【摘" 要】隨著科學(xué)教育理念的不斷演進(jìn)和社會(huì)需求的日益提高，高中化學(xué)教學(xué)也在不斷變革與創(chuàng)新。現(xiàn)階段，幾乎每本化學(xué)教材都涉及多個(gè)大單元，涵蓋廣泛而深刻的化學(xué)知識(shí)。化學(xué)的學(xué)習(xí)需要學(xué)生將這些分散的知識(shí)點(diǎn)整合起來(lái)，形成一個(gè)完整的知識(shí)體系。模型建構(gòu)作為一種綜合性學(xué)習(xí)方法，能幫助學(xué)生將不同大單元的知識(shí)整合應(yīng)用，通過(guò)將抽象的理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，更好地促使學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科的綜合素養(yǎng)。基于此，本文將以人教版高中化學(xué)課本為例，主要從模型建構(gòu)的內(nèi)涵與特點(diǎn)、模型建構(gòu)在高中化學(xué)大單元教學(xué)中的應(yīng)用意義及模型構(gòu)建在高中化學(xué)大單元教學(xué)中的教學(xué)策略三個(gè)方面進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】模型構(gòu)建；大單元教學(xué)；高中化學(xué)

現(xiàn)階段，高中化學(xué)人教版教材都涉及多個(gè)大單元，傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用的需求。模型建構(gòu)的引入不僅有助于化學(xué)知識(shí)的整合，還能通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣。本文旨在探討模型建構(gòu)在高中化學(xué)大單元教學(xué)中的應(yīng)用研究，通過(guò)對(duì)其內(nèi)涵、特點(diǎn)及在教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行深入剖析，以期為提升化學(xué)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)提供有益的啟示。

一、模型建構(gòu)的內(nèi)涵與特點(diǎn)

模型建構(gòu)的核心是“問(wèn)題”，建構(gòu)的過(guò)程是“問(wèn)題—模型—求解”，自始至終是一個(gè)思維的過(guò)程。它強(qiáng)調(diào)通過(guò)分析和解決實(shí)際問(wèn)題構(gòu)建模型，而不是單純地從理論知識(shí)中抽象出模型，問(wèn)題導(dǎo)向性使學(xué)生能更好地理解和應(yīng)用抽象概念，增強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。模型建構(gòu)是一個(gè)綜合性的學(xué)科活動(dòng)，通常涉及數(shù)學(xué)、物理等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，將不同學(xué)科的概念和方法有機(jī)地結(jié)合在一起，形成一個(gè)全面的解決方案。另外，模型建構(gòu)還注重實(shí)踐操作的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生需要通過(guò)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集等手段獲取所需信息，然后運(yùn)用科學(xué)原理構(gòu)建模型，這使得學(xué)生能將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際解決問(wèn)題的能力。

二、模型建構(gòu)在高中化學(xué)大單元教學(xué)中的應(yīng)用意義

（一）有利于幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系

模型建構(gòu)在高中化學(xué)大單元教學(xué)中的應(yīng)用能幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系。通過(guò)參與建?；顒?dòng)，學(xué)生不僅是被動(dòng)地接受知識(shí)，更是積極地參與知識(shí)的構(gòu)建過(guò)程。化學(xué)知識(shí)往往是相互聯(lián)系的，而模型建構(gòu)可以幫助學(xué)生將零散的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，形成更完整的知識(shí)體系。

（二）有利于幫助學(xué)生建立正確的思維方式

模型建構(gòu)過(guò)程不僅是知識(shí)的學(xué)習(xí)，更是一種培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要手段。學(xué)生在模型建構(gòu)中需要提出假設(shè)，進(jìn)行科學(xué)推理和猜想。通過(guò)提出假設(shè)，學(xué)生不僅能運(yùn)用已有的理論知識(shí)，還能展示對(duì)問(wèn)題的創(chuàng)新性思考。這一過(guò)程能激發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題多元解決方案的探索欲望，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和判斷的能力。

（三）有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)

化學(xué)模型建構(gòu)作為一項(xiàng)涵蓋實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、模型構(gòu)建等多個(gè)方面的綜合活動(dòng)，不僅是對(duì)學(xué)科知識(shí)的簡(jiǎn)單應(yīng)用，更是對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的全面培養(yǎng)。通過(guò)參與模型建構(gòu)，學(xué)生能深入了解科學(xué)研究的方法和思維過(guò)程，逐漸形成對(duì)化學(xué)科學(xué)方法的理解與應(yīng)用，從而提高學(xué)生在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的素養(yǎng)水平。

三、模型建構(gòu)在高中化學(xué)大單元教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）結(jié)合教材，構(gòu)建模型

