原创《高中化学核心素养教学》
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【摘 要】高中化学教学十分重视学生核心素养的培养.而“模型认知”思维作为化学学科核心素养的重要组成部分备受关注.本文将分析高中化学核心素养“模型认知”思维在教学中培养的有效途径,阐述化学模型在化学学科中的重要地位与价值,引导学生对该模型的理解、应用、构建三个层次.了解“模型认知”素养的形成路径,从而提升学生的探索能力、知识形成能力及分析能力.
【关键词】高中化学；核心素养；模型认知；化学教学
高中化学课程对学生未来的发展方向有着特殊意义,故修订时提出的化学学科的核心素养包括宏观辨识与微观探析,变化观念与平衡思想,以及实验探析与创新意识等方面.在化学学科核心素养中,证据推理与模型认知是核心,也是我国化学教育的根本目标.“模型认知”一词在实际教学过程中较为少见,因此,如何培养学生的模型认知思维成为当前化学教师的重要任务.
一、“模型认知”核心素养综述
化学学科的发展创新过程中,其所积累的不仅仅是学科知识,更是一种对世界的思考,以及认识世界的新思维.化学学科具有较强的基础性与迁移性,以及强大的概括能力与理解能力.学生能够从化学的角度,重新认识世界.教师在教学过程中,应引导学生从掌握化学知识转移到将其作为一种思维方式,为“模型认知”的培养奠定基础.
Buckl ey．Boul te认为,教师能够通过视觉观看到事物建立在外部与内部之间的共性,因此,可以更好的利用模型.模型思想在众多学科领域中均提供了不同程度的帮助.Ai nswort h的研究中,也对最佳模型培养方式进行了研究,他认为不同层次的学生需要根据自身需求,选择合适的研究方法与学习方法.学生要建立属于自己的思维模型,为今后的学习提供帮助.
而我国教育部对于模型认知的研究,主要体现在对学生发展培养所提出的计划.其要求明确学生应有的品格与关键能力,并在课程改革的基础上,充分突出化学的核心观念,重视化学的思维方式,并增强对化学内涵的理解能力.在培养学生核心素养的过程中,需不断促进学生思维的形成.凌启群认为化学模型是通过对客观物质的观察、实验所获取的实时性材料进行概括后,利用抽象、想象、类比等不同的方法建立的反映客观事实的模型.王彤、韩晓丽等人对化学实时性知识进行了有关描述,解释了其中的本质规律.可见,国内外对化学模型认知的研究十分广泛,为化学模型认知思维提供了理论指导.
二、培养学生“模型认知”思维的路径
(一)模型认知在教学内容中的应用
模型方法主要以简化与直观的形式来揭示复杂事物或繁杂过程,对原型的形态、特征、以及本质进行研究.教材中可以继续完善对模型方法的使用,如：增加球棍模型的数量,并在教学过程中引导学生形成模型思维,只有在现有的教学方式的基础上,拓宽教学资源,才能保证模型认知思维的逐渐形成.
为实现模型认知思维的培养目标,无论在教材编排,还是知识的呈现形式上,都要保证在适应学生现有认知发展水平的同时,能够促进学生形成核心素养.此外,对教材的编排也应充分考虑到教学的时效性,以及学生的学习过程与特点.
(二)模型认知与教学策略的相互融合
教学策略要随着教学情境以及学生的需要而随时变化,不仅要涉及如何精炼课程内容,还应将方法融合在教学策略中.尝试在发挥化学模型的教育功能时,让学生自行制作化学模型,培养学生的想象力与创新力,帮助学生培养问题之间的转换能力.利用模型法进行教学,可有效区分不同学科之间的联系与区别.例如：以模型认知思维理解离子反应的内容,进而了解其理论与实践知识.
(三)模型认知与化学习题的补充
模型认知思维能够帮助学生解决特殊的问题,并将此思维集中体现在化学学科中.化学思维方式对学生的化学思维深度提出了要求,在平时的练习与学习过程中,应有意识的强化自身的模型认知思维,切实领会模型认知思维的使用方式,并有效提升学生的思维能力,促进其核心素养的形成.
