核心素養視角下的高中化學建模教學研究與實踐

◎ 張曉莉

隨著新課程改革在高中教學工作中的逐漸深入，提高學生們的思維能力與核心素養已經成為高中化學課堂的實際教學目標。這就需要高中化學教師采用高效的教學方法，而化學建模教學正是提高化學教學效率的重要方法，有效的化學建模教學更好地提高學生們對知識的真實掌握能力與個人的核心素養。新課改時期下的高中化學老師在開展化學建模課堂教學時需要高度重視建模教學的作用，明確掌握高中化學建模教學存在的問題，主動創新建模教學觀念與實際教學方法，給高中生們的化學學習給予更為廣闊的思考與提升空間，為其未來的學習與工作打下基礎。

一、化學建模介紹

化學模型是抽象的模擬，其主要是借助化學符號、公式與圖形等內容來刻畫不同的事物，從而體現其本質與內在聯系，正確且有效的化學模型能解決實際問題，解釋現實問題或者預測未來的發展[1]，對于解決或者控制某一問題的進一步發展有著極為重要的作用。化學模型不是實際問題的直接顯示，而是要求我們對實際的現象與問題進行深入的觀察和分析，并靈活應用不同的化學知識來進行建立的。這種應用知識從實際問題中抽象、提煉出化學模型的真實過程就是化學建模。化學建模是有效的思考方法，通過抽象問題來解決實際問題的有效方法，而化學建模教學在高中化學課堂中正是有著一定的良好應用效果，其能夠成為學生學習化學知識、提高化學應用能力及個人的綜合素質的最佳結合點，同時還可以激發學生學習化學的興趣，培養學生們化學素養的良好提升。

二、化學建模教學的應用意義

1.培養學生的創新能力

有效的化學建模教學能夠培養學生們的創新創造能力，化學建模實際上是對知識的學習與改造的智力活動，同時也是分析問題、解決問題的重要方法。化學建模思想在本質上來說為構造模型，其作為理論與實踐的結合，在高中化學課堂中應用建模教學也能有效地激發學生的創新意識。但是化學模型的搭建具備一定的難度，這需要高中生們對知識的掌握程度與模型的創新構建能力較強。化學建模活動還要求學生們具備一定的思維深刻性與觀察、類比等化學的綜合能力，以此來更好地把實際的問題抽象為化學問題。

2.培養學生分析、解決問題的能力

化學建模實質上是用化學語言來表達實際問題的方法，其是一種實踐性與學習性結合的思維活動。化學建模的過程主要包括假設、分析、抽象、總結等多個過程，學生們在化學建模的過程中需要綜合實際情況與學習內容來進行全面的考慮，同時還需要驗證化學模型的合理，在持續的思考與實踐過程中能夠培養學生們主動思考、分析并最終解決問題的能力，促進高中班級學生們的個人能力與綜合素質發展。

3.擴大學生的知識面

化學建模的過程中需要學生們綜合應用豐富的化學知識，同時還應該具備廣泛的化學思維與化學方法，主動了解經濟、社會、環境等多方面的問題，在這個過程中也能夠不斷地拓展學生們的個人眼界與學習知識面，發展班級高中生們的個人自主學習與思考的綜合能力，發展學生們的個人能力與素質。

三、高中化學建模教學策略

1.結合實際生活引導學生進行建模

在高中開展化學建模教學的根本目的是為了加強學生的化學思維，促使學生將所學知識應用到實際生活中。在最開始培養學生建模能力的時候，教師應當合理地利用化學建模方法來促使學生解決一些實際生活中的問題[2]。就目前的情況來說，高中在開展建模教學的時候仍舊存在一定的問題，高中化學建模教學與實際生活過于脫節，這在很大程度上降低了學生建模能力的培養，沒有促使學生養成建模意識。因此現階段，教師應當積極的鼓勵學生結合實際生活進行建模，并嘗試將實際問題利用化學模型展現出來，以此來培養學生的建模意識。化學教師應當對學生進行針對性的培養，以此來最大限度地提升學生的建模意識。例如，在講解分子立體結構中的“SP 型的三種雜化”時，教師就可以結合生活中的氣球來進行模型的構建，直線結構為兩個氣球黏在一起的組合，平面三角形類比三個氣球黏在一起，正四面體的雜化對應四個氣球黏在一起，加強學生對SP 雜化問題的理解。

2.創設有效的教學情境

高中化學老師們需要通過創設有效的情境來帶領高中生們更好地體會建模的過程。所有化學知識內容的形成與出現都與建模有著密切的聯系，所以高中生們在學習化學的過程也是學生學習建模的過程。新時期下的高中化學改革需要教師們重點關注高中生們的知識學習與知識體系的構建過程，因此老師們就需要指導學生們在真實有效的情境中發現化學問題，并以此為依據來抽象出模型，從而幫助學生們更好地運用已經學過的知識來處理問題。高中化學老師們在進行建模教學時需要結合學生們的個人認知基礎與真實學習內容來建設教學情境，幫助學生們更好地體會化學建模的過程[3]。比如老師在解決《化學反應原理》中的水溶液的離子平衡內容就通過建構模型展示溶液 PH 值的變化規律，使抽象的問題具象化，從而提高課堂的有效性。老師還需要依據高中生們的個人實際情況，從離子平衡等內容的特點來進行情境的創設，從而充分激發學生們的個人學習主動性，加強學生對知識的理解。

3.設計問題鍛煉建模能力

雖然應用類的化學問題與化學建模存在一定的區別，但真實問題卻是理論與建模的直接聯系。高中時期正是學生們的抽象思維飛速進步的階段，所以在高中化學建模課堂上引入化學課堂也能夠發展學生們的建模能力與化學素養，促進學生們自身學習效率的提高[4]。如今的真實問題通常是命題教師結合實際生活中的問題進行提煉與抽象形成的，老師在提出真實問題時已經進行了化學建模的前兩個過程:分析問題與假設模型，而高中學生們應該進行的任務就是設立模型并求解模型。所以真實問題正是良好的訓練并提高高中生們個人建模能力的材料，高中化學老師們需要主要重視高中生們處理真實問題的真實過程，深入分析學生的思維特點，并主動加入建模思想的滲透，就需要指導高中生們結合變量來設立有關的化學模型，對模型深入研究從而更好地解決實際的問題。

結語:總而言之，開展高中化學建模教學能夠極大地提高學生的創新能力，在一定程度上能夠促進學生運用所學知識解決實際生活中的問題。因此，高中化學教師應當注重培養學生們的化學建模能力。此外，教師也應當加強自己的專業知識，以便更好地開展化學建模教學。