中学化学建模教学实践与思考

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1、中学实施化学建模教学的思考区县：天津铁厂学校：天铁二中学科：化学作者：张彦辉-7-中学实施化学建模教学的思考摘要:本文针对化学学科知识特点和现行中学化学教学中的不重视整体思维教学,造成许多学生化学学习困难的问题，通过对学生的学习过程和解决问题过程的深入剖析,得出其实际是一个“建模和用模”的过程，提出全新的教学模式——化学建模教学。全面阐述了化学建模的性质、原理，提出中学化学建模的基本类型（一是建构特定的解题思维模型，二是建构新化学思维观的模型。）和建构途径（一是接受模仿成模，二是归纳建模，三是迁移建模），对建模受阻原因进行了分析解决，为实现学生能力

2、快速提升做了积极的探索。关键词:化学建模建构中学化学学科知识主要分为两类：一是程序性知识；二是陈述性知识。程序性知识却贯穿和分散于整个知识体系之中，学生摸不着，而陈述性知识在理科中占的比重比较大，看得见摸得着，所以许多教师和学生十分重视陈述性知识的识记，而忽略程序性知识的思维训练。势必使学生单独处理某一知识点时还得心应手，而当稍做变化，或将各知识点整合一起时就心有余而力不足，常常会顾此失彼，漏洞百出，直接影响教学质量。而要改变这种局面就必须对现有化学教学模式进行改革。-7-从学生学习的过程看，学生通过分散学习的大量化学知识，不是在头脑中不加处理地无

3、序存放，而是通过与原有认知结构的碰撞、同化和顺应，抽取该类知识的本质特征，形成对该问题的结构化认识，建构起解决某类问题特有的思维模型，模型越丰富、完善，认识就越全面而清晰，知识的记忆就越发牢固，提取应用也越便捷。从学生解决问题的过程看，学生首先是对新情景问题进行辨认和界定，与大脑中长时间记忆的原型进行匹配，通过对号入座或变形改造，如果早前建构的模型丰富有序，匹配就能迅速达到自动化的程度，学生的解答自然会快速通畅。可见建构思维模型和使用模型是快速解决问题的有效途径。学生的问题解决能力不同，很大程度上取决于原型的数量与匹配的质量。问题解决能力强的学生头

4、脑中储存的不是具体的问题，而是一类问题的共同特征，不是具体的方法，而是此类问题分析的思路和模型。所以在前期学习中重点是要把千头万绪的知识点模式化、网络化，建立足够的、完善的化学模型，即必须实现有效地建构。思维模型的建构（简称“思维建模”）是指通过抽象、概括和一般化，把特定的研究对象或问题转化为普遍的本质规律（一个已有的关系、共性或结构），从而用以解决实际问题的思维方法。其原理就是人们常说的“把未知转化为已知，用已知来解决未知”。作为学习过程的一种中介，思维模型可以更好地认识和改造研究原型、建构新型客体；作为解决问题的一种方法，思维模型可以再现原型客

5、体的某种本质特性，解决现实世界的一些类似问题。中学阶段化学建模的主要类型有：一是-7-建构特定的解题思维模型，即在遇到特定的化学问题时，学生会快速利用各种解题思维模式解答。该类模型能直接解答具体的问题，是一对一的，更具实效性，所以在化学学习中应用最广泛，使用效率高。二是建构新化学思维观的模型。化学是在分子、原子这样的微观层次去研究问题，微观事物的变化有其特有的规律，所以化学规律与宏观认识有联系但也有本质的区别，一旦人们用个人的宏观经验去机械解释所有微观事物及变化，不免会发生很多意想不到的错误，所以必须建立化学世界中特有的思维观。化学思维观是化学知识

6、当中最本质、最核心、深层次上对化学事物高屋建瓴的认识，从一定意义上讲是各种具体模型的上位模型，建构起这种基础模型，相当于建立起化学大厦的主体。在此基础上更容易衍生出其它许许多多的具体模型，即一对多的，所以化学思维观模型是最难建构的，需要积累大量材料，通过长时间思考和领悟，剥除事物多彩的外衣，直至本质。学生一旦悟到其认识必然上升一个高层次，遇到其它的具体问题时自然应刃而解。所以化学思维观建立的正确与否常作为判断一个人在学习上是否真正“登堂入室”的一个最重要的指标。化学模型建构的方法总体上讲有三种:一是接受模仿成模学生建构模型的最主要和最快速的途径是接

7、受教师的模型，通过教师的讲解、示范，以及学生亲自模仿演练把教师的化学模型转变为学生个人的思维模型。这种教师直接呈现，学生全盘接受的方式，短时间内看效率最高，但由于没有经过学生亲历探究实践，只是通过教师无懈可击地板演，剔除了教师本人在建模中遇到的种种坎坷，所得到的是排除各种毒素的“蒸馏水”，一旦遇到新情景问题，学生就“水土不服”很难解决；二是接受得快，忘却也快，应用时常颠三倒四或发生思维纰漏。例如对氧化还原反应类试题计算时，教师常会帮助学生建立电子守恒解题思维模型，即直接给出解答公式：氧化剂的物质的量×变价原子个数×-7-化合价的变化=还原剂的物质的

8、量×变价原子个数×化合价的变化，以为这样就会万无一失，学生再不会做错了，实际情况是学生在模仿应用时常犯以下错误，一是在部分