高中化学建模教学对于提升学生科学思维的培养

丁美平

摘 要：近些年西方国家越来越重视建模思想的培养，并且逐渐发展成为科学教育的一项重要内容。现阶段国内高中化学教育也越来越注重对学生思维能力的培养，体现了素质教育背景下持续推进化学教学理念的改革。分析了高中化学实施建模教学的主要意义，并结合教学实践提出几点教学策略。

关键词：科学教育;化学建模;素质教育;教学改革

有效建立模型并能够利用模型解决学习过程中遇到的化学问题是培养科学思维的关键。在国内的教学实践中教师受到应试教育影响并没有给予科学思维培养应有的重视，这与素质教育的核心理念相悖。建模教学模式最初出现在国外，近几年在国内兴起，其在教学实践中体现出的独特优势得到了教育工作者的一致认可。如何有效结合国情开展建模教学已经成为一个热点问题。

一、高中化学实施建模教学的意义

高中化学是素质教育体系中的重要课程，《普通高中化学课程标准（实验）》明确指出高中化学教育的主旨是为了帮助学生掌握能够满足自身发展需求所需的知识体系和技能，培养学生运用知识分析和解决问题的能力，培养学生正确的价值观。高中化学教学课程应当将科学方法和科学思维的培养作为重点，要求学生能够正确地认识实验、假说、模型，利用科学的方法进行实验设计验证假说得到结论，并能够利用文字、图表、模型等化学语言进行诠释。因此，化学建模教学不仅体现了素质教育的核心理念和社会发展的高素质人才需求，也是提升学生思维品质培养学生探索精神的重要手段，将会使学生终身受益。

二、高中化学实施建模教学的策略

（一）结合物质基础，构建具体化模型

建模教学是化学学科教学的重要模式，结合物质基础进行建模，能够构建出具体化的模型，增强学生对知识的理解。学生结合已有的知识经验来进行归纳和总结，将对具体知识点的认知从感性提升到理性的高度，促使学生能够应用化学模型来解决生活实际中的问题，这对于提升学生的科学思维具有重要意义。

例如，教师在介绍“物质的立体构型”的相关内容时，为了让学生理解不同原子构成的物质不同，即便是相同原子，结构不同组成的物质也千差万别这一知识内容，教师借助化学模型能够给学生更加直观的印象。石墨的结构较为特殊，原子一层一层排列，同层原子间通过共价键链接，而不同层原子则借助范德华力作用到一起。金刚石和C60均是由原子直接构成的，前者碳原子成正六边形排列，后者原子成球状排列。又如：“H2O2”从化学式上来看，学生第一印象往往是该分子结构应当是对称的，因而属于非极性分子。但教师可以通过建立“H2O2”的分子模型，學生便能够更加直观地认识到分子中的两个氢键并非在一条直线上对称排列，而是存在一个角度，这就意味着“H2O2”属于极性分子。由此可见，通过这一建模过程，学生对于化学知识的概念就能够具有更加深刻的了解，同时学生的思维能力也能够得到很大的提升。

（二）把握物质特性，构建抽象化模型

在化学教学中有些概念较为抽象，教师在建模的过程中要考虑到学生的理解能力，既要通过模型表现出共性的规律，又要体现出不同物质间的个性差异，提升学生解决实际问题的能力。通过建立抽象的化学模型，让学生在把握物质特性的基础上，发现物质的内在规律，极大地提升学生的思维能力。

例如，建立氧化还原反应模型，教师可以把氧气与铜反应生成氧化铜，而氢气又与氧化铜反应生成铜，作为典型案例，帮助学生理解氧化反应、还原反应的普适规律;在讲解酸的性质时，教师可将生活中常见的硫酸作为典型案例，它能够体现出酸性物质的共性，同时也有自己的特性，浓硫酸具有很强的脱水性、氧化性以及吸水性;不同原子的化合价在元素周期律中体现出随原子序数递增的周期性变化，这是大多数原子的共性，但是F只有0价和-1价，并没有正化合价，这是特例。通过建立抽象的化学模型，学生更容易从物质的本质角度来发现和归纳出一定的规律，从而提升自身的科学思维能力。

（三）降低建模难度，注重思维培养

化学建模教学的本质是为了培养学生的思维能力，提升学生解决现实问题的能力，但在现阶段的教学实践中，大多数学校过于重视应试能力的培养而忽略了对学生内在素养的提升。因此，多数学生对建模教学感到陌生，甚至会有些不适应，教师需要适当地降低建模的难度，通过一些简单的例子来提升学生的信心，激发学生的参与建模活动的热情，让学生切实感受到建模教学给予的帮助。化学是一门典型的实验性学科，学生在参与实践探究的过程中才能够真正地锻炼探索精神，从而通过实验建立起化学模型，掌握抽象的概念。

综上所述，高中化学建模教学对于培养学生科学思维具有重要的现实意义，教师在教学实践中应当给予足够的重视，不断优化教学策略，为学生的终身发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]卢胜彬.高中化学建模教学的研究[D].广西师范大学，2015.

[2]赵剑雪.中学教学中化学建模的实践和思考[J].铁道师院学报，2002（3）：58-64.

编辑 王彦清