初中生化学模型思维能力的学习进程

韦文金++肖维

摘要：在初中化学学习的历程里，模型思维的历程实质上是课程表达模型与学生心智模型之间的交互作用。以模型为基础的学习即学生运用其先前知识储备，在情境中建构新的信息，通过形成、使用、修正与强化的反复过程，使心智模型得予建构，并不断地矫正模型，延伸自身的知识或进行概念转变，最终形成模型思维能力。

关键词：初中生；化学；模型思维能力；学习进程

九年义务教育化学课程标准强调“帮助学生用微粒的观念去学习化学，通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学现象的本质”，虽然在相应课程文件中均强调模型的重要性，但对于什么是模型、如何培养学生的模型思维能力却没有明确的说明。基于己有研究，笔者将有关模型思维能力的学习进程如下进行。

一、化学模型思维能力的

近年来，为促使学生对化学概念及化学知识本质的深刻理解，许多学者都强烈呼吁在科学教学中务必让学生积极从事模型的理解、建构、评估和实践活动。

（一）模型

“模型”其实是原型的一种抽象，其舍去了原型的一些次要的细节、非本质的联系，以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系的本质特征的物质形式或思维形式的类似物。而作为现代科学认识手段和思维方法，是科学认识过程中抽象化与具体化的辩证统一。同时具有如下功能：

1.描述功能 模型是对研究对象的一种简化描述，它简化且理想化地再现原型与研究目的有关的各种基本因素和基本联系，略去次要的、非本质的细节。

2.解释功能 通过模型形成了一个关于事物内部如何作用的假想机制，然后模拟、类比和推测事物的结构和过程，从而达到对现象的解释。

3.预测功能 在模型的抽象过程中，舍去了大量次要的细节材料，突出了事物或过程的主要特征，因而更便于发挥逻辑思维的力量，使得模型的研究结果能够超越现有条件，指示研究的方向，形成科学的预见。

（三）模型思维

在化学学习中，学生以情景中建构新的信息，通过形成、使用、修正与强化的反复过程，使心智模型得予建构，并不断地矫正模型，延伸自身的知识或进行概念转变，最终形成模型思维。

（四）化学模型思维能力

化学很多基本规律和基本理论的建立，往往都是以能揭示事物本质特征的某种简化模型为基础的，化学的发展过程从某种程度上可以说是一个不断建立模型、运用模型和修正模型的过程。例如科学家为了揭示原子结构的奥秘，先后提出了“实心球”、“葡萄干蛋糕”、“电子云式”等原子模型，从而不断深化了对原子结构本质的认识；为了解释化学变化的本质及其能量变化，化学家提出了活化分子有效碰撞理论模型；为了研究气体的行为提出了理想气体模型……模型思维方式把化学事物加以高度抽象，抓住原型客体中的主要矛盾及主要特性，从而揭示更深刻的本质和规律性。

总之，在化学学习中，当客观对象并不能直接研究时，在进行一定的观察、实验和对所获得的科学事实进行初步的概括之后，常常要利用想象、抽象、类比等方法，建构一个简化的又能集中反映客体本质关系的模型，并通过对模型的研究揭示原型客体的形态、本质和特征，此即模型思维方式。

二、初中生模型思维能力的学习进程

欲培养学生模型思维能力，必先了解模型思维的学习进程，才能让学生在学习中掌握化学的相关概念、微观物质结构等知识内容。对“模型”的学习要求涉及到对模型本身的认识和理解、运用多种模型去表征和解释现象以及建构模型并评价模型等。为更好地了解学生在各个水平上的具体表现，本研究借鉴杨玉琴博士对模型学习水平的研究，以及我国的初中化学课程的具体内容，建立了如表1所示的“模型思维能力”学习进程。

然而，在建构“模型思维能力”学习进程时，对模型的理解是一个单独的水平，建立在对模型基本认识的基础上，学生模型思维能力的发展极大地依赖于他们的先前知识和能力，以及学生对要建模的系统的理解，当学生的理解发展时，他们的模型思维也将更加精致。

三、教学建议与展望

化学模型是依据一定的研究目的对原型进行了某种程度的简化，突出原型客体的主要矛盾或矛盾的主要方面，暂时地忽略了次要矛盾或矛盾的次要方面。这种简化是在一定条件下进行的，即模型的建立是对原型有条件的“摹写”。

因此，由化学模型来认识原型，会与原型实际并不完全一致。故在应用化学模型去解决与原型相类似的化学问题时，应注意化学模型的适用范围，否则就会出现错误。

参考文献：

[1] 陶忠华.生物学模型教学探析[J].生物学教学，2006，31（8）：17-19

[2]教育部.全日制义务教育化学课程标准（实验稿>[S].北京：北京师范大学出版社，2011：22

[3]杨玉琴. 化学学科能力及其测评研究[D].华东师范大学，2012：125