利用化學史發展學生模型認知能力的實踐研究

王東 朱韶紅

摘要：以“原子的結構”一課為例，對教學中利用化學史發展學生的模型認知能力的問題展開研究。以化學史為教學情境和線索，設計四階段的模型建構過程，搭建“問題鏈、活動鏈、素養鏈”三位一體的教學框架，實踐反思后提出三個觀點：史料選擇要合理化；建模評價要多樣化；素養生長要具身化。

關鍵詞：化學史；模型認知；模型建構；原子的結構；教學設計

文章編號：1008-0546（2021）11-0002-05中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.11.001

化學是研究物質的組成、結構、性質和變化規律的科學。在化學發展的歷史長河中，化學家們運用模型法詮釋事實、模擬結構、預測性質，并且通過實證的方法不斷修正模型。從這個角度看，一部化學史就是各類化學模型的發展歷史。在新一輪指向核心素養的課程改革背景下，在教學中利用化學史發展學生的模型認知能力，是一個值得研究的方向。所謂“模型認知”就是運用模型去解釋現象、預測可能的性質或做出推斷的思維過程。理解和建構模型是模型認知的前提[1]。原子結構模型，是化學學科的重要模型之一，具有極強的應用和遷移價值。筆者嘗試以化學史為教學線索幫助學生建構這一模型，了解模型的來龍去脈，認識和理解其中蘊含的學科方法和思想，發展學生的模型認知能力。

一、化學史料分析

化學史上，對原子結構的認識經歷了漫長的歷程（見圖1），從古代先賢哲學思辨中的原子到近代道爾頓的原子實心球模型，再到現代薛定諤的電子云模型，其中出現了多個原子結構模型，這些模型都能解釋特定的現象，但也有局限性。……