核心素养下模型认知在高中化学教学中的探究

摘 要：随着我国现今社会的不断发展，我国教育行业也在不断发展，传统的教学模式已经不能满足现如今学生对于知识探究的需求，也同样无法适应科技的发展，因此高中化学教学中应用模型认知可提高教学效率。常见的模型可分为实物模型与形式模型，在应用中两者也有着各自的特点。高中化学教学中应引领学生进行模型认知，帮助学生搭建模型意识，深刻认识核心素养下模型的具体价值，并可以指导学生用自己的方式表达模型，以此来促进学生模型固化，提高学生化学能力。

关键词：高中化学，化学核心素养，化学教学，模型认知，研究

随着“新课改”的颁布，化学学科已经成为高中的选修学科，因此在教学中，教师应注重化学教学的选择性，以提升学生化学综合能力强化学生对化学的学习兴趣。核心素养作为高中化学中的重要组成部分，是高中学生日后发展的延伸。在高中化学学习中，由于化学知识点较多，且知识点之间连接较少，无法探寻知识点之间的规律。因此，学生对于化学丝毫没有学习兴趣，觉得化学知识枯燥乏味，因此教师可以采用模型认知的教学方法提高学生的学习兴趣。化学学科核心素养的模型认知，是通过在头脑中建立模型，将化学学科的抽象知识变得具体化。化学研究通常表现为不可见，常在分子水平上进行，导致教授高中化学知识时十分抽象。因此，教师可以利用模型认知提高學生的化学综合能力，使学生可以通过模型认知将所学知识具体化，进而促进学生通过模型认知建立对化学学科的兴趣，并以此来进行化学学科的有效探索。本文结合高中化学教学中的研究，采用模型认知的方法，简述模型认知在高中化学教学中的应用。

一、 模型认知的概念

模型认知是人们对真实世界认知过程中的模型，模型也可以具体分为实物模型与形式模型，形式模型下包括数学模型、图像模型等。模型构建的路径可分为原型建模、针对问题建模、理论知识建模。而认知包括感知与注意、知识表达、记忆学习、问题推理等。模型认知作为化学学科中的核心素养，可以使化学理论知识有效提高，而且在化学学科中借助模型认知可以有效地描述化学概念的相互关系，并可以实现知识过渡，将知识的特点加工过渡到另一个阶段，且可以将实验中的事实现象具体化。

模型认知作为化学教学中的有效方法，可以提高学生对化学知识的认知，以此来促进学生将化学知识在头脑中进行转化，并且可以在头脑中将非本质性的信息进行过滤，使重要的知识信息形成清晰的模型框架，培养学生化学综合能力，将学习过程中的烦琐知识点梳理，建立学习体系，促进学生找到化学与生活中的契合点，进而找到掌握化学知识的有效方法。

二、 在学习过程中建立模型认知

（一）建立概念理论知识模型，将知识具体化

模型认知可以有效提高学生对抽象知识的理解能力，例如教师可以利用《高三化学选修4》中化学反应速率与反应限度部分，通过此部分为学生教授化学反应速率的影响因素，引导学生将化学反应的本质从微观角度进行理解，使学生通过理解分析得到反应速率的快慢是取决于单位体积有效碰撞的次数，随后由教师对学生进行引导，使学生可以通过当前对课程的理解在头脑中建立相关的模型认知，教师在以后的课程中可以以此为基础为学生讲授如温度对反应速率的影响，或压强对反应速率的影响，使学生学会利用建立的模型解释碰撞理论。

在讲授原电池原理与电解原理与氧化还原反应密切相关，两种不同的反应装置也有共同点，学生在接受这部分知识时常常会混淆，而在讲授这两个知识点前，教师可以充分利用苏教版教材中提供的简单模型帮助学生建立模型认知。例如，在进行原电池知识点教学时，可以利用多角度为学生提供建模，如设置问题原电池在进行工作的时间内，内电路的电流与外电路的电流如何形成相关的闭合回路，或铜、锌、硫酸原电池是利用了哪个元素自发的氧化反应形成的电流，是所有自发反应形成电流的元素都可以在原电池中应用产生自发氧化反应形成电流吗？且教师可以以此来启发学生将氧化还原反应的模型认知与电池反应的模型认知相结合。教师设置问题的根本目的是为了帮助学生建立相关模型认知，使学生在以后的学习生活中可以通过模型认知的化学思维去解决相应的化学问题。

