王保義

摘要：本文針對目前化學(xué)模型教學(xué)的實際，主要介紹化學(xué)模型的含義、模型構(gòu)建的方法，分析存在問題，提出教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：化學(xué)模型 ?模型建構(gòu) ?教學(xué)策略

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準》（2017年版）提出了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，其中證據(jù)推理與模型認知就是五個核心素養(yǎng)之一，要求通過分析、推理等方法認識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認知模型，并運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。由此可見模型構(gòu)建是化學(xué)學(xué)習(xí)的一種方法，也顯得十分重要。下面我就談?wù)劚救嗽趯嶋H工作中的一些理解和體會，與大家共饗。

一、化學(xué)模型的含義及其分類

模型的定義很多，我個人認為模型就是對問題本質(zhì)特征和主要因素的一種簡化的描述或模擬?；瘜W(xué)模型是人們在認識化學(xué)問題與解決化學(xué)問題的過程中，通過抽象、概括、歸納等科學(xué)方法，利用研究對象的關(guān)鍵因素與本質(zhì)特征建構(gòu)的各種模型?；瘜W(xué)模型構(gòu)建就是建構(gòu)化學(xué)模型的過程。由于化學(xué)是在原子、分子的角度來研究物質(zhì)，原子、分子是微觀粒子，人們只有借助模型來進行理解、推理，探索其組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及反應(yīng)規(guī)律，用來解決實際問題。

模型的分類方法非常多，但可以結(jié)合高中學(xué)生的認知，按照模型的呈現(xiàn)形式和使用方便分為：⑴實物模型，即按一定比例比例的實物，形式如我們常見的球棍模型、比例模型、晶體模型、離子晶體、分子晶體、原子晶體、金屬晶體、實驗裝置等;⑵符號模型，也就是我們所說的化學(xué)用語，是對物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的表達，如化學(xué)式、化學(xué)方程式、結(jié)構(gòu)式、原子結(jié)構(gòu)示意圖、核外電子排布式、軌道式（電子排布圖）等;⑶概念模型，以圖示、文字以及符號等組成對事物規(guī)律和形成機理進行簡單的闡述和描述，如反應(yīng)熱、化學(xué)平衡概念、第一電離能、電負性、范德華力、氫鍵、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、知識思維導(dǎo)圖等;⑷理論模型，即學(xué)說、假設(shè)。如蓋斯定律模型、碰撞理論模型、化學(xué)鍵理論模型、價層電子對互斥模型、雜化軌道理論模型、金屬晶體電子、泡利不相容原理、洪特規(guī)則、氣理論模型等;⑸圖形模型，即以示意圖的形式描述某個過程或某個結(jié)構(gòu)，如水分子電離過程示意圖、化學(xué)沉淀法廢水處理工藝流程示意圖、電解熔融氯化鈉制鈉示意圖、鋼鐵的析氫腐蝕示意圖、吸氧腐蝕示意圖、金屬防腐的示意圖、構(gòu)造原理圖、σ鍵形成圖示、π鍵形成示意圖、實驗裝置圖等;⑹數(shù)學(xué)模型，即以定性或定量形式描述事物的變化規(guī)律，如化學(xué)速率表達式、化學(xué)平衡常數(shù)的表達式、化學(xué)平衡計算模型、電離常數(shù)、水的離子積常數(shù)、pH的表達式、水解常數(shù)、溶度積、坐標(biāo)圖像、數(shù)據(jù)表等;⑺動畫演示模型，即將某個化學(xué)反應(yīng)微觀過程設(shè)計成動畫形式來演示其過程，體現(xiàn)形象化、直觀化的效果。比如我們在原電池和電解池中使用的動畫來演示其中的微粒運動及變化等。

盡管我們這樣分類了，但是在實際教學(xué)中也沒有必要分得這么清，分類是為了方便。同一內(nèi)容也可以建立不同的模型，sp3雜化后的空間構(gòu)型，我們可以用圖表模型，也可以用實物模型等等。

二、化學(xué)模型的建構(gòu)方法

從化學(xué)模型的定義可以看出模型建構(gòu)過程中采用抽象、概括、歸納的方法可以進行知識結(jié)構(gòu)化建模，具體來說可以這樣來做：

1.微觀問題宏觀化，構(gòu)建實物模型、圖形模型、動畫演示模型等。如我們在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》學(xué)過的原子軌道，s電子的原子軌道可以想像成球形，p能級的原子軌道是紡錘形，這些都可以用掛圖來展示，也可以做成實物模型，球棍來做這樣的模型。還有在形成共價鍵時，s-pσ鍵、p-pσ鍵、p-pπ鍵就可以用這些實物演示其形成過程，讓學(xué)生來自己動手去體會，也可以做成動畫來演示，形象、生動，很有說服力。還有分子的立體結(jié)構(gòu)中，如CH4的sp3雜化后的結(jié)構(gòu)，就可以用4個氣球扎到一起，很自然就會形成空間的立體結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生動手去做，非常形象，減少我們用語言的表述的難堪。

