基于“模型認知”的高中化學教學研究

陳蘭芳

摘 要：“模型認知”是高中化學學科核心素養的主要組成部分。基于“模型認知”的高中化學教學活動是提升教學質量與水平的內在需要，是響應新一輪課程改革的具體體現，是激發學生學習潛力的重要舉措。教學實踐中應遵循趣味性原則、參與性原則、鼓勵性原則和優化性原則。注重信息技術的應用、開展模型制作活動、創設模型應用情境、重視互動與交流，使學生牢固掌握相關化學知識的同時，“模型認知”核心素養也得到有效的鍛煉與發展。

關鍵詞：模型認知;高中化學;教學研究

模型是對相關問題以及過程的抽象性概括，在指引人們更好地解決實際問題中發揮著極其重要的指導作用[1]。高中化學涵蓋很多的模型，如氧化還原反應模型、電化學模型、化學平衡模型等，這些模型不僅是學生學習的重要知識點，也是高考的熱門考點。教學實踐中不能僅僅滿足學生掌握相關的理論知識，更應注重提升其模型的認知能力，使其能夠透過現象看本質，能夠靈活、正確地應用相關化學模型解決問題。教師在做好日常教學活動的總結與反思的同時，應多與其他教師溝通交流，借鑒他人的教學思路，做好自身教學細節上的優化與調整，使學生能夠準確地把握模型，理解模型，靈活應用模型。

一、基于“模型認知”的高中化學教學活動的意義

高中化學課程標準將模型認知素養納入核心素養的重要內容，同時劃分了模型認知素養的不同水平，給高中化學教學活動指明了方向，提出了要求。那么模型認知下高中化學教學活動究竟有哪些現實的意義呢？

其一，是提升教學質量與水平的內在需要。眾所周知，高中化學知識點多而零碎，基于不同的知識點能夠拓展出各種各樣的問題情境，如何提升教學質量與水平深受廣大教育工作者的關注。模型認知下開展教學活動能給學生帶來良好啟發，使其自覺、主動地關注與學習相關模型，依托具體模型將零碎知識串聯起來，幫助其構建系統知識體系的同時，實現對所學知識清晰、深層次理解。其二，是響應新一輪課程改革的具體體現。當前新一輪課程改革穩步推進，培養學生的核心素養成為貫徹新一輪課程改革的具體要求[2]。模型認知是高中化學學科核心素養的重要構成部分，模型認知下積極開展高中化學教學活動是新一輪課程改革的具體響應，對提升高中階段的教育水平具有重要的促進價值。其三，是激發學生學習潛力的重要舉措。學生是學習活動的主體，激發學生的學習潛力，有助于整個教學任務與目標的達成[3]。模型認知下開展教學活動靈活運用相關的實物模型、計算機軟件以及實踐活動引導學生認識與學習相關化學模型，可有效降低學生的學習枯燥感，增強其學習體驗，激發其學習潛力。

二、基于“模型認知”的高中化學教學應遵循的原則

高中化學教學活動是一項系統性工作，需要做好充分考慮與規劃，尤其應注重遵循相關的原則，避免在教學實施過程中走彎路。實踐表明，模型認知下的教學，應遵循以下原則：

（一）趣味性原則

在高中化學教學中融入趣味性元素，不僅能很好地吸引學生的注意力，還能有效地提升學生的學習體驗，使其能夠自覺主動地克服學習過程中遇到的各種困難，因此實踐中應做好充分準備，結合以往授課經驗靈活運用多種方法與手段，激發化學課堂活力，使學生在愉悅的氛圍中完成相關模型的學習。

（二）參與性原則

實踐表明讓學生參與到學習過程中更能給其留下深刻印象，獲得預期的教學效果，因此，模型認知下開展教學活動時應注重結合學生的已有知識儲備以及相關教學內容，創設相關的問題情境，引導學生參與到模型認知的學習及構建過程中，把握模型相關細節與適用條件，提高其應用的正確性。

（三）鼓勵性原則

學習過程中學生難免會遇到一些問題。為增強其學習的自信心，應注重在教學活動中根據學生的具體表現給予針對性的鼓勵與表揚，使其體會到學習的樂趣。

（四）優化性原則

優化性原則主要包括兩個方面：一方面是指在教學的過程中，引導學生對構建的模型進行認真總結與分析，通過在習題中的具體應用做好模型細節上的優化與調整;另一方面是指在教學過程中，應結合教學效果及時對相關的教學環節進行優化，以便發現教學過程中存在的不足，確保教學目標順利達成。

