潘曉轉(zhuǎn)

摘要：模型作為一種科學(xué)方法，在化學(xué)教學(xué)和化學(xué)科研中發(fā)揮了極其重要的作用。模型應(yīng)用在高中化學(xué)教學(xué)中，模型的直觀性有利于教師教授知識(shí)，也有利于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)。本文從理論與實(shí)踐兩相結(jié)合入手，對(duì)高中化學(xué)開(kāi)展模型教學(xué)進(jìn)行研究，以期在實(shí)踐模型教學(xué)中提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和能力。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；模型教學(xué)；實(shí)踐研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-864X（2016）02-0083-01

一、模型概述

為了便于揭示化學(xué)反應(yīng)原理以及規(guī)律，化學(xué)教學(xué)中引入了模型教學(xué)。模型教學(xué)是在想象、類(lèi)比的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛠?lái)反映和代替客觀對(duì)象，并通過(guò)對(duì)這個(gè)模型的研究來(lái)解釋客觀對(duì)象的形態(tài)、特征以及本質(zhì)。模型的原型就是被反映和代替的對(duì)象。模型也是對(duì)具體事物、問(wèn)題的簡(jiǎn)化和特征化。在本文中大致將模型分為物理模型、概念模型和數(shù)學(xué)模型。

二、模型教學(xué)理論依據(jù)

（一）教學(xué)直觀。模型教學(xué)通過(guò)適當(dāng)?shù)哪Ｐ瓦x擇向?qū)W生直觀展示化學(xué)知識(shí)、化學(xué)原理，能有效提高學(xué)習(xí)的效率。模型教學(xué)是一種非常直觀的教學(xué)方式。在直觀教學(xué)中，模型教學(xué)通過(guò)標(biāo)本、符號(hào)、實(shí)物模型等作為載體，傳遞教學(xué)信息，達(dá)到讓學(xué)生更好理解化學(xué)的目的?；瘜W(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，有些化學(xué)原理單靠教材的文字、圖片來(lái)闡述對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)太平面了，往往很難更好的理解。因此模型教學(xué)的直觀有效的縮短了學(xué)生書(shū)本與教材之間的距離，讓學(xué)生吃透教材。

（二）課程新改革下的學(xué)生為主體教學(xué)模式。在教學(xué)新改革的前提下，化學(xué)教學(xué)也應(yīng)該在原有優(yōu)秀的教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，不斷引進(jìn)新的教學(xué)模式。教學(xué)應(yīng)該以學(xué)生為主體，教師要改變以往的教學(xué)觀念，完成從知識(shí)傳教者到獲取知識(shí)參與者的轉(zhuǎn)變。模型教學(xué)的添加，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中不再是被動(dòng)的吸收信息，而是通過(guò)對(duì)模型的仔細(xì)觀察和分析，獲取信息，并將信息轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí)，添加到自己的知識(shí)體系當(dāng)中去。模型教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，同時(shí)在教師的引導(dǎo)下學(xué)生自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力得到提高。

（三）有利于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)系統(tǒng)。人一生中要學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)很多很多，在日常生活中聽(tīng)覺(jué)嗅覺(jué)視覺(jué)只要還正常進(jìn)行就是一個(gè)不斷接觸新事物學(xué)習(xí)新事物的過(guò)程。對(duì)于這些大量的知識(shí)，人腦在儲(chǔ)存的時(shí)候絕不是雜亂無(wú)章的。這里涉及到一個(gè)概念，圖式理論。人腦中的知識(shí)單元、知識(shí)組塊和知識(shí)系統(tǒng)就是圖式，它是指圍繞某一個(gè)主題組織起來(lái)的知識(shí)表征和貯存方式。人腦儲(chǔ)存的知識(shí)非常系統(tǒng)化，而我們提到的模型教學(xué)中的概念模型，它就是通過(guò)繪制概念圖將概念之間的聯(lián)系形象化、具體化、系統(tǒng)化以及圖形可視化。這種模型有利于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)系統(tǒng)，對(duì)知識(shí)系統(tǒng)記憶不僅能提高學(xué)生記憶的效率，在一定程度上也是對(duì)知識(shí)的一種整理，有利于在現(xiàn)有知識(shí)體系上，不斷添加新的知識(shí)并且避免知識(shí)混淆。

三、開(kāi)展模型教學(xué)策略

（一）對(duì)物理模型的應(yīng)用。所謂物理模型是根據(jù)事物的特征，用圖畫(huà)或者實(shí)物模擬出的模型。我們見(jiàn)過(guò)的著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)就是根據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)特性構(gòu)建出來(lái)的物理實(shí)物模型。物理模型在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用在很早之前就已經(jīng)產(chǎn)生，在高中化學(xué)中，比較常見(jiàn)的有原子結(jié)構(gòu)模型、有機(jī)化合物分子的球棍模型。在化學(xué)教學(xué)中，教師可以要求學(xué)生自己動(dòng)手搭建物理模型，用木棍、紙張、橡皮泥或者面團(tuán)作為制作材料，不需要十分精細(xì)或者精美。這樣的教學(xué)方式不僅有利于學(xué)生掌握化學(xué)知識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，增加了學(xué)生的創(chuàng)造力。

