概念模型在化学教学中的应用

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1、概念模型在化学教学中的应用一、问题的提出在高三测验的批改中，我发现存在这样一个问题：成绩好的同学正确率很高，而成绩差的同学错误率非常高。而在以前上新课的阶段，二者并不存在这样的差距。通过复习后，在随后的小测验中，两者的水平差距会有所减小，成绩较差的同学的练习成绩甚至可能会超过成绩较好的同学。但我认为，这并不说明了成绩差的同学对这部分知识有了更好的掌握。因为经过一段时间的冷却后，同样的练习，他们的错误率又会提高。而成绩较好的那部分同学往往可以较好地维持稳定。出现这样的问题，原因在哪里？在分析了自己的教学过程后，

2、我认识到，以前的教学只是把知识教给学生，将知识完全“迁移”到学生的大脑内部。在大量的密集式的练习下，许多同学在考试中体现出的水平差距不大。但在这个过程中，学生并没有真正获得知识，或者说，并没有把知识内化成自己的东西。因此，而经过一段时间后，由于没有把新的知识建构在原有的知识单元上，没有在大脑中建立一个化学的概念模型，因此，遗忘比较快，导致在随后的测试中表现出较大的差距。二、构建概念模型的理论依据心理学家将概念转变教学过程设想为一个动态的、循环的过程。这一过程由4个主要部分组成：①学生描述他们的理解和认识；②重

3、新建构理解和认识；③应用新的理解与认识；④将新的理解和认识与以前的理解做比较。因此，学生已有的知识经验和学习过程非常重要，如果解决了这两问题，学生才会形成科学概念。图1：已有的知识经验对学习的影响来源类型作用课本生活促进新知识的理解错误、模糊的知识妨碍新知识的理解正确、清晰的知识学习前生活概念科学概念科学概念生活概念学习中学习后图2：不同时期学习者头脑中的概念模型要认识化学反应中复杂的对象或发生的过程、规律等，常常需要用模型方法，即通过研究模型来揭示原型的形态、特征和本质，它以简化和直观为手段。概念模型是一种

4、比较抽象的模型，概念模型法是学习研究反应原理的基本方法。概概念模型的建立首先对大量实际生活或提供的问题实际背景进行研究；其次运用比较、分析、综合、概括、分类等思想方法，有意识地忽略事物的某些特征，抽象出关键的因素，使各因素之间的关系更清晰，更形象，更有利于研究对象的把握，用化学语言抽象概括概念模型；最后把概念运用于实际，以减少可能引起的偏差。针对上述情况，我在选修4《化学反应原理》的教学中，有意识地把概念模型引入化学教学中，并取得一定成效，并以此文章与同行交流。三、概念模型在课堂教学中的应用（一）概念模型将知

5、识简单化合理简化的概念模型，是学习和研究化学反应原理的基础。有了这基础，就可以初步掌握探究化学反应原理的基本方法的思路。那些复杂的用来表达化学反应原理的数学模型，其基础仍然是概念模型，只不过后者更为精确，更有细致罢了。概念模型的简化就是抓住概念的主要内涵而将其他影响因素忽略不理，将概念简单化，从而减小学习学习的难度。（二）概念模型将知识形象化【案例1】研究化学反应速率影响因素为了突出影响化学反应速率因素的最重要内涵，忽略其他因素的干扰。我讲授新课时，选择了只有气态（或溶液）参与反应的体系作为研究体系。因为气态

6、（或溶液）体系是学生最熟识的体系，因素变化受到其他影响因素影响相对较小，学生容易将已有概念与新概念联系一起，减小学习的难度，从而形成科学概念。【案例2】解决课后习题（人教版P32，习题—8）题目：2.0molPCl3和1.0molCl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应：PCl3（g）+Cl2（g）PCl5（g）。达到平衡时，PCl5为0.4mol，如果此时移走1.0molPCl3和0.50molCl2，在相同温度下再达到平衡时，PCl5的物质的量是（）A．0.40molB．0.2molC．小

7、于0.20molD．大于0.20mol，小于0.40mol分析：学生已有经验——其他条件不变，改变某一条件，判断平衡移动方向。此题同时减少1.0molPCl3和0.50molCl2，与学生原有经验发生了冲突。我评讲该练习时，引导学生分析有关数据，发现，且移去的量是原题的量的一半，假设模型如图3所示：1.0molPCl30.50molCl21.0molPCl30.50molCl21.0molPCl30.50molCl22.0molPCl31.0molCl22.0molPCl31.0molCl2VL2VL2VLV

8、L图3ABCD由D体系到C体系是在其他条件不变情况下，增大体积，减小压强，平衡向逆方向移动，C体系再达到新平衡时，PCl5的量小于0.4mol，即A体系中的PCl5的物质的量小于0.2mol。通过模型将学生不熟识的2个变量转换成一个变量，从而使知识简单化。（三）概念模型将知识系统化化学反应速率单位体积活化分子总数单位体积分子总数活化分子百分数改变单位体积物质的量改变体系的体积改变活化能改变分子能量改