利用模型建构促进学生化学学习.doc

《利用模型建构促进学生化学学习.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、利用模型建构促进学生化学学习　　摘要：化学科学模型是认识物质、改造物质和应用物质过程中所体现出的具有化学学科特征的具体或抽象的表征，主要包括形象模型、符号模型、数学模型，利用模型建构促进学生化学学习，能够有效促进学生的认识发展，继而促进学生化学核心素养提高。　　关键词：模型；化学模型；建构；化学教学　　文章编号：1005�C66295�C0024�C05中图分类号：G633.8文献标识码：B　　1问题的提出　　“研究发现，化学学习的困难之一在于学生无法为巨观的实验现象与符号搭起联系的桥梁。学生时常只记忆特定表征形式所建构的化学理论

2、、实验的结果以及特定的化学反应，殊不知割裂的、片段式的学习无法统整与理解化学符号与巨观现象的关联”[1]。化学教学中学生在掌握分子、原子、离子等概念时，从宏观深入到微观有一定困难，实验教学常常是宏观的再现，没有起到引发微观理解的作用，教学中若不致力基于化学模型的建构，就会既割断了宏观现象与微观结构之间的联系，也割断了认识发展与学生发现问题、解决问题、形成知识结构之间的联系。其结果是既带来学生化学基本观念的匮乏，也造成了化学教学科学素养教育价值的贫乏。解决这一矛盾的有效方式之一，就是“利用模型建构促进学生化学学习”，在化学教学中形成

3、物质性质及其变化的规律知识与化学模型的相互融合，促进学生化学核心素养的提高。　　化学学科中许多概念都会以模型作为传输的载体，模型能帮助学生理解并掌握从化学的视角认识、解释物质结构、性质及其变化的思想方法，获得“处理与化学相关的事物的能力”，“成为具有科学思想的反思性公民”。因为“科学教育的目标不是去获得一堆由具体事实和学科理论杂乱无章地堆砌起来的知识，而应该是实现一个向核心概念逐步逼近的发展过程，这样做有助于学生理解与他们生活相联系的事件和现象”[2]。　　2模型的含义及化学模型的特征　　模型是指人们为了某种特定目的而对认识对象所

4、作的一种简化的描述。这种描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具体的实物来描述，有的则通过抽象的形式来描述[3]。卡蒂尔等人总结了科学模型的五个特征：模型可以表明和预测自然现象；模型一向以实证的、概念化的标准来评价；一种模型观念反映的是某一自然过程；模型由经验的或理论的以及这些事物所参与的过程构成；模型可以引导未来的学习、研究[4]。我国有学者把科学模型的表征归纳为直观性、相似性、诠释性三个特征[5]。　　一种现象既包含偶然性要素，同时也包含一定规律性要素，化学家的主要目的正是从被研究的现象中区分出哪些是偶然性因素，哪些是确

5、定性因素。根据某种化学现象观察得到的东西，会产生“导致发生这样现象的本质是什么”的疑问。如，我们察看Cu-Zn原电池小灯泡发亮有关现象，可能产生这样的追问：原电池能量转换的本质是什么？金属中的电子和溶液中的离子是如何移动的？这就意味着我们并没有把Cu-Zn原电池有关现象当作是完全随机发生的，而是把所观察到的东西作为一种现象来“理解”，而这种“理解”的过程实际上就是排除其中的偶然性突出其规律性。　　化学模型是认识物质、改造物质和应用物质过程中所体现出的具有化学学科特征的具体或抽象的表征。作为一种认识方法和思维方式，化学模型具有三方面

6、的含义：第一，在从客体到模型，以及由假说描述模型的过程中，经过发生、检验和修正模型等研究过程，获取关于物质组成、结构、性质以及变化中内在微观本质等信息，为形成化学理论奠定基础；第二，建构一个能反映物质性质和变化过程中宏观、微观、符号本质联系的化学模型，可被用来表明、理解、猜测物质的性质和变化；第三，通过化学模型的建构与应用，可以促进学生的科学思维以及心智模型的改进，有利于提高学生的化学核心素养。　　基于以上对模型的探讨，笔者认为，化学教学中呈现的模型主要包括形象模型、符号模型、数学模型。形象模型就是用图像、图表、模型等直观工具使微

7、粒结构及其运动规律具体化。如分子、原子结构，核外电子运动状态、晶体结构等，化工流程图等形象模型直观地表明了化工生产的过程；用代表性的符号、用语来表示原型的元素及其各部分相互关系的化学符号模型，反映了物质的组成和结构，如化学式，化学方程式，结构式，结构简式，实验式等；数学模型通过数学表达式把微粒运动的内在属性及各微粒之间的内在联系用数学的方式表示出来。如反应速率方程、化学平衡常数方程、溶度积方程、理想气体状态方程等。　　3化学模型的教学功能价值　　3.1形象模型的建构增强了学生对物质微观结构和物质多样性的认识　　形象模型能够将化学物

8、质的结构通过最简单的方式呈现，给学生感性上的认识，这有助于学生对此知识点的体会与识记，也对学生在今后更深入地探究物质性质及其变化的微观本质有着很重要的启发意义。　　从图1模型视角可将物质结构的基础知识归纳为：一个理论，两个层面，三个视角。　　按照皮