在高中化學(xué)大單元的教學(xué)中，結(jié)合教材模型構(gòu)建是確保學(xué)生深度理解和牢固掌握知識(shí)的關(guān)鍵步驟。教師應(yīng)當(dāng)仔細(xì)研讀教材，理解每個(gè)概念的內(nèi)在關(guān)系及在整個(gè)單元中的連接，在教學(xué)中將這些概念組織成一個(gè)有機(jī)的結(jié)構(gòu)。模型構(gòu)建不僅能使學(xué)生更清晰地看到知識(shí)的脈絡(luò)，建立起對(duì)知識(shí)的整體認(rèn)知，還能更好地引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)的本質(zhì)，培養(yǎng)其系統(tǒng)性思維。

例如，在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”這一內(nèi)容時(shí)。首先，教師可以詢問(wèn)學(xué)生：大家知道生活中的哪些現(xiàn)象屬于氧化還原反應(yīng)嗎？學(xué)生可能會(huì)回答：金屬生銹、食物腐敗等，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生回憶生活中的化學(xué)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)的興趣。其次，教師為學(xué)生詳細(xì)講解氧化還原反應(yīng)的定義、特點(diǎn)和規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生從電子互相轉(zhuǎn)移的角度理解氧化還原的過(guò)程。再次，教師結(jié)合教材，組織學(xué)生設(shè)計(jì)并完成銅與銀離子反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和理論知識(shí)，構(gòu)建氧化還原反應(yīng)的模型。通過(guò)圖示等形式，學(xué)生將抽象的概念具體化，形成氧化還原反應(yīng)的模型，由各組展示不同的氧化還原反應(yīng)，并讓其他同學(xué)分析反應(yīng)過(guò)程，進(jìn)一步拓展氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域。最后，教師結(jié)合教材，開展氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識(shí)的講解、實(shí)驗(yàn)、模型構(gòu)建等，全面促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模型構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手和抽象思維能力。

（二）創(chuàng)設(shè)情境，分析模型

在模型建構(gòu)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)情境是將抽象的知識(shí)變得更為具體、生動(dòng)的重要步驟。教師通過(guò)實(shí)際情境的引入，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景中，使學(xué)生更深入地理解模型的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，提高學(xué)生對(duì)模型實(shí)用性的認(rèn)知。在具體教學(xué)中，教師可以引入與學(xué)生生活相關(guān)的知識(shí)，使學(xué)生更好地理解和記憶抽象的概念，加深學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的印象。

例如，在學(xué)習(xí)“電離平衡”這一內(nèi)容時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生分析化學(xué)模型。例如，學(xué)生作為調(diào)查者，受邀參觀當(dāng)?shù)啬臣一す?，在參觀中，學(xué)生得知該公司正在研究一種新型酸堿反應(yīng)的工藝，而這種反應(yīng)涉及電離平衡的許多概念。為了更好地理解這個(gè)新型酸堿反應(yīng)的機(jī)理，學(xué)生需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模型構(gòu)建揭示其中的化學(xué)原理。接著教師引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一系列酸堿反應(yīng)，觀察反應(yīng)過(guò)程中的變化，記錄反應(yīng)前后的物質(zhì)狀態(tài)和性質(zhì)。并利用pH試紙或pH計(jì)測(cè)定反應(yīng)后溶液的酸堿性，了解溶液的酸堿性質(zhì)。學(xué)生通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建這些酸堿反應(yīng)在分子層面的模型，包括離子的生成、水的電離平衡常數(shù)等，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立電離平衡方程，討論不同條件下反應(yīng)的平衡移動(dòng)。創(chuàng)設(shè)實(shí)際情境引導(dǎo)學(xué)生深入理解電離平衡中的酸堿反應(yīng)，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和科學(xué)素養(yǎng)。

（三）小組合作，完善模型

小組合作是促使學(xué)生在模型建構(gòu)中深度思考的有效手段。在小組合作中，學(xué)生可以分享各自的理解，討論概念之間的關(guān)系，并協(xié)同解決一些復(fù)雜的問(wèn)題。通過(guò)小組合作，學(xué)生不僅可以不斷完善模型，將各自的見解融合，形成更為豐富和全面的認(rèn)知，還能提升自己的表達(dá)和合作能力。

例如，在學(xué)習(xí)“鐵及其化合物”這一內(nèi)容時(shí)，教師可以將學(xué)生分成幾個(gè)小組，每個(gè)小組代表一家虛構(gòu)的鐵礦公司。這些公司受某地區(qū)的鐵路建設(shè)計(jì)劃啟發(fā)，希望深入了解鐵的性質(zhì)及其在建筑和交通領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生將扮演公司的化學(xué)團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)研究并提出在某地區(qū)鐵路建設(shè)中可能用到的鐵及其化合物。學(xué)生需要進(jìn)行一系列鐵的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，包括鐵的磁性、與酸反應(yīng)等，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)合成鐵的幾種常見化合物，比如氧化鐵、硫酸亞鐵等。每個(gè)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和知識(shí)構(gòu)建有關(guān)鐵及其化合物的初步模型，模型中要包括鐵的性質(zhì)、反應(yīng)特點(diǎn)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生小組之間進(jìn)行交流，分享各組的模型，并在教師的引導(dǎo)下完善各自的模型，確保全面而深刻地理解鐵及其化合物的性質(zhì)。學(xué)生通過(guò)模型的比較，分析不同鐵及其化合物在鐵路建設(shè)中的潛在應(yīng)用。通過(guò)開展小組合作的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和實(shí)際解決問(wèn)題的能力，也讓學(xué)生深刻理解鐵及其化合物在建設(shè)中的重要性。

