模型認知與建構在高中化學中的價值

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《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》明確了高中生化學模型認知與建構的要求，借此滿足高中化學核心素養的訴求，發揮化學教學所有教學資源優勢，助力學生思維認知能力的鍛煉以及問題處理能力的發展，避免傳統記憶性學習帶來的缺陷與不足。再加上高中化學傳統教學漏洞百出，學生的化學模型認知與建構工作一直處于停滯狀態，學生課堂學習收獲也微乎其微，很難滿足新課程標準以及化學核心素養的訴求。所以，重新審視認識高中化學模型認知與建構的價值意義有著一定的必要性，有助于充分發揮化學模型認知建構的效能。對此，筆者將基于對化學模型認知與建構的認識，論述相關的教學策略，以供相關教育工作者參考。

一、高中化學模型認知與建構的價值

（一）有利于導向學生化學深度學習化學模型認知與建構是高中化學教師培養學生核心素養，踐行素質教育理念的首選舉措。在化學模型認知與建構基礎上，學生需從化學文本素材中提煉基礎模型，然后采取多樣化的模型論證手段持續修正優化，不斷完善初步構建的化學模型，同時切實運用于各類型化學問題的思考與解決中，將零碎化的化學知識串聯起來，持續深化模型認知與建構的程度，擺脫淺表性學習狀態。如以“硫的轉化”一課為例，教師需要從SO2的基本化學性質出發，然后逐步引導學生結合SO2的氧化性、還原性以及漂白性等性質進行對應的SO2的化學模型建構，最后再結合生活中一些真實案例進行問題的思考探索。這樣學生就能在化學模型認知與建構的輔助下，對SO2的化學知識持續深入了解，真正意義上擺脫淺表性記憶學習狀態。

（二）有利于創新發展高中化學教學化學模型認知與建構能創新改革傳統的高中化學教學模式。因為在化學模型認知與建構訴求下，高中化學教師必定轉變傳統教學模式基礎，更加注重學生模型建構的各項訴求，并轉化為具體的模型建構目標，導向學生自主分析探討教材知識內容，注重培養學生發現問題、探索知識理論的思想能力，旨在強化學生知識學習的主體性，而不是被動地等待教師的知識灌輸，一定程度上實現了教學理念以及教學舉措的全面革新。以“氮的循環”一課教學為例，教師在高中生模型認知與建構的訴求之下，會從備課環節明確模型建構的核心要素，根據氮氣的性質、氮的氧化物性質、銨鹽的性質以及硝酸的性質等進行具體模型認知與建構目標的設置，并為學生設計一系列的自主學習活動，驅動學生充分調動自身的主觀能動性參與到化學問題的思考與處理中，鍛煉提升高中生理論與實踐融合轉化的能力，而不是機械性記憶氮的各種化學性質，以此來發揮模型認知與建構對高中化學的創新效能。

（三）有利于減輕學生化學學習壓力化學模型認知與建構的價值還體現在其能減輕學生的化學學習壓力，滿足“雙減”政策所提出的學科教育訴求。在化學模型認知與建構的輔助下，學生得以高效地分析各種零碎、片面的化學知識之間的邏輯關系，并在模型建構實踐論證過程中嘗試化學知識的運用，利用簡潔明了的化學圖形、符號等降低學生化學知識學習的難度。同時，保障學生深度理解所需要掌握的化學知識，保證學生參與化學課程的高效性，也借此來減輕學生的化學知識學習壓力，避免題海戰術、記憶性學習等落后教學模式帶給學生的化學學習壓力。以“氧化還原反應”一課的化學模型認知與建構為例，由于氧化還原反應學習難度較大，教師便會運用化學模型認知與建構的優勢，以化學價升降與電子的得與失為核心進行碎片化知識的串聯，簡單直觀地表現二者之間的關系以及氧化還原反應的本質概念，然后再聯系一些真實的案例內容，引導高中生循序漸進地加深自身對氧化還原知識的理解，并在此過程中減輕自身碎片化知識記憶以及機械性訓練的壓力。由此可見，化學模型認知與建構能有效減輕學生的學習壓力。

二、高中化學模型認知與建構的具體策略

（一）構建化學模型建構情境，激發學生模型認知活力高中生作為化學模型認知與建構的主體，其課堂參與的活力與積極性決定著教師所設計的化學教學活動的實際應用效能，影響著學生化學模型建構的實際收獲。唯有將學生真正意義上代入化學模型建構活動中，才能保證所有學生都能獲得實質性的發展。對此，教師可利用化學模型建構情境的創設營造良好的課堂氛圍，利用不同模型建構情境傳遞化學模型建構的要點要素，為學生帶來化學模型建構的靈感，促使學生積極參與到化學模型建構活動中，以此來發揮學生化學模型建構的主觀能動性。以“認識有機物”一課的化學模型認知與建構為例，教師可以日常生活有機物的運用為背景進行化學情境的構建，客觀展示有機物對人們生活的影響。學生由于受到熟悉生活情境的激發，會對有機物的學習產生興趣。然后教師再讓學生嘗試從結構角度切入學習，利用所展示的物理模型分析不同分子式、結構式以及電子式對有機物性質的影響。這樣學生便會積極主動地運用教學情境以及物理模型進行有機物化學模型的認知，力求掌握甲烷的物理性質以及化學性質，熟悉了解取代反應的具體概念，構建完善的有機物認知模型，而教師也發揮了教學情境對高中生化學模型建構的助力效能。

