初中化學模型思維能力模型建構與應用探索

福建省晉江市西濱中學 楊柳眉

初中學生已經具備一定的自主意識與模型思維能力，因此會對自身感興趣的化學現象、化學原理、化學規律展開自主探究、深度觀察。在化學課程教學環節，應當注重激發學生的探究欲望與求知欲望，對學生展開精準啟發，引導學生自主思考化學知識背后所潛藏的原理，使學生通過物質生成結構探索來完成實驗論證，并且設計出相應的實驗方案，使學生的求知欲望與學習興趣都得到有效激發，為后面的教學活動開展提供重要助力。

一、化學模型思維能力培養的重要性

培養學生化學核心素養是我國初中化學課程教學主旨，而模型思維能力作為化學課程核心素養的核心構成部分，對化學模型思維能力展開理論研究與實踐研究，具有重要的實踐價值與理論價值。

（一）符合國內化學課程改革目標

在經濟全球化背景下，我國開展了課程改革，在傳統教學模式的基礎上展開創新與優化，針對學生的綜合素質與核心素養展開培養，保證學生可以在社會高速發展的背景下擁有更加出色的表現。為實現這一目的，需要在初中化學課程教學環節對學生的知識應用能力、知識創新能力與知識遷移能力展開有效培養。新課改明確提出：“素質教育理念要以培養學生核心素養為核心教育目標，以能力培養為第一準則，對學生的知識結構展開科學優化，使學生的社會經驗與實踐能力都可以得到有效豐富與培養，促使學生將所學到的理論知識應用于實踐當中，強化各項能力，引導學生學會運用知識與技能解決問題，開創人生新篇章?！倍囵B學生化學思維能力與化學課程改革目標高度契合，因此初中化學教師應當對此加強重視，在理論教學環節與實驗教學環節對初中學生的模型思維能力與科學素養展開有效培養。

（二）促進學生學科素養生成

培養學生學科素養是新課改背景下在傳統化學教學目標基礎上提出的又一大教學目標，由于化學課程與日常生活存在密切關聯，因此化學學科能力歸結為核心素養、科學素養的關鍵性內容之一?；诮虒W材料視角，除去教材當中原有的教學模型外，在任何知識學習環節都可以將模型作為理解載體，提升學生對化學原理以及化學概念性知識的理解程度。在理論知識教學環節，化學模型可以將紛亂復雜的概念知識記錄下來，同時結合模型認知來提升學生對化學知識的理解程度，這也是化學課程教學活動順利開展的重要保障。不僅如此，模型與建模是科學發展的核心元素，因此也是科學課程學習環節當中必不可少的能力與認知。目前，科學模塊化逐漸受到教育界高度重視，但反觀教學文件當中雖然反復強調模型建設的重要性，但對于如何開展化學模型構建、如何培養學生模型思維能力卻未做出精準說明。在實際教學環節，教育人員對模型建設的重視程度不足，對模型特征與模型本質缺乏全面性認知，很難清晰地辨別原型與模型。為保證初中學生的化學模型思維能力得到有效培養，教師需要在初中課程教學環節對學生展開實踐指導與理論指導，促進學生的學科素養形成，早日成為具備良好創新意識與學科素養的高素質人才。

（三）是化學學科能力的重要體現

模型思維能力是基于化學課程學習衍生出的科學技能，因此也是化學核心素養的重要組成部分，通過模型思維能力培養可以幫助學生更加形象地認知化學知識。需要注意的是，科學思維與模型思維能力培養并非單純管控實驗步驟或者提升實驗教學比例，而是一個檢驗學科模型以及構建學科理論的復雜性過程，此環節需要確保形成知識與自然界知識緊密結合，并且有效激發學生的主觀能動性與積極性。建?；顒映蔀榛瘜W課程學習的關鍵性環節可以促進學生更加全面、更加深刻地理解并且掌握化學原理以及化學模型性質，使學生明確如何構建化學模型、如何區分化學模型，對化學模型的實際性質、實際作用、實際應用范圍以及應用局限性有更加清楚的認知。在學習同一化學現象環節，可以通過檢驗模型、構建模型等方式來提升對化學現象的理解，并且借助多重模型來進行化學現象解釋與化學現象表達。具體而言，化學模型的價值在于以下兩方面：首先可以使某些微觀物質呈現宏觀化特征；其次是自身包含對微觀物質的深度認知，將微觀粒子以更加簡潔明了的語言方式呈現出來，從而幫助學生構建宏觀模型思維。

