選課走班背景下，思維建模在化學教學中的應用研究

吳曉艷

摘 要：若要確保選課走班的全面推行，增強教學水平，促進學生的自主能力發展，我國大部分中學都在全面加強教學模式改革。其中，思維建模已成為一個有效的科研方法及認知措施，其能夠將未知轉變成已知，由此來解決未知問題。本文以思維建模為著眼點，探討了其在選課走班背景下在中學化學教學中的具體應用，旨在為廣大一線教師提供指導[1]。

關鍵詞：選課走班;思維建模;中學化學;應用研究

引言：中學化學的根本教學目標是增強學生的科學素養，基于新課改理念的作用下，選課走班已成為我國大部分中學課程改革的一項主要內容。選課走班是一個系統性的教學管理方法，其宗旨是為了充分促進學生的個性化發展，為學生創設豐富多樣的教學課程，其突破了傳統行政班的束縛，對學校班級管理、人員調配、教學模式篩選、教學評價等造成一定的挑戰。若要確保選課走班教學工作的順利推進，在中學化學教學中，不少化學教師應用思維建模模式進行授課，這對增強學生的認知能力和理解能力，對提高學生學習效率發揮重要作用。

一、選課走班的概述及思維建模意義

（一）選課走班的概述

在加強高考政策深化改革的背景下，我國教育部制定了一個重要的教學方案——“選課走班制”。這是高中課程改革的一個典型特點，為了迎合社會發展對多元化人才的基本需求，促進學生的個性化發展，在保障所有學生都獲得基礎發展的背景下，對不同學科實施分層次的教學課程設計，由此能夠讓不同層次的學生都獲得進步。具體來說，選課走班制是以立德樹人、培養學生綜合素養為宗旨，是在嚴格遵循“因材施教”理念的前提下，滿足學生個性化需求而開展的一項全新的教學形式。選課走班一定要滿足“學生選得好、學得好、考得好”的基本要求，為實現學生的全面發展而發揮積極作用。對此，在我國中學化學教學中，選課走班制已全面推進，其根據學生的選課方向、興趣特點、認知能力等進行授課，完全打破了傳統行政班的教學模式，讓填報的學生到指定的地方上課，便于授課教師的全方位掌控和管理，是一個增強教學質量、提高學生興趣的有效教學手段[2]。

（二）意義

思維建模是一個用于解決實際問題、展開科學研究的一個重要方式，其對增強學生的科學素養發揮積極作用。按照課程教學目標分類的基本特點來看，在運用思維建模方法的過程中，需要考慮四個方面的內容：分析模型、感受模型、應用模型、評價模型。由此來看，教學的過程并非瞬間能夠實現的，這需要循序漸進地進行推進?，F今，思維建模在中學化學教學中的應用逐漸受到重視，其對中學化學教師的教學思想、教學模式、教學內容等造成很大的影響。

首先，在中學化學教學中，思維建模是一個理想化且不可或缺的教學方法，其促使學生更全面地了解物質的微觀世界，并通過構建宏觀的物質模型來分析化學實體，由此總結出相應的理論體系。例如通過“有效碰撞理論模型”的理解，學生能夠明確指出“溫度、壓強、催化劑等因素對化學反應速率造成的影響”。這不僅能夠幫助學生對化學現象進行歸納和理解，并且也能夠幫助學生掌握學習化學知識的規律和技巧，從而大大地增強課堂教學效果。

其次，思維建模能夠培養學生的化學思維能力。在實際教學中，教師需要引導學生認識到學習化學的技巧是運用適宜的思維方法。思維模型能夠引導學生通過不同的化學現象尋找事物的變化規律和特點，由此能夠確定一些重要的影響因素，從而迅速解決相關問題。例如在《勒夏特列原理》教學中，教師需要借助于思維模型指出外界相關因素對平衡移動造成的影響，不但能夠讓學生通過假設、演繹等擁有想象能力，而且也能夠增強學生的化學思維能力。

再者，思維建模能夠增強學生的化學學科素質。化學學科素質主要是指化學應用知識、科研能力、學科品質等。在實際教學中，教師需要引導學生明白“為什么”，并且也要讓學生明白“如何獲得和應用”。通過思維建模方法能夠有效地解決“如何獲得”這一問題。例如在分析一些復雜的化學現象時，教師利用思維模型構建，讓問題的解決方式更具有實用性和針對性。這對學生提出化學假設指明了方向，由此能夠使學生充分發揮想象空間，進行有效的推理和辨析，由此能夠獲得相關知識，為培養學生靈活多變的思維能力做鋪墊，從而增強自身的化學學科素養。

二、選課走班背景下，思維建模在中學化學教學中的應用

（一）在概念教學中的應用

由于化學概念理論相對抽象，不易理解，那么如何利用思維模式來幫助學生進行理解和掌握呢？我們在應用思維建模方法的時候，需要扭轉學生的傳統認知思想，增強概念原理的認識功能，引導學生創建核心的化學認知和思想。例如在《溶液濃度的表示》教學中，教師明確指出，溶液濃度一般是通過溶質的質量分數、物質的量濃度這兩種方法進行表達。首先，需要向學生說明溶液的組成要素，然后創建質量分數的概念。在此期間，教師需要為學生展示顏色不一的三種CuSO4溶液，鼓勵學生對其進行觀察，由此判斷溶液濃度大小;其次，分析溶液組成的含義，然后明確與溶液組成相關的關系式，利用簡單的計算，加強對溶質的質量分數的理解效果。隨后，需要與日常生活的實際問題相結合，“溶液稀釋和配置問題的計算”通過化學方程式進行計算，由此能夠案例演練，加深對概念的理解。由此來看，在實際教學中，傳統的教學方法效率不高，學生的理解受限，若要確保學生更深刻地理解相關概念與定義，則需要創設良好的教學情境，利用不斷完善溶質質量分數的概念模式，加深學生對概念的理解與記憶。

