基于模型認知中基本原理構建核心素養探究

張泳儀

【摘 要】核心素養中的證據推理和模型認知在啟蒙化學教學中是重點。化學原理是學生學習化學知識的基礎，原理的認知模式可進行輸入式教學。探究模型認知與基本原理構建，引起中學生學習化學的共鳴。

【關鍵詞】化學素養;模型認知;原理構建;燃燒條件;滅火原理

作為生活在現代社會中的人，衣食住行都離不開化學。化學學科的核心素養貫穿著化學教學的始終，而核心素養中的證據推理和模型認知在九年級的啟蒙化學教學中是重點，也是難點。如何在教學過程中實施化學學科的核心素養，是教師在教學過程中不斷學習、提升的過程。教育部簽發的《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》明確提出“核心素養體系”的概念，將“核心素養體系”放在深化課程改革、落實立德樹人目標的基礎地位，并作為未來發展不可缺少的因素，社會公認為是我國未來基礎教育改革的靈魂。化學學科核心素養包括“宏微結合、模型認知、分類表征、實驗探究”等四個方面。不同的學科包含不同的核心素養，又或是同時包括四方面。在課堂教學中如何滲透化學核心素養則是教學設計的核心。

一、教學中關于模型認知之基本原理的構建設計探究

（一）構建設計理論探究

布魯姆將教育目標分為六類：從低級0到高級分別為：識記、理解、應用、分析、綜合、評價。淺層學習的認知水平停留在識記和理解兩個層面上，學習者被動接受學習內容，對書本知識和教師講授的內容進行簡單的記憶和復制，但對其中內容卻不求甚解，這種學習使學生在課后不久就忘記了所學知識。深層學習的認知水平則對應后面四個層面，指在基于理解的基礎上，學習者能夠批判性地學習知識和事實，并將他們融入原有的認知結構中，能夠在眾多知識間進行聯系，并將已有的知識遷移到新的情境中，做出決策，解決問題。

（二）構建設計方法探究

在《燃燒與滅火》這課題中，學生思維障礙是探究燃燒的條件和滅火的原理，在以往往的教學中，只是教師講述和實驗，然后就直接讓學生通過實驗得出燃燒的條件和滅火原理，是以教師為主，學生為輔的教學方式，是知識輸出與被接受的教學過程。然而這種老式教學方式已不適應目前的教學。如何轉變成以學生為主的課堂，如何構建對基本原理的模型認知是本課題的重點。通過研究證據和模型掲示客觀事物原型的特征、本質和規律的能力就是證據推理和模型變化能力。結合學生現有的知識水平，聯系實際情況及時調整自己的教學設計，打造適合學生的模型認知課。人們對自然的認識過程需要經歷直觀認知—抽象思維—實踐檢驗。學生的知識建構、模型認知也是漸進式、螺旋上升的過程。

老師要把握學生對模型認知的這個過程，利用實驗探究，充分調動學生學習的積極性。老師要給學生提供常見的生活物品，讓學生自己動手探究，引起了學生們的極大興趣，最大限度地調動學生參與探究的積極性。

二、創設情境，對比探討燃燒需要的條件模型構建

燃燒雖然是學生日常生活中一種常見的現象，但如何實踐讓學生通過自己實驗而得出燃燒的條件？經過思考后，決定設計成8個小組，提供不同的物品或條件讓學生產生燃燒，結果學生通過實驗后，得出要成功的產生燃燒的現象需要具備可燃物和溫度達到著火點。設計如下：

通過此環節的設計，學生通過自己的實驗就可以輕易理解燃燒需要可燃物、溫度達到著火點這兩個條件，起到獨立思考、獨立判斷，辯證的分析，做出選擇和決定。

三、引導設問，層層深入，構建從實驗驗證猜想的認知模型

為了進一步深化課程改革，優化課堂教學模式，“基于模型認知的化學‘基本概念、基本原理滲透CASES-T教學模式理論，務求以證據推理和模型認知的思維引領課堂，讓學生對化學事實近似、形象和整體的描述，進而揭示知識的本質和規律。”

利用學生所學知識，結合課本實驗（人教板實驗7-1）進行預測實驗現象或分析，促使學生將知識學以活用。同時引出燃燒需要的第三個條件：需要與氧氣接觸。設計如下：

追問：

a.銅片上的白磷燃燒而紅磷不燃燒，你的依據是什么？

b.銅片上的白磷燃燒而水中白磷不燃燒，說明產生燃燒除去需要同時具備的條件除了可燃物、溫度達到著火點，還需要具備什么條件？

c.若要使水中白磷燃燒，有何方法？（教師進行實驗）

這樣的設計模式就可以讓學生從已有的知識進行猜想，再用實驗驗證猜想，構成了從實驗中得出原理的模型認知。在詮釋了“宏微結合、模型認知、分類表征、實驗探究”等四個化學學科核心素養具體內涵的基礎上，結合典型的課例，闡述學科核心素養在課堂中落實的行動策略，在化學學科課堂走向深度學習的同時，培養學生的學科核心素養。