二、初中化學課程教學環節模型構建的實踐策略

（一）發揮模型建構優勢，培養學生模型思維

為顯著提升化學課程教學效率，促進學生科學素養與綜合素質發展，首先應當提升化學課程與其他學科知識的聯系，確?；瘜W知識可以實現與其他學科知識相互促進、相互銜接，形成完善的科學體系，助力學生學科素養形成。其次要適當分解教學材料當中的學科因素，在化學原理與化學概念知識教學時利用學生在其他學科所學到的知識完成知識點類比、知識點同化、知識點理解、知識點吸收以及知識點應用，這樣可以有效發揮模型建構的價值與優勢，為學生預留充足的自主發展空間與自主創新空間，使學生可以形成良好的空間想象能力與模型思維能力。結合化學教學本質而言，這是一門以實驗為基礎開展的科學類學科，而模型思維則是化學素養形成的重要助力，因此模型思維需要體現在實驗教學環節。

為實現這一目的應首先向學生講解理論知識，學生對理論知識掌握得越深刻，對后續的學習活動越有利。例如，在氫氣燃燒實驗教學環節，教師可以分別給出氫氣模型示意圖以及氫氣化合生成水示意圖，再引導學生通過自主觀察的方式來探索實驗步驟，以更加直觀的方式幫助學生完成模型思維培養。

（二）加強知識點探究，培養學生探究能力

化學課程不僅與數學、物理等課程有密切關聯，同樣也與很多現實現象與科學原理有密切關聯。因此，教師為培養學生的探究能力，應當為學生預留充足的探索空間，使學生可以在特定的情境當中展開知識點探究，逐漸養成良好的發展思維。需要注意的是，化學課程具有一定的系統性，因此在知識點探索環節需要注重探索內容與本課內容的契合程度，確保拓展的內容不會淡化本課教學主題，確保整體知識點流暢緊湊。在此環節，教師可以引導學生展開資料查詢、資料閱讀、資料分析，以此完成知識點拓展與知識點內化，幫助學生養成良好的探究習慣與探究興趣。與此同時，化學學習會涵蓋大量的概念性知識，因此需要學生擁有一定的模型思維，因此教師在教學環節應當注重凸顯學生主體地位，以問題式導入激發學生展開自主思考。在學生自主思考以及交流討論環節，教師應當對學生的學習情況展開深度探索，掌握學生思維偏差之處，給予正確引導，這也是學生模型思維能力與探究能力形成的重要助力。為實現這一目的，教師在正式教學之前可以向學生提出主題性問題，要求學生結合現有知識儲備以及模型思維能力來探索問題與解決任務，這樣可以有效激發學生的潛在能力，調動學生的參與積極性。除此之外，教師要對學生展開正確引導，幫助學生整理所學知識，探索各知識點之間的關聯性，使學生形成完整的化學知識體系，并且形成獨立的自主學習方法，可以在自主學習環節應用所學知識對整個教學流程以及思維品質展開有效評價，從而完成知識點遷移。久而久之，不僅學生的探索能力與模型思維能力可以得到顯著提升，而且學生會形成良好的探究習慣，為后續更深層次的課程學習奠定堅實基礎。

