通過建模在中考備考中培養化學科學思維的策略

謝雨惠

【摘要】本文結合近年來廣州市中考命題的特點和教學實踐，結合具體的教學案例，提出了中考備考中通過建模培養學生化學科學思維的一些策略。

【關鍵詞】化學;思維;建模;備考

化學科學思維就是從化學視角研究物質及其變化規律的思路和方法，從宏觀、微觀、符號相結合的視角探究物質及其變化規律的認識方式。近年，中考命題對科學思維能力的考查日益顯著，尤為注重微粒觀、證據推理、實驗能力的考查。初三化學作為化學的啟蒙階段，對學生的科學思維的培養更是責無旁貸。筆者結合自身的教學實踐以及對廣州市中考命題的研究，提出了中考備考中通過建模培養化學科學思維的一些策略。

模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的描述，化學模型包括物理模型和思想模型。模型的使用降低了學習難度，減小學生畏懼化學的心理壓力，有助于提高學生自主學化學的意識，形成化學學科核心素養。微粒觀、元素觀、實驗觀是化學的重要的基本觀念，在中考備考中筆者應用以下三方面建模幫助學生培養的科學思維。

一、宏微符相結合認識反應規律

微粒觀作為一種化學思維方式和特定認識方式始終是中考必須考查的重點。酸、堿、鹽、金屬、氧化物之間的反應規律是初中化學學習核心內容。中考對于這部分內容考查比較多，亦是學生學習的難點。中考復習除了要對各類物質的性質進行歸納整理以為，還要抽絲剝繭，應用宏微符的思維模型認識其反應的本質，使學生能做到從“個性到共性”從“共性到個性”的思維轉化。

在新授課的學習中除了酸和堿之間的反應，教材呈現出反應的微觀示意圖外，其余物質間的反應并沒有進行微觀分析。在復習中教師可以進行補充，并逐一讓學生進行分析歸納，從而認識到酸堿鹽之間的反應本質上即是離子間的反應。

例如：鹽和酸反應生成新鹽和新酸這一反應規律。通過演示把氯化鋇溶液加入稀硫酸溶液中的實驗，讓學生描述實驗現象，寫出相關的化學方程式，結合微觀示意圖分析微觀粒子變化的情況，從而得出參與反應的是Ba和SO，生成物BaSO并不以離子的形式存在。對于堿和鹽、鹽和鹽的反應都可以用相同的方式教學，從而得出復分解反應本質就是離子間反應生成水、氣或沉淀的反應。學生熟悉之后可以嘗試給出微觀離子的反應讓學生說出具體的反應物并預測其實驗現象。如此反復，學生頭腦中自然而然建立了宏微符的模型，微粒觀的科學思維水到渠成，涉及微粒觀的試題定會迎刃而解。

二、元素守恒思想認識反應的本質

元素守恒的思想是化學學習的基本思想慣穿于整個化學學習階段。中考復習可以把其運用于一些專題復習中，使得解題更巧妙，可以應用于多步計算和物質制備等專題。

例如：2018年中考第24題，已知反應I CoO+HSO=== CoSO+HO;反應Ⅱ? 2CoO+4HSO === 4CoSO+O↑+4HO;反應Ⅲ? CoO+2HSO+NaSO===2CoSO+2HO+NaSO求生成CoSO的質量。

該題是涉及多步反應的計算，如果學生能根據元素守恒的思想，運用原子守恒的觀點，找出相關物質，并建立關系式。比如，反應I、Ⅱ、Ⅲ分別為：CoO——CoSO、2CoO——4CoSO、Co2O——2CoSO。再根據物質的質量比進行運算。解題就會變得更巧妙。

對于物質制備的專題復習，除了應用物質之間的反應規律以外，同意需要結合元素守恒的思想解決問題。2020年中考第29題要求學生依據各類物質之間的反應規律，設計兩種制備LiCO的方案。

要制備LiCO根據元素守恒原料中必須要有相應的元素，那么，原料1就可以考慮含Li元素的氧化物、堿、鹽，對于根據反應規律，對于的原料2則可以考慮碳酸、可溶性碳酸鹽，再結合復分解反應的條件逐一篩選確定。

三、增加化學實驗培養化學科學思維

近四年，中考第29題的考查趨勢分析

在知識層面考查了酸堿鹽的主要化學性質、復分解反應、置換反應的條件，在方法層面考查了實驗方案設計以及科學探究思維過程。在觀念層面考查了分類觀、微粒觀、化學實驗觀。科學探究過程的思維模型主要包括：提出問題、形成假設、設計并實施實驗、獲取證據、分析解釋數據、形成結論、反思評價。

在復習課中不能只“紙上談兵”，應該增加化學實驗以培養學生的科學探究思維。物質的變質探究、物質的檢驗、物質的除雜和分離都可以嘗試讓學生先設計實驗方案，然后適當點評指引后進入實驗室實施方案。

例如：探究熟石灰是否變質

創設情景：某興趣小組的同學對一瓶久置的熟石灰粉末的組成進行實驗探究，請你一起參與他們的探究活動。

提出問題：這瓶熟石灰是否已經變質生成了CaCO3？

[猜想]猜想一：熟石灰全部變成了CaCO3。猜想二：熟石灰。猜想三：熟石灰沒有變質。

設計實驗：

學生分組確定實驗步驟后進行實驗驗證自己的猜想。學生有機會體會整個實驗探究的過程，真正用實驗解決實驗問題，在實驗過程中逐步形成實驗觀。

中考備課不應該只是不斷機械地刷題，更應該在掌握好相關知識之外更多地關注學生科學思維培養，使其終生受益。

參考文獻：

[1]張發新.利用模型建構促進學生化學學習[J].化學教育，2017（5）：24 -28.

[2]彭明鋒，陳學敏.立足化學核心素養培養高中生的“證據推理與模型認知” 思維能力[J].教育研究，2021（5）：107-108.

責任編輯? 楊? 杰