高中化學(xué)教學(xué)中建構(gòu)“模型認(rèn)知”能力的研究

劉桂清

摘 要：將建構(gòu)“模型認(rèn)知”能力放在高中化學(xué)教學(xué)環(huán)境中討論，首先介紹了模型認(rèn)知的內(nèi)涵和“模型認(rèn)知”能力水平的四個(gè)層次及其對(duì)應(yīng)的學(xué)生水平，然后從三方面介紹了高中化學(xué)教學(xué)中“模型認(rèn)知”能力的培養(yǎng)方法，希望對(duì)高中化學(xué)教學(xué)有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);“模型認(rèn)知”;化學(xué)素養(yǎng)

化學(xué)學(xué)科是高中學(xué)校教育的重要組成部分，高中也是學(xué)生深入了解化學(xué)世界的重要階段。目前，素質(zhì)教育在全國(guó)推廣，化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)成為高中化學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)，而這一目的的實(shí)現(xiàn)要求培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維。現(xiàn)階段許多高中化學(xué)教師都在實(shí)踐中探索比較好的化學(xué)思維方式培養(yǎng)辦法，其中筆者認(rèn)為最科學(xué)有效的要屬“模型認(rèn)知”的方法。

一、“模型認(rèn)知”的內(nèi)涵

“模型認(rèn)知”是一種高效、簡(jiǎn)潔的高中化學(xué)學(xué)習(xí)方式和復(fù)習(xí)方式。人們?cè)谘芯炕瘜W(xué)，或者說(shuō)用化學(xué)方法研究各種物質(zhì)的時(shí)候，往往要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，比較分析不同條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納概括各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，最后再經(jīng)過(guò)抽象和簡(jiǎn)化，構(gòu)建能夠反映和再現(xiàn)物質(zhì)本質(zhì)和化學(xué)變化規(guī)律的化學(xué)數(shù)據(jù)模型。構(gòu)建這種化學(xué)數(shù)據(jù)模型的能力就被稱之為“模型認(rèn)知”能力。“模型認(rèn)知”通常包括提出問(wèn)題假設(shè)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析歸納、抽象構(gòu)建模型等過(guò)程，在這之后，可能還需要后續(xù)的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)完善化學(xué)數(shù)據(jù)模型。

“模型認(rèn)知”能力水平一般分為四個(gè)階段，分別是認(rèn)識(shí)階段、理解階段、運(yùn)用階段和建構(gòu)階段。這四個(gè)階段在高中化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中都有明確的能力對(duì)應(yīng)。學(xué)生能夠?qū)瘜W(xué)知識(shí)有初步的認(rèn)識(shí)，能夠完整地復(fù)述化學(xué)知識(shí)并簡(jiǎn)單應(yīng)用化學(xué)知識(shí)，那么就可以說(shuō)學(xué)生的“模型認(rèn)知”能力水平達(dá)到認(rèn)識(shí)階段。學(xué)生能夠正確理解學(xué)到的化學(xué)知識(shí)及其適用的條件，能夠在復(fù)雜環(huán)境中分辨出該化學(xué)原理，就說(shuō)明學(xué)生真正掌握了化學(xué)知識(shí)的本質(zhì)，達(dá)到了“模型認(rèn)知”能力水平中的理解階段。學(xué)生能夠建立起化學(xué)知識(shí)間的復(fù)雜聯(lián)系，并運(yùn)用建立好的化學(xué)模型解釋并預(yù)測(cè)一定的化學(xué)性質(zhì)，這就證明學(xué)生達(dá)到了“模型認(rèn)知”能力水平的運(yùn)用階段。至于建構(gòu)階段，則需要學(xué)生能夠自主建構(gòu)化學(xué)模型，為模型劃定合理的適用范圍，并提供一定的論據(jù)和理論推演過(guò)程來(lái)證明化學(xué)模型的合理性，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用自己構(gòu)建出的化學(xué)模型解決化學(xué)問(wèn)題。不難發(fā)現(xiàn)，高層次能力往往是對(duì)低層次能力的深化和綜合。當(dāng)學(xué)生達(dá)到建構(gòu)模型階段時(shí)，學(xué)生就具有了獨(dú)立研究化學(xué)問(wèn)題的能力，其化學(xué)思維也會(huì)趨向成熟。

