高中化學(xué)建模教學(xué)對于提升學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)

丁美平

摘 要：近些年西方國家越來越重視建模思想的培養(yǎng)，并且逐漸發(fā)展成為科學(xué)教育的一項(xiàng)重要內(nèi)容?，F(xiàn)階段國內(nèi)高中化學(xué)教育也越來越注重對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)了素質(zhì)教育背景下持續(xù)推進(jìn)化學(xué)教學(xué)理念的改革。分析了高中化學(xué)實(shí)施建模教學(xué)的主要意義，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐提出幾點(diǎn)教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：科學(xué)教育;化學(xué)建模;素質(zhì)教育;教學(xué)改革

有效建立模型并能夠利用模型解決學(xué)習(xí)過程中遇到的化學(xué)問題是培養(yǎng)科學(xué)思維的關(guān)鍵。在國內(nèi)的教學(xué)實(shí)踐中教師受到應(yīng)試教育影響并沒有給予科學(xué)思維培養(yǎng)應(yīng)有的重視，這與素質(zhì)教育的核心理念相悖。建模教學(xué)模式最初出現(xiàn)在國外，近幾年在國內(nèi)興起，其在教學(xué)實(shí)踐中體現(xiàn)出的獨(dú)特優(yōu)勢得到了教育工作者的一致認(rèn)可。如何有效結(jié)合國情開展建模教學(xué)已經(jīng)成為一個熱點(diǎn)問題。

一、高中化學(xué)實(shí)施建模教學(xué)的意義

高中化學(xué)是素質(zhì)教育體系中的重要課程，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》明確指出高中化學(xué)教育的主旨是為了幫助學(xué)生掌握能夠滿足自身發(fā)展需求所需的知識體系和技能，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀。高中化學(xué)教學(xué)課程應(yīng)當(dāng)將科學(xué)方法和科學(xué)思維的培養(yǎng)作為重點(diǎn)，要求學(xué)生能夠正確地認(rèn)識實(shí)驗(yàn)、假說、模型，利用科學(xué)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計驗(yàn)證假說得到結(jié)論，并能夠利用文字、圖表、模型等化學(xué)語言進(jìn)行詮釋。因此，化學(xué)建模教學(xué)不僅體現(xiàn)了素質(zhì)教育的核心理念和社會發(fā)展的高素質(zhì)人才需求，也是提升學(xué)生思維品質(zhì)培養(yǎng)學(xué)生探索精神的重要手段，將會使學(xué)生終身受益。

二、高中化學(xué)實(shí)施建模教學(xué)的策略

（一）結(jié)合物質(zhì)基礎(chǔ)，構(gòu)建具體化模型

建模教學(xué)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的重要模式，結(jié)合物質(zhì)基礎(chǔ)進(jìn)行建模，能夠構(gòu)建出具體化的模型，增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解。學(xué)生結(jié)合已有的知識經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行歸納和總結(jié)，將對具體知識點(diǎn)的認(rèn)知從感性提升到理性的高度，促使學(xué)生能夠應(yīng)用化學(xué)模型來解決生活實(shí)際中的問題，這對于提升學(xué)生的科學(xué)思維具有重要意義。

例如，教師在介紹“物質(zhì)的立體構(gòu)型”的相關(guān)內(nèi)容時，為了讓學(xué)生理解不同原子構(gòu)成的物質(zhì)不同，即便是相同原子，結(jié)構(gòu)不同組成的物質(zhì)也千差萬別這一知識內(nèi)容，教師借助化學(xué)模型能夠給學(xué)生更加直觀的印象。石墨的結(jié)構(gòu)較為特殊，原子一層一層排列，同層原子間通過共價鍵鏈接，而不同層原子則借助范德華力作用到一起。金剛石和C60均是由原子直接構(gòu)成的，前者碳原子成正六邊形排列，后者原子成球狀排列。又如：“H2O2”從化學(xué)式上來看，學(xué)生第一印象往往是該分子結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是對稱的，因而屬于非極性分子。但教師可以通過建立“H2O2”的分子模型，學(xué)生便能夠更加直觀地認(rèn)識到分子中的兩個氫鍵并非在一條直線上對稱排列，而是存在一個角度，這就意味著“H2O2”屬于極性分子。由此可見，通過這一建模過程，學(xué)生對于化學(xué)知識的概念就能夠具有更加深刻的了解，同時學(xué)生的思維能力也能夠得到很大的提升。

（二）把握物質(zhì)特性，構(gòu)建抽象化模型

在化學(xué)教學(xué)中有些概念較為抽象，教師在建模的過程中要考慮到學(xué)生的理解能力，既要通過模型表現(xiàn)出共性的規(guī)律，又要體現(xiàn)出不同物質(zhì)間的個性差異，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。通過建立抽象的化學(xué)模型，讓學(xué)生在把握物質(zhì)特性的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的內(nèi)在規(guī)律，極大地提升學(xué)生的思維能力。

例如，建立氧化還原反應(yīng)模型，教師可以把氧氣與銅反應(yīng)生成氧化銅，而氫氣又與氧化銅反應(yīng)生成銅，作為典型案例，幫助學(xué)生理解氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的普適規(guī)律;在講解酸的性質(zhì)時，教師可將生活中常見的硫酸作為典型案例，它能夠體現(xiàn)出酸性物質(zhì)的共性，同時也有自己的特性，濃硫酸具有很強(qiáng)的脫水性、氧化性以及吸水性;不同原子的化合價在元素周期律中體現(xiàn)出隨原子序數(shù)遞增的周期性變化，這是大多數(shù)原子的共性，但是F只有0價和-1價，并沒有正化合價，這是特例。通過建立抽象的化學(xué)模型，學(xué)生更容易從物質(zhì)的本質(zhì)角度來發(fā)現(xiàn)和歸納出一定的規(guī)律，從而提升自身的科學(xué)思維能力。

（三）降低建模難度，注重思維培養(yǎng)

化學(xué)建模教學(xué)的本質(zhì)是為了培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提升學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，但在現(xiàn)階段的教學(xué)實(shí)踐中，大多數(shù)學(xué)校過于重視應(yīng)試能力的培養(yǎng)而忽略了對學(xué)生內(nèi)在素養(yǎng)的提升。因此，多數(shù)學(xué)生對建模教學(xué)感到陌生，甚至?xí)行┎贿m應(yīng)，教師需要適當(dāng)?shù)亟档徒５碾y度，通過一些簡單的例子來提升學(xué)生的信心，激發(fā)學(xué)生的參與建?；顒拥臒崆?，讓學(xué)生切實(shí)感受到建模教學(xué)給予的幫助?；瘜W(xué)是一門典型的實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，學(xué)生在參與實(shí)踐探究的過程中才能夠真正地鍛煉探索精神，從而通過實(shí)驗(yàn)建立起化學(xué)模型，掌握抽象的概念。

綜上所述，高中化學(xué)建模教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，教師在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視，不斷優(yōu)化教學(xué)策略，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 王彥清