2.微觀過程動態(tài)化，構(gòu)建動畫演示模型。如在學(xué)習(xí)原電池和電解池時，教材中都有圖片，但這個還不夠直觀形象，我們可以為了更好地說明其中電子的流向、溶液中離子的移動情況及微粒發(fā)生的變化，我們很多老師利用動畫來演示說明這個問題，這樣就把這些過程直觀、明顯地顯現(xiàn)出來。

3.將知識結(jié)構(gòu)化體系化，構(gòu)建概念模型。這一種方法在我們平時教學(xué)中經(jīng)常用，用得最多的。例如在《化學(xué)反應(yīng)原理》第三章內(nèi)容可以形成以下的關(guān)系：

4.基于問題，將過程程序化，構(gòu)建模型。如在學(xué)習(xí)《化學(xué)反應(yīng)原理》中的影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時，我們就可以按下面的模型進行。

5.基于規(guī)律的總結(jié)，構(gòu)建模型。如在均攤法在晶體計算中的運用，模型一般是：⑴處于頂點的粒子，同時為8個晶胞共有，每個晶胞占有18 ;⑵處于棱上的粒子，同時為4個晶胞共有，每個占有14 ;⑶處于面上的粒子，同時為2個晶胞所共有，每個晶胞占有12 ;⑷處于晶胞內(nèi)的粒子，則完全為該晶胞所有。

6.還可以從試題中總結(jié)，構(gòu)建模型。如針對工藝流程問題，可以總結(jié)為：原料處理 核心反應(yīng) 提純分離 目標(biāo)產(chǎn)品，再細化每個過程，多視角來分析。

三、當(dāng)前模型構(gòu)建教學(xué)存在問題

自《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準》（2017年版）發(fā)行來，各地都在進行學(xué)習(xí)和研究，老師也在研究，但是許多老師只關(guān)注了其字面的變化，對其內(nèi)涵沒有深入挖掘，對核心素養(yǎng)的本質(zhì)要求沒有很好地理解和把握，模型構(gòu)建教學(xué)更是沒有引起老師的足夠重視。

1.模型相關(guān)知識匱乏。長期從事教學(xué)的老師，由于過去的教材中沒有對化學(xué)模型進行系統(tǒng)的闡述，加上老師平時的工作量大，沒有時間學(xué)習(xí)和研究模型相關(guān)的知識，導(dǎo)致對模型的認識一知半解。特別是對模型的理解只停留在球棍模型、比例模型上，是狹義化的模型。

2.過分強調(diào)模型的分類。許多老師總想把化學(xué)模型分類分得很清，但實際上很難做到。因為在分類中總有一些是交叉的。

3.在模型構(gòu)建過程中，總想形成一個能把許多問題都包含進去的“萬能”模型，實際上也很難做到，即使找到，這種模型太過抽象化，不好理解，也不好用。

4.教學(xué)方法陳舊。雖然新課標(biāo)已經(jīng)發(fā)行幾年了，但許多地方仍舊用的是舊教材，在教學(xué)過程中，把大量的時間放在零散的知識上和大量的練習(xí)上，導(dǎo)致學(xué)生在課堂沒有時間去進行總結(jié)思考，構(gòu)建自己的模型，學(xué)生大量的時間花在刷題上，成績也不一定能得到提升，甚至導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)失去信心和興趣。

四、模型構(gòu)建教學(xué)的策略

⑴認真學(xué)習(xí)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準》（2017年版），轉(zhuǎn)變教學(xué)理念。新版課標(biāo)提出了許多新的理念，加上新教材在不同地區(qū)不同程度地實施。面對新教材，我們老師要不斷地學(xué)習(xí)研究，模型構(gòu)建的教學(xué)勢在必行。只有老師轉(zhuǎn)變理念，學(xué)習(xí)模型構(gòu)建的方法，才能適應(yīng)新教材，才能將模型建構(gòu)引入教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得好的成績。

⑵在模型的理解和分類上，要簡潔。特別是分類上，按照實際需要進行，不要過于強調(diào)分類，關(guān)鍵在于模型的建構(gòu)過程，讓學(xué)生掌握方法，自己進行建構(gòu)，老師在課堂上可以引導(dǎo)學(xué)生進行。特別在概念教學(xué)方面和做題方面。在概念教學(xué)上我們可以從概念引入的原因、概念的定義、概念的適用條件等方面進行，從教材和課堂教學(xué)中歸納。

⑶在高中階段，我們強調(diào)模型建構(gòu)的基本方法，不要拘泥于模型建構(gòu)模式。學(xué)生主要是對所知識、所總結(jié)的題型方法方面進行必要的模型建構(gòu)，老師可以幫助學(xué)生完成。讓學(xué)生體會到模型建構(gòu)的成功和成績的提升，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和信心。

⑷模型建構(gòu)可以利用不同方式方法進行。我們在平時教學(xué)，一方面老師可以根據(jù)實際需要制作教具，另一方面也可借助軟件進行模型建構(gòu)，如在晶體教學(xué)過程中可以借助Diamond進行晶體構(gòu)型的建構(gòu)，增加教學(xué)方式的多樣性，提高學(xué)生的理解力和興趣。

總之，模型構(gòu)建作為一種方法在今后的教學(xué)中會越來越重要，需要同行們繼續(xù)研究和改進，提高教學(xué)效果。

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