（二）在化學性質學習中的應用

研究化學反應的具體性質，則需要結合以往的學習知識創建思維模型。例如在《探究金屬化學性質》教學中，由于很多學生在初中階段已經接觸到相關基礎知識，對此其頭腦中能夠形成一個初步的思維模型，這對于其接下來的研究帶來很大的幫助。教師可以通過“金屬鈉與O2發生化學反應”為例子構建思維模型，其內容主要包括：化學反應、引出疑問、問題解答、思維拓展、模型修正等。教師在引導學生建模的過程中，一開始需要結合學生以往的學習經驗來解答未知問題，然后初步建模，隨后通過思維拓展得到知識的累積，再對原模型進行修正和優化，由此能夠幫助學生打破常規，增強思維的靈活性。再如，在電池反應教學中，由于這一章節的知識點過于抽象，且對學生的綜合能力要求比較高，所以，學生的理解難度極大。尤其是在電池反應的基本理解方面，往往會存在一定的偏差，這對于解決一些綜合性的應用題來說，大部分學生找不到科學、有效的思路。探究其原因，則是由于傳統的教學過于注重電極反應的闡釋，卻忽視了學生對原電池等相關知識的整理與理解，由此導致學生所掌握的知識點過于零碎和分散，所以，必須要通過思維建模的方式進行教學。教師需要通過化學能量轉化層面對原電池的教學內容進行詳細闡述與解析，然后通過實驗演示、學生動手操作等方法，幫助學生對相關內容進行闡釋，由此能夠更直觀地理解不同能量轉化的特點。同時，在學生理解的過程中，還需要鼓勵學生通過聯想以前的舊知識（電流輸出機結構特點）等進行思考，由此能夠探討在電極反應中，“Cu片中電子減少，Zn片中電子增加，出現電勢差，導致電子獲得充足的運動能量，由此獲得電流”，這對于學生下一步進行電池裝置的設計與改裝提供了更具體的支持，以便于學生的學習效率大大提升。

（三）在化學規律教學中的應用

根據新課標的內容發現，在中學化學學習中，教師不能夠過度地依賴傳統的教學模式，則需要利用多元化的教學策略鼓勵學生進行動手實踐，促進學生的合作交流能力不斷提升。在中學化學教學中，教師需要幫助學生掌握認知規律，利用構建思維模型，引導學生探究外界因素對化學反應造成的影響。例如在“化學平衡移動”教學中，教師首先指出溫度、濃度等因素對化學平衡因素造成的影響特點，然后利用勒夏特列理論構建思維模型，然后探討壓強與化學平衡之間的相關性，幫助學生結合實際應用去理解和掌握。在此期間，針對學生提出的任何疑問，教師則需要鼓勵學生在課堂上進行討論，由此能夠更好地尋找答案。這種方式能夠使理論知識變得更加具體和直觀，能夠大大地提高學生的理解能力和應用能力。

（四）在化學計算中的應用

選課走班背景下，隨著教學進度的不斷推進，如果化學計算完全遵循原來的模式，那么會影響學生的掌握效果。對此，在創建化學計算解題模型方面，需要以解答分析、思路設計、方法應用等方面為著眼點，探析其存在的異同點。例如在與物質的量相關計算的過程中，教師需要引導理解物質的量的概念、摩爾單位的含義等，由此通過定量分析法對化學反應進行分析，并給予數據計算，在創建思維模型的過程中，則需要培養學生的思維邏輯能力，以便于創建一種數學模型，方可將相關的計算公式運用其中進行換算，這對下一步的化學學習奠定穩固基礎[3]。

（五）在反應分析中的應用

通過化學反應蘊藏的原理構建思維模型，能夠從中引導學生對一些典型反應的研究。例如在“NH4Cl溶液是否能夠除去Mg（OH）2？”的問題中，通過其化學反應原理進行探討，教師引導學生進行實驗觀察，并對其思維意識進行啟發和引導，從而讓學生將注意力轉移到電解質溶液反應方面。在創建分析模型的時候，需要探討溶液中的離子類型，并對其平衡移動進行分析，根據離子反應探討模型的應用原理，進而對相關類似問題進行分析和解答。對此，在模型創建的過程中，能夠讓學生通過自主學習的方式進行思考，提高學生的遷移能力，促使學生將理論知識與實踐應用相結合，從而增強學生的學習成就感和自豪感。

結束語

根據以上內容的分析我們能夠看出，選課走班背景下，思維建模在中學化學教學中是一個不可或缺的學習方式，其是適應新課改要求的一個重要發展態勢。教師需要規范、有效、積極地引導學生運用思維建模進行學習，這對于培養學生的思維邏輯能力、自主學習能力、創新發展能力等具有極大的幫助。

參考文獻

[1]莫遠英.思維導圖在中學化學教學中的應用研究[J].廣西教育，2016（42）：85-86.

[2]李靜雯.思維導圖在中學化學教學中應用的研究[D].南京師范大學，2006.

[3]梁曉康.思維導圖在高中化學教學中的應用研究[J].中學化學教學參考，2008（7）：5-7.

本文系福建省泉州市石獅市級課題“在新高考背景下，化學思維建模在中學化學的應用研究”（項目編號：SGC—2021）階段性研究成果。