以甲烷為例，教師改良傳統(tǒng)的物理模型教學(xué)，加強(qiáng)在化學(xué)教學(xué)中模型教學(xué)的開(kāi)展活動(dòng)。甲烷是高中化學(xué)中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，但是學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)還是比較陌生，對(duì)有機(jī)化合物中舊鍵斷裂新鍵產(chǎn)生這部分知識(shí)不能很好的理解。因此教師可以準(zhǔn)備甲烷的球棍模型，探究甲烷的空間結(jié)構(gòu)，深刻理解為什么甲烷的結(jié)構(gòu)是正四面體的立體構(gòu)型，并引導(dǎo)學(xué)生思考碳?xì)湓右?：4組成分子是否有可能還會(huì)有哪些別的構(gòu)型。物理模型教學(xué)的應(yīng)用使學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)以及化學(xué)原理，有利于學(xué)生更好地掌握化學(xué)知識(shí)。

（二）對(duì)概念模型的應(yīng)用。概念模型主要是運(yùn)用文字符號(hào)等圖的形式對(duì)事物的內(nèi)在規(guī)律和原理進(jìn)行闡述和解說(shuō)。概念圖將概念之間的聯(lián)系形象化、具體化、系統(tǒng)化以及圖形可視化。概念模型相對(duì)來(lái)說(shuō)較為直觀，清楚地揭示了事物的主要特征和本質(zhì)，形象表達(dá)了實(shí)物的具體內(nèi)涵，通俗易懂。在化學(xué)教學(xué)中使用概念圖，將最基礎(chǔ)最典型的化學(xué)知識(shí)、化學(xué)問(wèn)題和研究方法介紹給學(xué)生，學(xué)生通過(guò)思考，掌握探索化學(xué)問(wèn)題的方法，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

概念圖可以運(yùn)用在復(fù)習(xí)課上。化學(xué)雖然是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。但是化學(xué)中涉及的化學(xué)規(guī)律、反應(yīng)原理等，都是需要學(xué)生不斷進(jìn)行記憶和鞏固的。因此通過(guò)概念模型可以幫助學(xué)生鞏固深化已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)。首先根據(jù)教學(xué)大綱確定復(fù)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生自主理順知識(shí)脈絡(luò)，通過(guò)習(xí)題練習(xí)提升化學(xué)能力。在學(xué)生自主理順知識(shí)脈絡(luò)時(shí)，概念圖成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的有力工具。學(xué)生通過(guò)畫(huà)概念圖發(fā)現(xiàn)知識(shí)間的關(guān)系，建立屬于學(xué)生自己的知識(shí)體系，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高對(duì)化學(xué)的掌握度。

（三）對(duì)數(shù)字模型的應(yīng)用。高中化學(xué)的數(shù)學(xué)模型大致可以分為數(shù)式模型和圖形模型兩種：例如函數(shù)式、方程式、不等式等用數(shù)學(xué)式子表達(dá)的屬于數(shù)式模型；而邏輯結(jié)構(gòu)圖、流程圖、鼠標(biāo)圖等屬于圖形模型。數(shù)學(xué)模型通過(guò)對(duì)符號(hào)、式子以及圖形來(lái)對(duì)實(shí)際課本中抽象的實(shí)物進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)變成為簡(jiǎn)潔的數(shù)式模型或者圖形模型，以此來(lái)解釋某些客觀現(xiàn)象，并在一定程度上預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展規(guī)律。學(xué)生在解答晶胞計(jì)算一般就會(huì)借助圖形模型。由此可以看出它的建立需要學(xué)生對(duì)問(wèn)題深入細(xì)致的觀察和探析，并且需要靈活巧妙地利用各種數(shù)學(xué)知識(shí)。

化學(xué)反應(yīng)中的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)，是教學(xué)大綱要求學(xué)生必修的化學(xué)知識(shí)。數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用幫助學(xué)生從微觀角度對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量的變化作出分析。斷開(kāi)化學(xué)鍵以及生成新的化學(xué)鍵這整個(gè)過(guò)程中的放能和吸能關(guān)系，通過(guò)數(shù)學(xué)模型，列出不等式，得出結(jié)論。從而使得學(xué)生熟練掌握熱效應(yīng)、燃燒熱、中和熱、焓變等化學(xué)概念。

四、結(jié)論

總而言之，在新改革的要求下，化學(xué)模型教學(xué)大致可以發(fā)展為物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型三大類(lèi)。不論是哪種模型教學(xué)，模型在化學(xué)這門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)中發(fā)揮了巨大的作用，希望本文能對(duì)推動(dòng)化學(xué)模型教學(xué)、促進(jìn)化學(xué)模型建構(gòu)教學(xué)起到一定的作用。

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