例如，在初中化學課程“化學給我們帶來什么”教學環節，教師可以將本課教學內容精準地劃分為正確認知物質、合理利用資源、促進科學發展三大板塊。就正確認識物質這一環節展開深度教學，引導學生以小組形式探討鐵鍋在烹飪環節具有哪些優勢以及吸煙會對人體帶來哪些危害，這些危害又是如何形成的。在小組討論環節，學生可以通過自主思考、小組討論、查詢資料、向教師求解等方式來獲取正確信息。接下來在深入討論環節，深度講解補鐵可以促進血紅蛋白生成，這樣學生在生活當中遇到此類問題可以科學解決，顯著提升學生解決問題的能力。同類知識還有食醋與食鹽分別含有什么成分？綠色植物如何將二氧化碳與水轉化為淀粉？脂肪與淀粉、蛋白質、糖分在人體內會出現何種變化？這些都是學生感興趣的內容，可以有效激發學生探究欲望。

（三）創新化學教學方式，培養學生綜合能力

在化學課程教學環節，教師可以在模型構建環節創設特定的教學情境，使學生在教學情境當中展開問題探索，并且大膽做出設想，通過實驗來與日常生活產生聯系，更加積極、更加主動地參與到科學探究活動當中。在探究活動當中，使學生的學科思維與科學方法有機融合，從而轉變傳統化學教學模式，將學生從原有的教學體系當中抽離出來，助力學生逐漸接受新型教育模式，并且在新型教育模式的助力下展開主動探索，結合實際問題來展開學習方式創新。通過模型建構的學習方式，學生的學習活動可以由被動學習轉化為主動學習，突破傳統理論教學的限制，在新型教學模式當中展開技能學習與知識探索，逐漸形成解決問題與探究問題的方法與技巧，促進學生終身學習意識的形成，有助于學生綜合素質和身心健康發展。

例如，同樣在“化學給我們帶來什么”課程教學環節，教師可以在基礎教學完成后為學生預留自主思考與自主觀察任務，針對全體學生提出問題：“一處小型倉庫當中堆積一批袋裝化肥，經過一個夏天，倉庫管理員發現化肥氣味越發濃烈，而且伴隨部分的化肥數量減少，還有包裝袋存在破損，但卻沒有化肥遺落在地上。為什么化肥會憑空消失？”通過教師的引導，學生立刻對此現象產生了濃厚的探究興趣，渴望通過化學知識學習掌握化肥變少的原因。此環節教師同樣可以引導學生展開小組交流，并且大膽做出假設，要求學生結合小組討論環節來完成知識點內化。為保證學生對本課教學原理有更加清晰的認知，教師還應為學生展示加熱碳酸氫氨的實驗，要求學生觀察實驗內容，探索實驗現象，并且自主推理、自主聯想，判定化肥消失的原因，說出化肥消失的原理。具體實驗過程如下：取少量碳酸氫氨固體粉放入特定的蒸發器皿當中，并且在下方放置酒精燈定型加熱，以更加直觀的方式呈現化學原理。

（四）提升閱讀教學效果，培養學生邏輯思維能力

在初中化學課程教學環節，為保證教學效率，教師首先應當引入混合教學模式，要求學生在課前自主預習環節完成課前預讀，對知識點有基礎的了解，并且明確本課教學目標，這樣可以在正式聽課期間做到有的放矢。與此同時，教師應當要求學生在筆記上記錄本課重點以及學習難點，以此提升課堂聽課效率。通常課前閱讀會選擇重點內容展開閱讀，而課堂閱讀則是在教師的引領下展開深度閱讀，幫助學生完成知識點內化，提升對理論知識與化學概念的理解。在教師的正確引導下，教學活動極具針對性，可以引導學生結合化學思路來展開精細化閱讀，使學生一邊鉆研教材，一邊對課文結構展開深度探索，這樣不僅學生的思維能力可以得到有效培養，同時可以有效發揮思維能力建模的優勢。

總而言之，模型思維能力培養與初中化學課程高度契合，二者之間具有諸多互通之處。初中化學教師可以通過發揮模型建構優勢、加強知識點探究、創新化學教學方式、提升閱讀教學效果等方式來培養學生模型思維能力，為學生綜合素質發展、核心素養發展奠定堅實而穩固的基礎。