基于整合课程资源聚焦核心素养浅析高中化学模型认知能力的培养策略

吴建军

摘 要：模型认知是一种在化学解题过程中通过分析、推理掌握研究对象构成、本质等的科学方法。建构模型时，可以采用依据原型建模、从理论出发进行建模以及针对问题建模等方式。尤其是在高中化学课堂教学中，教师要更加重视培养学生们的化学模型认知能力，帮助他们树立建模意识，并从中体会化学模型的价值，巩固学生的化学思维及化学素养，从而达到促进学生核心素养发展的目的。

关键词：模型认知;核心素养;培养策略

化学“模型”又分为物理模型与思想模型，其中化学方程式就是思想模型的代表，对思路以及框架的分析基本可构成化学“模型认知”。教师通过建模引导学生认识、分析、推理研究对象的本质与特征等要素，并借助符号、图像、语言等包括数学表达式在内的表达方式建立模型认知，通过现象理解化学的本质与规律。模型认知主要涉及建立模型、研究模型、理解应用模型等过程。本文为了探寻高中化学教学中模型认知的培养策略，针对该维度给出了相关与建议。

一、建构化学模型的主要路径

从今天来看，化学建模已经多多少少被运用在化学教学中，但是对建模的途径依旧没有形成一套系统的认知。现阶段我们总结出的主要有根据原型建模，从问题出发或是从理论出发进行建模等路径。

1.依据原型建模，此构成过程可以总结为“原型–模型–新型”，该过程是一个双向性过程。也就是将某一客观存在事物原型抽象模化为理论上的模型。研究者通过对建成模型的研究，发现该事物原型的构成以及特征。因此，在研究事物的性质时，根据原型建模途径是常用的也是最典型的。

2.针对问题进行建模，可以将其的模型建构过程总结为“问题–模型–求解”，该过程同为双向性过程。想要解决一个问题，必然要有一个针对问题进行思考的思维过程。通常解决问题包括了发现问题、提出问题、做出假设以及检验结果等过程，其中“作出假设”这个过程，就是利用理性逻辑根据已知条件推测问题解决方案的过程。在化学解题过程中，我们可以将之概括为建立一个解决问题的模型。建立一个具有功能性的模型，人们将其应用到具体问题的解决上，通过这个模型去检验和证实假设是否正确。例如：在解决电化学问题、解决化学能力问题中应用思维建模等，这些都是将模型作为解决化学问题的一种思维过程。

3.从理论出发进行建模，该路径的建构过程可总结为：“理论–模型–实践”，该过程依旧为双向性过程，该过程中模型是理论与实践之间的桥梁。一方面在实践的基础上，通过归纳、概括提出模型构建的一种假设，在对这种模型运用假设、演绎等多种科学方法进行检验和证实之后，包括该模型在内的这一假设就能够上升为化学理论。例如在对“阿伏伽德罗定律”进行教学的过程中，可以引导学生对比同一温度、气压下，1mol不同状态物质所占体积;随后归纳出该条件下气体摩尔具有相同体积的模型，再通过分析能够影响物质体积大小的因素，最终理解“阿伏伽德罗定律”的化学原理。

二、模型认知的培养策略

1.帮助学生树立建模意识

在最初学习元素化合物的性质时，学生需要记忆大量物质的基本性质，牢记各种化学反应方程式的书写方式。化学学习可以说是离不开化学模型的，是否能够熟练的建立与应用模型会直接影响学生们的学习效率。除了不断重复记忆的方式，如果教师引导学生建立模型认知，就能够培养学生的高效化学学习技巧与能力。那么教师应该如何培养学生们的建模意识呢？例如我们可以采用邢红军教授的研究路线：“学科知识-学科方法-思维方法”，并通过综合、抽象、比较、假设等内容及深刻性、独创性等品质，构成“思维教学三维模型”。经过一段时间的训练，学生们就能够体会到建模在化学解题过程中的重要性，在无形中将自己的化学建模意识与能力应用到化学学习过程中。

2.引导学生采用适合的方式表达模型

在化学教科书编排中，为了提升学生的可接受性，对同一事物可以通过不同模型来表达。但在具体的化学课堂教学过程中，很多同学都会遇到自身认知水平范圍所不能掌握或牢记的模型表达能力。我们来看一个例子：可溶性铝盐与强碱溶液产生反应，关于Al（OH）3的沉淀量比值关系就能够得出三种模型分别是数学模型、语义模型以及图像模型。三种模型都能够表达该化学反应，但是基于每个学生的个人能力不同，可以采用适合自己的模型表达式。以语义模型为例，如下图所示。

结束语：

通过对化学建模路径及价值等分析，能够培养学生在化学领域中模型认知、理解、应用的能力。教师在化学教学过程中，应鼓励学生运用自己适合的方式来表达化学模型，这样既满足了不同学生之间的水平差异，也使得学生们乐意接受并增加对化学模型的认知欲望。积极培养高中学生的建模意识与用模能力，从而提升他们在化学学科内的核心素养是十分重要的。

参考文献

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