三、基于“模型認知”的高中化學教學實施策略

在高中化學教學活動中，教師既要做好相關教學理論知識的學習與實踐，又要多進行總結與反思，尋找一套適合學生學習實際的有效策略[4]。結合高中化學學科特點，在高中化學教學活動中應注重以下策略的應用：

（一）注重應用信息技術

高中化學中的模型常常涉及微觀層面的內容，而直接觀察微觀世界的難度較大[5]。為幫助學生更好地構建相關模型，開展教學活動應充分認識到信息技術的優點，借助信息技術增加教學趣味性的同時，使學生更好地認識與理解相關模型。一方面，結合要講解的化學模型，制作相關的多媒體課件。在多媒體課件中放大化地呈現相關物質的內部結構或者化學反應的微觀過程，在學生的頭腦中留下深刻印象，使其更好地理解化學物質或化學反應。另一方面，當前教學領域有很多優秀的軟件能夠宏觀地呈現相關化學模型，教學實踐中應注重相關化學軟件的應用，邊為學生講解相關模型邊操作化學軟件，搭建相關化學模型。如此化抽象為直觀，可給學生帶來良好的學習體驗，使其更加深入地認識與理解，牢固掌握相關化學模型。

例如，氧化還原反應模型是高中化學的重點模型，貫穿整個高中化學。實踐中為使學生更好地認識該模型，可制作相關的多媒體動畫。課堂上圍繞具體的氧化還原反應，直觀地展示化學反應中哪些物質失去電子，哪些物質得到電子，這樣不僅能夠使學生更好地理解氧化劑、還原劑、氧化產物與還原產物的概念，還能夠更好地認識氧化還原反應模型的本質。同時，結合對相關物質反應前后化合價的變化，幫助學生構建微觀與宏觀之間的關系。實踐發現多媒體動畫很好地吸引了學生的注意力，降低了學生的認識與學習難度，大多數學生能夠當堂掌握這一模型。不僅如此，授課中還應圍繞多媒體課件設計問題，要求學生思考，激活高中化學課堂，營造活潑課堂氛圍，激發學生有深度地思考、理解模型。原電池與電解池是高中化學兩個非常重要的模型，兩個模型之間有著密切聯系，很多學生很容易搞混淆。高中化學部分習題會同時考查兩個模型，對學生模型認知能力具有一定要求[6]。為使學生更好地掌握兩個模型之間的區別與聯系，設計如下問題讓學生思考，幫助學生更好地構建兩個模型：如何判斷原電池與電解池的電極以及名稱？如何分析原電池與電解池兩電極物質的放電順序？原電池與電解池中的電子移動方向有怎樣的規律？電解液中離子移動方向又是怎樣的？教師根據學生回答問題的情況，有針對性地進行指導，再使用多媒體動畫展示原電池、電解池的區別，師生共同構建模型，這樣學生就能更好地深化對兩個模型的認識。

（二）開展模型制作活動

在高中化學教學活動中，為使學生參與到模型的構建中，避免其走進模型認識的誤區，正確應用模型解釋相關化學反應現象解決相關問題，應結合具體教學內容，積極組織學生開展模型制作活動。一方面，與學生一起回顧所學的化學模型理論知識，做好理論知識的總結，尤其注重區分不同化學模型之間的區別與聯系，為實物模型的制作奠定堅實基礎。另一方面，為提高學生制作化學模型的成功率，激發學生動手的積極性，應結合模型的難易程度將學生劃分成若干小組，使其以小組為單位，互幫互助，共同克服模型制作過程中的問題。同時，可要求不同小組之間開展比賽活動，比一比看哪個小組能在最短的時間內正確地制作出相關的實物模型，并在課堂上提出表揚。如此開展教學活動，既能營造寬松活潑的課堂氛圍，又能很好地鍛煉學生的合作意識與能力，深化對化學模型的認知[7]。