三、案例分析
(一)图标模型案例分析
人教版高中化学所接触到的物质,都在学生有一定感官认知的基础上初步形成.但抽象的微观世界对于高中生而 言,仍存在一定难度.金刚石的化学结构直接将学生拉回了现实,直观的感受到化学就在身边.利用图标模型,在教学环节中形成模型认知思维,利用表格将知识系统化,继而便于教师抓住学生对物质的好奇心理进行教学.
借助布鲁姆的分类教学原理,将图标按照教学活动、学生活动、学生认知发展能力等几个模块进行区分.具体的化学问题转化为图标模型,知识就直观的展现在学生面前.
例如：讲授金刚石的化学成分.
教学目标：了解元素与物质之间的关系,通过碳原子的排列方式了解物质的结构、性质、用途等内容.
教学过程：展现一幅历经几百年的绘画作品,询问学生该作品色泽鲜艳的原因.回归课堂,带领学生了解碳的性质、元素结构等基础知识.展示玻璃刀的金刚石、等图片,询问金刚石具有怎样的特点,并以图表的形式将金刚石的性质、用途进行展现.由此,学生通过教师所提供的图表模型,掌握了联想与类比能力,在教学过程中,需不断渗透新的思想及思维方式,结合化学学科的基本特点,充分调动学生的主观能动性,以及学科思维的引导性,促使学生在日常学习过程中,有意识地培养模型认知素养.
(二)符号模型案例分析
符号模型是化学学科所具有的基本特点之一,化学符号是化学工程式的基础,也是化学元素、原子结构示意图、离子结构示意图、化学反应等众多表达形式之一.对于高中生而言,良好的化学语言有助于其养成化学思维与化学核心素养,可为规范地学习化学知识打下良好的基础,并保持对化学的学习兴趣.
以“原子核外电子的排布”为案例进行分析.
教学目标：了解不同元素与物质之间的关系,了解与原子核外电子分布的有关知识.
教学过程：利用多媒体教学设备,为学生展现原子核外电子分布的特点,并将其利用化学符号表示.根据初中所学的基础知识,利用化学性质表示原子结构示意图.
符号模型的培养并不十分困难,主要目标是锻炼学生独立思考的能力,利用初中所学的相关知识,在高中学习阶段进一步升华,了解更多化学符号的表现形式.在逐渐的学习过程中,加深化学符号的使用难度.例如：化学方程式：KMnO4+Fe SO4+ H2S04等于Fe2 (S04)3+MnS04 +K2 S04 +H20.方程式中直接显示了锰的变化,以及硫酸铁的变化.在教学过程中,让学生先感知化学符号,再对其进行深入研究,将抽象的知识具体化、形象化,并将该模型的构建融入到学生自己的思维中,进而构建符号模型.
(三)代数模型案例的分析
代数模型即利用字母、数字、化学符号等建立其化学方程式,是化学学习过程中的重要表达方式.其中,不仅包含了化学分子的变化,还是化学计算的重要组成与基础,包括原子质量的计算、化合价的计算等.对于高中生而言,需在日常化学课堂中,培养良好的代数模型认知思维,利用代数模型解答问题,规范化学用语的使用.
以质量守恒定律为案例进行分析.教学目标：了解质量守恒定理,利用该定理反映出生物之间质与量的关系.因化学方程式的形成需要一定条件,故此结合白板或多媒体教学设备,演示化学实验的操作方式.根据化学情境,引导学生利用化学符号,列出该反应的化学方程式.在这一过程中,便培养了学生的化学思维,以及代数模型的认知思维.
结论
综上所述,本文以高中化学基础知识为案例,分析了在教学过程中培养模型认知思维的有效途径.利用代数模型、图标模型、以及符号模型这三种思维方式,引导学生在学习过程中能够逐渐培养此类思维模式,并将模型认知思维方式充分运用到学习中.只有不断强化学生的化学核心素养以及化学思维,才有利于学生未来的发展,使得他们不断增加对化学兴趣,提升化学学习的能力.
高中化学论文参考资料：
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