（二）利用模型认知将知识系统化

高中的化学知识较为琐碎，不同知识点间也没有固定的连接，因此可以通过模型认知将知识系统化。以元素以及化合物为例子，研究元素是金属元素还是非金属元素，或设立问题金属元素与非金属元素可以形成哪类物质，引导学生形成元素物质的模型，将金属单质与非金属单质进行详细区分。结构决定元素性质，性质决定元素的存在，引导学生在研究物质的重要化学性质时建立模型，将化学反应物质按照特定的顺序进行以此认知，对于整理元素极其重要。例如在学习乙醇时，可以首先由学生计算乙醇分子式

C2H6O，然后对乙醇的结构进行推断，得出结构式

CH3CH2OH或CH3OCH3此时教师可以使用球棍模型拼出两种同分异构体，随后让学生在头脑中具有两种同分异构体模型，随后教师再借助与钠反应的实验帮助学生将知识巩固，得出乙醇与钠反应的分子式引导学生将所学知识系统化，建立详细的解题模型。

此外，在进行物质实验的学习时，也可以通过化学模型构建完成实验学习，例如，教师在讲授反应原理、实验操作、仪器使用、检验杂质这类的实验课程时，教师可以通过讲解模型的建立与知识认知，构建属于学生自身的模型认知，进而促进了学生化学学习水平的提高与化学综合能力的提高。

三、 利用模型认知解决化学问题

（一）思维模型的构建

学生在首次接触化学实验时，基本都是以混合物的提取分离作为实验教学重点，因此教师可以设置讨论题目，如粗盐精细，使学生可以利用头脑中的化学模型解决实验问题。首先教师应先教导学生明确什么是杂质，杂质在实验中应如何提取，随后教师进行实验操作，最终整合出完整的提纯步骤建立思维模型。

在学习物质的量这一课后，如果学生遇到了化学计算问题，首先是将物理量换算为物质的量，随后通过思维模型的构建将化学计算问题加以解决，在书写离子方程式时也应建立思维模型解决所遇到的问题，并通过思维模型得出最后结论。而化学实验题目解决也可以利用模型认知，例如在制备型实验题中，首先可以由教师将制备反应原理通过模型认知进行确定，并根据相关的反应原理为学生讲授化学仪器如何选择、如何组装，然后由教师对学生进行引导，使学生建立制备反应原理的模型认知，在实验的操作过程中要注意实验的注意事项，与此同时也应注意检验实验的实际效果，在应用模型认知后，学生的化学思维不断提高，无论遇到任何制备问题都能按照相应的模型进行程序化解答。

（二）以多样性提高学生综合能力

化学教学模型认知有着多种多样的应用方式，利用模型认知进行高中化学教学可以对学生进行综合能力的培养，激发學生对于化学课的兴趣。可以更好地激发学生的创新能力，让学生对于化学知识的思考变得更为生动形象从而提高学生化学知识学习能力，促进学生综合能力的提升。同时，化学模型认知能够为学生带来全新的课堂体验，使学生在课程中提高自身的创新能力。

四、 结束语

在当前的高中化学教学中，为了使学能可以更好地发挥运用天赋，应合理使用模型认知培养学生化学核心素养。在高中的化学学习过程中，多数情况都可以利用创新性理念构建模型认知理念，使学生最终树立模型构建意识，具备建立模型的能力，因此合理引导学生利用模型认知思维构建解决化学问题十分重要。建立模型化思维不等同于将所有问题都应用相同的模型，应培养学生通过对不同方向的试题进行合理分析，以此来提高学生在日常学习生活中解决化学问题的能力。因此在实际高中化学教学中，教师应善于挖掘学生的模型意识，注意不要使学生思维变得僵化，进而提高学生的化学综合能力。

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作者简介：许秀娟，福建省福州市，闽侯县第八中学。