例如，為使學生更好地認識分子結構、晶體結構，掌握常見物質化學鍵類型、化學鍵規律，課堂上可使用思維導圖與學生一起做好該部分內容知識的總結。在此基礎上為學生布置相關物質模型制作的任務。要求學生使用乒乓球、木棍在規定的時間內制作相關實物模型。同時，認真觀察每一個小組制作的實物模型，做好制作模型的點評，使學生能夠認識并及時糾正實物模型中存在的問題。如此可使學生更加清晰地認識不同物質內部結構、化學鍵類型、化學鍵之間的角度關系等，使其認識到物質的物理、化學性質以及內部構成、化學鍵之間有著密切聯系。

（三）創設模型應用情境

在高中化學教學活動中，待學生掌握化學模型后，為使其積累應用模型解決問題的經驗，把握相關的應用技巧以及應用細節，應注重為學生及時創建模型應用情境，組織學生開展相關訓練活動。一方面，注重對學生模型基礎知識的考查。學生對模型基礎知識理解不透徹，那么在解題的過程中很容易出錯，因此，創設模型應用情境時應注重從學生容易混淆、理解不深入的知識點切入，可以提高學生對模型的理解的同時，又能幫助學生樹立學習的自信心。另一方面，注重訓練習題的拓展。創設模型應用情境時應注重適當增加問題難度，針對性地拓展問題，使學生積累綜合分析問題的經驗，對化學模型的認識提升到一個新高度。

例如，化學平衡模型是高中化學的重點、難點模型。該模型涉及很多的基礎知識，完成該模型的構建后可圍繞具體的化學反應，通過改變化學反應的外部條件要求學生分析平衡移動的方向，相關物質在反應后的體積分數變化情況等。為進一步深化學生對化學平衡模型的認識可對訓練問題做進一步延伸，創建等效平衡相關的問題情境，要求學生分析作答，使其搞清楚等效平衡模型的類型以及應用注意事項，遇到相關問題能夠迅速找到正確解題思路。

（四）重視互動與交流

在高中化學教學活動中，為達到預期教學目標應注重構建和諧的師生關系，尤其多與學生互動，了解其對相關模型的認識程度，并給予學生針對性指導，使其更加全面清晰地認識相關化學模型[8]。構建相關化學模型時注重設計相關問題，要求學生認真思考、回答，激活高中化學課堂的同時引導其參與到模型構建中，能夠透過現象看本質，自覺地糾正對相關化學模型的錯誤認識。為更好地了解學生是否正確理解和熟練掌握相關模型，教師應注重與學生進行溝通交流，總結學生在認識與理解上存在哪些問題，在課堂上進行針對性的講解。同時，通過與學生積極互動，為學生總結化學模型的技巧與規律，提高其運用模型解題的效率。另外，高中化學模型較多，部分模型較為抽象，不易理解與掌握。為幫助其克服學習中的困難，使其更好地掌握相關化學模型，增強對化學模型的認知，模型認知下高中化學教學中應注重為其提供總結交流機會，使其養成多總結、多交流的良好習慣。一方面，結合化學模型難易程度在課堂上專門預留一定的空白時間，要求學生理解總結相關模型，避免出現知識漏洞。另一方面，為確保學生在解題中能夠有效地運用模型，應注重鼓勵學生多進行學習上的交流，共同探討模型應用過程中遇到的各種問題，相互學習解題的經驗與技巧。

例如，完成有機物共面、共線模型構建后，課堂上給學生預留總結時間，要求學生及時總結常見的有機物中哪些原子是共面的，哪些原子是共線的，明確判斷原子共面與共線的依據。同時，要求學生結合在日常訓練中的出錯題目，積極開展交流活動，通過與其他學生溝通交流，分析應用模型解題時的不足，尤其多學習他人的解題方法，降低解題的錯誤率，提高應用化學模型解題的靈活性。

結束語

在高中化學教學實踐中，通過對相關理論知識的學習，教師應明確模型認知對高中化學教學活動的重要作用，把握相關的教學原則，尤其應注重多總結與學習相關教學策略。基于教學實踐做好細節上的優化，有助于提升學生的學習體驗，加深學生對化學模型的認識，能夠為學生靈活解決化學問題打下堅實的基礎。

參考文獻

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[3]劉雯.氧化還原認知模型在氯及其化合物復習課中的應用[J].廣州化工，2020，48（22）：173-174，177.

[4]吳星，呂琳，景崤壁.化學學科核心素養中“模型認知”的解讀[J].化學教學，2020（6）：3-8.

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[8]李鵬鴿，龔文慧，秦蕊，等.模型認知素養及其在化學概念教學中的落實[J].教學與管理，2018（4）：64-66.