四、方法與原理相結合模型構建

以這個理念，同樣把滅火的原理與方法也利用這種思路進行設計。如何調動學生的學習主動性，從實驗中來，回到實驗中去，于是把滅火原理及方法的教學過程設計如下：

探究滅火的原理小組實驗：（各小組有一支蠟燭，并點燃）

請各小組把這支燃著的蠟燭熄滅，你們有多少種方法把它撲滅？你的滅火原理是什么？（讓學生小組上討論、展示并歸納）

提升及應用：

下面是一些滅火的實例，試分析其滅火的原理

（1）炒菜時油鍋中的油不慎著火，可用鍋蓋蓋滅或放入較多蔬菜;

（2）堆放雜物的紙箱著火時，可用水澆滅;油罐著火時需用水噴淋降溫;

（3）撲滅森林火災的有效方法之一，是將大火蔓延路線前的一片樹木吹掉，形成隔離帶。

學生通過把一支燃著的蠟燭熄滅，采用了多種方法，同時提升到這些滅火方法的原理，再利用這些原理應用到日常生活中常見的滅火。整體上該節課是從學生的淺層學習入手，從一種被動的學習狀態轉變成主動的學習狀態，從淺層生活（要產生燃燒）提升到深層的化學知識的層面（燃燒的條件），并能夠將已有的知識（如何把燃燒的蠟燭熄滅）遷移到新的情境中（分析滅火實例），做出決策，解決問題。老師突出了實驗探究和證據推理以及情感方面等內容;能讓學生從事實中獲得經驗，知道原理是什么，然后進行運用原理;合理利用多種手段，調動學生的積極性，提高學生的參與度，體現了以學生為主體的課堂特點。這樣的原理構建模型認知模式，既提高了學生的學習主動性，也讓學生在學習過程中構建起科學探究精神。老師從教學理論的角度出發，結合具體化學的教學，解釋了什么是“模型認知”。掌握了合作學習和創設情境教學的精髓，讓學生對化學學習興趣更濃厚。

五、結束語

化學核心素養是未來發展不可缺少的因素。在課堂教學中應將化學知識與生活有機的相結合，教學思路明確，教學設計合理，積極有效地改進探究實驗，有效激發學生的學習欲望。合作學習、分組實驗教學模式充分體現了學生的主體地位，課堂上化學氛圍濃厚、學生學習積極性極高，社會生活離不開化學，只有掌握化學知識，才能甄別生活中的真善美。有的人利用化學知識影響正常人們的生活環境，造假制假;有的人利用化學知識造福人類，提升人們的生活質量。因為社會生活的需求，我們不得不在學生時代使他們具備必要的化學學科素養、思維素養和信息素養等。隨著課程改革的深化，化學核心素養越來越彰顯其服務于生活的魅力。課堂要體現化學核心素養，注重知識的形成過程，在過程中盡量達到完美的效果。

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教育觀念跟隨著時代在進步，現代的教學中對學生的核心素養更加重視。化學過程中教師要重視培養能力，通過以整理推理和模型認知為基礎的實踐教學過程提高學生的核心素養。本文通過探究化學實踐教學的重要性，得出了以證據推理和模型認知為基礎的化學教學方式。問題引導、信息技術兩種方式提高學生的證據推理能力，概念知識理解、給學生充足的模型認知時間兩種方式培養學生的模型認知能力。

為國家培養有用的高素質人才是教育的根本目的，在化學教學中教師要重視核心素養的培養教學，讓學生真正地理解化學學習的意義。證據推理和模型認知能力對于學生的化學學習是非常重要的，證據推理能夠幫助學生深入地探究化學知識，而模型認知能力能夠讓學生將化學多而復雜的知識更好地理解利用起來解決化學問題。在階段，核心素養的教學離不開這兩個能力的培養，化學教師要加強學生的能力培養，幫助學生適應高難度的化學學習。

化學是一門概念知識非常多而且很復雜的科目，知識大多比較抽象，考驗學生的思維能力，而且因為有些知識之間的聯系并不算密切。化學教學中要重視培養學生的模型認知能力，努力讓學生掌握正確的化學學習方法，提高他們的核心素養。

每個科目的學習都是以知識為基礎的，在化學教學過程中，不僅僅要重視為學生建立良好地知識基礎，還要重視能力方面的培養。學生學習的過程中自主能力是非常重要的，教師在他們學習中起的只是引導的作用，使用合適的教學策略讓學生提高證據推理和模型認知的能力。化學教學中，教師要注意觀察每個學生的學習情況，幫助他們在課堂上充分發揮自身的主體作用，提高他們的自主學習能力，為他們日后的化學學習減輕難度，提高他們的核心素養。