（四）總結(jié)提升，應(yīng)用模型

模型建構(gòu)不僅是為了讓學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，更要讓學(xué)生能將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中。因此，在構(gòu)建模型后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，通過(guò)提出問(wèn)題、組織討論，學(xué)生可以更好地理解模型的應(yīng)用范圍，掌握解決實(shí)際問(wèn)題的方法。同時(shí)這一過(guò)程也是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)模型理解程度的有效手段，幫助學(xué)生將模型內(nèi)化為自己的知識(shí)。

例如，在學(xué)習(xí)“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”這一內(nèi)容時(shí)，學(xué)生已經(jīng)固定認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)有快有慢，知道外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率存在影響。因此，考慮到學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。首先，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)分析，從宏觀角度上引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并逐步認(rèn)識(shí)濃度、溫度、催化劑等外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響。接著，教師從“有效碰撞理論”，即微觀角度上對(duì)影響反應(yīng)速率的相關(guān)因素加以解釋，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)理性認(rèn)識(shí)的升華。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生梳理構(gòu)建反應(yīng)速率的模型，總結(jié)各種因素對(duì)速率的影響，并思考所學(xué)影響反應(yīng)速率的因素對(duì)于實(shí)際問(wèn)題的重要性。最后，為了拓展學(xué)生的視野，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際生活中尋找更多與反應(yīng)速率相關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景，從而拓展所學(xué)知識(shí)。通過(guò)總結(jié)課程并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，不僅能幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，還能鍛煉學(xué)生運(yùn)用模型解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高學(xué)生對(duì)影響反應(yīng)速率因素的深刻理解。

（五）拓展延伸，創(chuàng)新模型

在高中化學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，教師的責(zé)任不僅是傳授知識(shí)，更在于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和應(yīng)用能力。而拓展模型的過(guò)程既是一次知識(shí)的深度挖掘，也是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，因此，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生思考如何將已有的模型應(yīng)用于其他領(lǐng)域，可以有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望。

例如，在學(xué)習(xí)“蛋白質(zhì)”這一內(nèi)容時(shí)，首先，教師可以簡(jiǎn)要為學(xué)生介紹蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的密切關(guān)系。其次，教師為各小組學(xué)生提供蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型，讓學(xué)生通過(guò)觀察、摸索，理解不同結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。同時(shí)要求學(xué)生在小組內(nèi)合作，共同搭建一個(gè)大型的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，以加深對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解。最后，教師提出一個(gè)挑戰(zhàn)，將所學(xué)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。如學(xué)生可以考慮如何模擬特定蛋白質(zhì)在人體中的功能，或者設(shè)計(jì)一種新型的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解決某種疾病。各小組學(xué)生展示他們?cè)O(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)模型，并解釋蛋白質(zhì)模型在解決生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用。其他學(xué)生提出問(wèn)題或建議，進(jìn)行深入的討論。課程的最后，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)模型拓展與創(chuàng)新的過(guò)程，包括遇到的問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法，以及小組協(xié)作的體會(huì)。教師鼓勵(lì)學(xué)生思考，為什么蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)生物醫(yī)學(xué)如此關(guān)鍵，以及他們的模型如何推動(dòng)這一領(lǐng)域的進(jìn)步。通過(guò)拓展延伸所學(xué)知識(shí)，學(xué)生不僅深入理解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，還能鍛煉學(xué)生創(chuàng)新解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣。

四、結(jié)束語(yǔ)

高中化學(xué)大單元教學(xué)中應(yīng)用模型建構(gòu)能更好地滿足綜合素養(yǎng)的需求，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，促進(jìn)跨學(xué)科整合，并使學(xué)生能更好地應(yīng)對(duì)實(shí)際問(wèn)題。在具體的教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合教材，構(gòu)建模型，創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生分析模型，也要開展小組合作的教學(xué)模式，帶領(lǐng)學(xué)生完善模型，進(jìn)行總結(jié)提升，將所學(xué)模型應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題，最后將所學(xué)知識(shí)拓展延伸，創(chuàng)新模型，不斷提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王三華.模型認(rèn)知與建構(gòu)在高中化學(xué)中的價(jià)值探討[J].高考，2020（2）：78.