備，在情境中建構(gòu)新的信息，通過形成、使用、修正與強化的反復過程，使心智模型得予建構(gòu)，并不斷地矯正模型，延伸自身的知識或進行概念轉(zhuǎn)變，最終形成模型思維能力。

關(guān)鍵詞：初中生；化學；模型思維能力；學習進程

九年義務教育化學課程標準強調(diào)“幫助學生用微粒的觀念去學習化學，通過觀察、想象、類比、模型化等方式使學生初步理解化學現(xiàn)象的本質(zhì)”，雖然在相應課程文件中均強調(diào)模型的重要性，但對于什么是模型、如何培養(yǎng)學生的模型思維能力卻沒有明確的說明。基于己有研究，筆者將有關(guān)模型思維能力的學習進程如下進行。

一、化學模型思維能力的

近年來，為促使學生對化學概念及化學知識本質(zhì)的深刻理解，許多學者都強烈呼吁在科學教學中務必讓學生積極從事模型的理解、建構(gòu)、評估和實踐活動。

（一）模型

“模型”其實是原型的一種抽象，其舍去了原型的一些次要的細節(jié)、非本質(zhì)的聯(lián)系，以簡化和理想化的形式去再現(xiàn)原型的各種復雜結(jié)構(gòu)、功能和聯(lián)系的本質(zhì)特征的物質(zhì)形式或思維形式的類似物。而作為現(xiàn)代科學認識手段和思維方法，是科學認識過程中抽象化與具體化的辯證統(tǒng)一。同時具有如下功能：

1.描述功能 模型是對研究對象的一種簡化描述，它簡化且理想化地再現(xiàn)原型與研究目的有關(guān)的各種基本因素和基本聯(lián)系，略去次要的、非本質(zhì)的細節(jié)。

2.解釋功能 通過模型形成了一個關(guān)于事物內(nèi)部如何作用的假想機制，然后模擬、類比和推測事物的結(jié)構(gòu)和過程，從而達到對現(xiàn)象的解釋。

3.預測功能 在模型的抽象過程中，舍去了大量次要的細節(jié)材料，突出了事物或過程的主要特征，因而更便于發(fā)揮邏輯思維的力量，使得模型的研究結(jié)果能夠超越現(xiàn)有條件，指示研究的方向，形成科學的預見。

（三）模型思維

在化學學習中，學生以情景中建構(gòu)新的信息，通過形成、使用、修正與強化的反復過程，使心智模型得予建構(gòu)，并不斷地矯正模型，延伸自身的知識或進行概念轉(zhuǎn)變，最終形成模型思維。

（四）化學模型思維能力

化學很多基本規(guī)律和基本理論的建立，往往都是以能揭示事物本質(zhì)特征的某種簡化模型為基礎的，化學的發(fā)展過程從某種程度上可以說是一個不斷建立模型、運用模型和修正模型的過程。例如科學家為了揭示原子結(jié)構(gòu)的奧秘，先后提出了“實心球”、“葡萄干蛋糕”、“電子云式”等原子模型，從而不斷深化了對原子結(jié)構(gòu)本質(zhì)的認識；為了解釋化學變化的本質(zhì)及其能量變化，化學家提出了活化分子有效碰撞理論模型；為了研究氣體的行為提出了理想氣體模型……模型思維方式把化學事物加以高度抽象，抓住原型客體中的主要矛盾及主要特性，從而揭示更深刻的本質(zhì)和規(guī)律性。

總之，在化學學習中，當客觀對象并不能直接研究時，在進行一定的觀察、實驗和對所獲得的科學事實進行初步的概括之后，常常要利用想象、抽象、類比等方法，建構(gòu)一個簡化的又能集中反映客體本質(zhì)關(guān)系的模型，并通過對模型的研究揭示原型客體的形態(tài)、本質(zhì)和特征，此即模型思維方式。

二、初中生模型思維能力的學習進程

欲培養(yǎng)學生模型思維能力，必先了解模型思維的學習進程，才能讓學生在學習中掌握化學的相關(guān)概念、微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)等知識內(nèi)容。對“模型”的學習要求涉及到對模型本身的認識和理解、運用多種模型去表征和解釋現(xiàn)象以及建構(gòu)模型并評價模型等。為更好地了解學生在各個水平上的具體表現(xiàn)，本研究借鑒楊玉琴博士對模型學習水平的研究，以及我國的初中化學課程的具體內(nèi)容，建立了如表1所示的“模型思維能力”學習進程。

然而，在建構(gòu)“模型思維能力”學習進程時，對模型的理解是一個單獨的水平，建立在對模型基本認識的基礎上，學生模型思維能力的發(fā)展極大地依賴于他們的先前知識和能力，以及學生對要建模的系統(tǒng)的理解，當學生的理解發(fā)展時，他們的模型思維也將更加精致。

三、教學建議與展望

化學模型是依據(jù)一定的研究目的對原型進行了某種程度的簡化，突出原型客體的主要矛盾或矛盾的主要方面，暫時地忽略了次要矛盾或矛盾的次要方面。這種簡化是在一定條件下進行的，即模型的建立是對原型有條件的“摹寫”。

因此，由化學模型來認識原型，會與原型實際并不完全一致。故在應用化學模型去解決與原型相類似的化學問題時，應注意化學模型的適用范圍，否則就會出現(xiàn)錯誤。

參考文獻：

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