二、高中化學(xué)教學(xué)中“模型認(rèn)知”能力的培養(yǎng)方法

1.認(rèn)識(shí)階段，建構(gòu)思維導(dǎo)圖

化學(xué)是一門具有很強(qiáng)的邏輯性和體系性的學(xué)科，化學(xué)知識(shí)之間具有明確的種屬關(guān)系，因此在認(rèn)識(shí)模型階段，教師可以通過(guò)構(gòu)建思維導(dǎo)圖，來(lái)使冗雜的化學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)出簡(jiǎn)明概要的相互關(guān)系，便于學(xué)生把握。思維導(dǎo)圖注重圖文并用，從化學(xué)知識(shí)中抽離出重要的關(guān)鍵性文字和符號(hào)，以種屬和相關(guān)關(guān)系將之串聯(lián)，標(biāo)以不同的顏色，形成層次分明的完整的化學(xué)知識(shí)體系。

2.理解階段，開(kāi)展易混知識(shí)對(duì)比專題

理解階段主要需要克服的問(wèn)題就是相似化學(xué)知識(shí)之間的辨析問(wèn)題，學(xué)生需要了解化學(xué)知識(shí)的本質(zhì)，在復(fù)雜環(huán)境中對(duì)易混知識(shí)做出正確的區(qū)分辨析，才能在化學(xué)學(xué)習(xí)中減少知識(shí)混區(qū)，提高化學(xué)學(xué)習(xí)的有效性，減少化學(xué)題目練習(xí)中的錯(cuò)誤率。這就需要教師整理學(xué)生容易搞混的化學(xué)知識(shí)，開(kāi)展對(duì)易混知識(shí)的專題對(duì)比，一一分析彼此的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，找出區(qū)分彼此的關(guān)鍵性屬性。如NaHCO3與NaHSO3是兩種化學(xué)性質(zhì)相似的混合物，很多學(xué)生對(duì)二者性質(zhì)的差異認(rèn)識(shí)不足，有時(shí)會(huì)誤認(rèn)為二者性質(zhì)相同，所以就有必要對(duì)二者的兩性和酸堿性進(jìn)行對(duì)比，加深學(xué)生對(duì)于多元弱酸酸式鹽的性質(zhì)差異的認(rèn)識(shí)，明確二者的區(qū)分依據(jù)。

3.應(yīng)用階段和建構(gòu)階段，創(chuàng)設(shè)實(shí)際生活情境

運(yùn)用階段和建構(gòu)階段要求學(xué)生能夠構(gòu)建化學(xué)模型解釋、預(yù)測(cè)某種化學(xué)性質(zhì)，解決現(xiàn)實(shí)化學(xué)問(wèn)題，這就需要教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的生活情境，就是把化學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為生活問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生從復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題中抽離出化學(xué)問(wèn)題。結(jié)合高中化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，教師可以聚焦目前社會(huì)上比較熱門的化工生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、廢物利用等領(lǐng)域，如教師要考驗(yàn)學(xué)生的氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式和氧化還原反應(yīng)化學(xué)原理、化學(xué)計(jì)算、化學(xué)環(huán)境以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作能力，可以將之放在工程建設(shè)中的水泥鈣含量檢測(cè)問(wèn)題探究中：要測(cè)量水泥中的鈣含量，需要去除水泥中其他氧化物，如二氧化硅和鐵、鎂、鋁等金屬氧化物，然后通過(guò)滴定反應(yīng)，得到水泥樣品中的鈣含量。學(xué)生需要從題干中判斷出該題目考查的對(duì)象是氧化還原反應(yīng)，并運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行正確運(yùn)算才能得到結(jié)果。

高中化學(xué)教學(xué)中建構(gòu)“模型構(gòu)建”能力，需要從化學(xué)教學(xué)的方方面面入手，比較典型的方法有建構(gòu)思維導(dǎo)圖、開(kāi)展易混知識(shí)對(duì)比專題、創(chuàng)設(shè)實(shí)際生活情境，使學(xué)生達(dá)到認(rèn)識(shí)、理解、應(yīng)用和建構(gòu)模型階段，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，全面提升學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，達(dá)到提升高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的目的。

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