（二）明確化學教材物理要素，導向學生構建物理模型物理模型作為化學基礎模型的核心組成之一，自然也是學生構建個人化學模型不可或缺的內容板塊，決定著學生化學模型認知與構建的收獲。所以教師可深入分析教材所配備的物理模型要素，掌握可利用的實物模型與思想模型，將一些抽象的化學知識概念立體化，將微觀粒子內容宏觀化，帶給學生更為直觀的感官認知體驗，并在此過程中助力學生進行化學模型的建構。以“共價鍵與分子的空間結構”一課為例，由于這一課知識較為抽象，可供選擇的實物模型較多，所以教師可選擇一些可組建的小球、塑料板以及一些積木等，運用于手性碳、分子對稱性以及空間結構等核心抽象模型，讓學生在實體模型的建構輔助下，認知共價鍵以及分子空間結構的具體特點，實現抽象知識的立體化，導向學生構建完整的分子空間物理模型，為后續化學認知模型的建構奠定良好的基礎，以此來幫助學生深層次掌握非極性鍵的判斷、極性分子的結構特點等等，確保學生順利完成這一課的化學模型建構。

（三）篩選數學模型建構素材，應用數學模型建構認知化學教師可利用數學模型輔助學生進行化學模型的建構。數學模型主要是指化學知識學習與運用過程中使用數軸、函數等數學知識進行化學問題的定量分析，輔助學生進行化學數量的轉化與運用，加深學生對各種化學數量的感知能力。為此，教師可靈活運用各種數學技巧手段，并引導學生運用于化學模型認知與建構中，分析處理所遇到的各種化學問題，輔助學生進行化學數量的轉化，建立一定的數量關系，達到數學模型建構帶動學生化學模型認知與建構學習目標。以“化學反應的速率”一課為例，教師可選擇坐標軸、函數等數學關系式表示化學反應速率，讓學生精準運用函數式記錄轉化表示催化劑、底物濃度以及反應時間等不同單一變量影響下，H2O2生產氧氣的速率所受到的影響。而學生將所記錄到的數據進行簡單的處理分析之后，便可得到對應的直角坐標系，繪制出特定的直角坐標系進行數據的表達。這樣學生就能夠根據圖例的展示，進行化學知識的定量分析，實現由化學現象到化學規律再到化學知識的數學定量表達，完成具體的化學認知模型建構，以此來發揮數學模型對學生化學認知模型建構的帶動效能。

（四）落實問題論述模型建構，發展學生問題論述模型問題論述與表達作為化學問題模型的核心組成，通過科學規范論述化學課堂的知識學習成果，并在此過程中獲得一些模型修正與完善的靈感，實現化學模型的二次鞏固完善，助力自身化學模型的認知與構建效率提升。所以，化學問題論述模型的認知與建構理應受到化學教育工作者的重視。對此，教師需要在化學問題模型認知與建構過程中，傳授一些規范化、高效性以及針對性的問題論述模型方法，輔助學生養成良好的問題論述習慣，促使學生按照問題發現、思考以及處理的順序科學地論述各個階段狀況，規范化學生化學模型論證與完善，并利用問題論述模型的構建助力學生持續發展個人的化學模型認知與建構能力。以“自制米酒”一課的化學模型認知與建構為例，教師可先要求學生深入了解制作米酒的基本原理、手段以及注意事項，并初步提出問題：“影響米酒自制的主要因素是什么？”促使學生先掌握后續問題論述的核心內容。然后，教師再讓學生按照制酒現象、制酒規律以及問題總結的問題論述流程進行模型構建，通過問題論述深化學生對制作米酒問題知識模型的認知，并在規范化論述過程中助力學生進行化學模型建構。

綜上所述，通過深入分析探討高中化學模型認知與建構，不難發現其對于高中生化學知識的提升效能是綜合全面的，既能幫助高中生將零碎、片面的化學知識串聯起來，還能鍛煉學生的理論與實踐融合轉化能力，使高中生擺脫淺表性學習狀態。對此，高中化學教師需深入分析化學模型認知與建構的核心價值，結合本班學生學情動向選取最為合適的教學手段，通過模型建構情境、各類型模型建構等舉措切實推動學生進行化學模型認知，最終達到充分發揮化學模型認知與建構的價值的目的。

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作者:王三華 單位:福建省武平縣第二中學