高中化學“模型認知”能力的培養策略

彭主瑞

[摘 要] “模型認知”能力是通過抽象或簡化方法來建構物質及變化的基本規律模型。關注“模型認知”能力的培養，引領學生運用所學的化學知識，正確判斷、解釋、說明有關化學現象及問題，提升理解模型、運用模型、建構模型的綜合素養。

[關鍵詞] 高中化學;“模型認知”;發展對策

“模型認知”是化學特質的思維方法，也是構成化學核心素養的重要內容。“模型認知”是基于對化學實驗事實的比較分析、概括歸納后抽象出的方法建構模型，再現物質變化規律，主要有認識模型、理解模型、運用模型、建構模型四個層次。教師要突出學生“模型認知”能力的發展，主要從四方面來推進。

一、依托樹狀思維導圖來幫助學生構建化學知識體系

對于“模型認知”能力的最低層次是“認識模型”，就是讓學生對所學化學知識點具備初步認識、表達、復述、再現、辨識的能力。如在化學實驗里，分離與提純的操作模型有“蒸餾、干餾、萃取”等方法，這些概念的辨析都屬于“認識模型”范疇。如果對相關化學概念辨識不清，則在面對相關試題時難以正確解答。所以，我們在優化學生“認識模型”教學時，要注重對化學考點內容進行全面梳理，把握高考大綱要求，建構化學知識點的“認識模型”，借助樹狀思維導圖方式，構建化學知識網絡體系。如在新制氯水實驗中，對于溶液中五種粒子及性質的學習，可以通過思維導圖方式分別呈現。對于氯氣，具有氧化性，能夠與鐵離子、溴離子、碘離子等發生反應;對于氯離子，可以加入硝酸銀生成白色沉淀;對于次氯酸，具有不穩定性，在強光下會產生氣泡，同時具有漂白性，能夠對有色布條或品紅溶液進行褪色，可以使紫色石蕊溶液變紅褪色;氫離子具有酸性，在活潑金屬、碳酸鹽作用下會產生氣泡。思維導圖是一種表達發散性思維的有效圖形思維教學工具，可以結合化學知識點，通過思維導圖進行整合，對所學化學知識點進行串聯并以樹狀形式展現，促進學生圍繞化學關鍵詞，將化學知識點進行完整識記，夯實學生化學基礎。

二、對易混淆知識點引入“理解模型”來提升備課能力

在化學學習中，一些知識點具有相似性，學生在復習時易混淆，導致解題時出錯。針對這些易混淆知識點，一方面要加強學生的辨析，另一方面可以通過搭建“理解模型”，增強學生對化學知識點的認識。如，對氫氧化鈉與醋酸兩者的反應，讓學生從化學反應來認識“完全反應”的概念，當PH=7時，及反應后醋酸與醋酸鈉物質的量濃度比為1：1，應用電荷守恒、物料守恒來分析離子濃度的比較。一些學生誤認為PH=7是完全反應的條件，影響相關試題的正確理解，對醋酸與醋酸鈉的濃度比分析，加深學生對電離、水解程度的深刻認識。這類題型，多以易混淆的兩類化學知識點為比較對象，教師要讓學生從挖掘化學本質，多角度探析“理解模型”的應用，增強學生的化學備課能力。

三、創設“運用模型”情境來提升學生的解題實踐能力

在化學學科核心素養中，應用能力是關鍵。研究和學習化學，要注重知識學習與實際應用的關聯，運用化學知識、方法，來解決實際問題，提升化學知識應用能力。如，對生產實踐中的工藝流程圖，往往應用到物質轉化模型中。如廢釩催化劑回收工藝，需要從四個方面來搭建情景。一是明確物料的走向，哪些步驟需要加入哪些物質，包含哪些反應，生成或轉化哪些物質;二是明確工藝重點步驟，對于生成中的一些工藝，可能會涉及更多的步驟，需要對其主要步驟進行提煉;三是明確工藝操作，生產實踐中往往需要設定崗位，增加其他設備、材料來優化工藝質量;四是設定具體條件，包括溫度、壓強、PH值等。這些涉及具體生產實踐的化學應用情境，需要從“運用模型”中涵蓋基礎理論、化學反應、實驗方法等應用知識。

四、設計探究任務來提升學生“建構模型”能力

在化學“模型認知”能力發展中，“建構模型”是展現學生創新思維，綜合運用化學知識解決實際問題的重要途徑。綜合性化學實驗題型中，往往需要從探究目的、實驗裝置、物質反應條件、藥品的選擇等方面，讓學生建構實驗模型。如探究硫酸亞鐵的分解產物，推測殘留紅色粉末，運用氧化還原反應規律，建構硫酸亞鐵分解模型，選擇硝酸鋇、品紅試劑等來推測分解產物，并推測實驗現象。可見，“模型認知”能力的發展，需要模型假設的提出，以實際問題來探究化學模型，發展學生“模型認知”思維，促進學生化學關鍵能力的養成。

總之，教學中，我們需要關注學生“模型認知”能力的培養，引領學生運用所學化學知識，正確判斷、解釋、說明有關化學現象及問題，提升理解模型、運用模型、建構模型的綜合素養。

參考文獻：

[1]李鳳.高中生化學建模能力的測評工具開發及應用研究[D].華中師范大學，2017.

（責任編輯：呂研）