韋文金++肖維
摘要:在初中化學學習的歷程里,模型思維的歷程實質上是課程表達模型與學生心智模型之間的交互作用。以模型為基礎的學習即學生運用其先前知識儲備,在情境中建構新的信息,通過形成、使用、修正與強化的反復過程,使心智模型得予建構,并不斷地矯正模型,延伸自身的知識或進行概念轉變,最終形成模型思維能力。
關鍵詞:初中生;化學;模型思維能力;學習進程
九年義務教育化學課程標準強調“幫助學生用微粒的觀念去學習化學,通過觀察、想象、類比、模型化等方式使學生初步理解化學現象的本質”,雖然在相應課程文件中均強調模型的重要性,但對于什么是模型、如何培養(yǎng)學生的模型思維能力卻沒有明確的說明?;诩河醒芯?,筆者將有關模型思維能力的學習進程如下進行。
一、化學模型思維能力的
近年來,為促使學生對化學概念及化學知識本質的深刻理解,許多學者都強烈呼吁在科學教學中務必讓學生積極從事模型的理解、建構、評估和實踐活動。
(一)模型
“模型”其實是原型的一種抽象,其舍去了原型的一些次要的細節(jié)、非本質的聯系,以簡化和理想化的形式去再現原型的各種復雜結構、功能和聯系的本質特征的物質形式或思維形式的類似物。而作為現代科學認識手段和思維方法,是科學認識過程中抽象化與具體化的辯證統(tǒng)一。同時具有如下功能:
1.描述功能 模型是對研究對象的一種簡化描述,它簡化且理想化地再現原型與研究目的有關的各種基本因素和基本聯系,略去次要的、非本質的細節(jié)。
2.解釋功能 通過模型形成了一個關于事物內部如何作用的假想機制,然后模擬、類比和推測事物的結構和過程,從而達到對現象的解釋。
3.預測功能 在模型的抽象過程中,舍去了大量次要的細節(jié)材料,突出了事物或過程的主要特征,因而更便于發(fā)揮邏輯思維的力量,使得模型的研究結果能夠超越現有條件,指示研究的方向,形成科學的預見。
(三)模型思維
在化學學習中,學生以情景中建構新的信息,通過形成、使用、修正與強化的反復過程,使心智模型得予建構,并不斷地矯正模型,延伸自身的知識或進行概念轉變,最終形成模型思維。
(四)化學模型思維能力
化學很多基本規(guī)律和基本理論的建立,往往都是以能揭示事物本質特征的某種簡化模型為基礎的,化學的發(fā)展過程從某種程度上可以說是一個不斷建立模型、運用模型和修正模型的過程。例如科學家為了揭示原子結構的奧秘,先后提出了“實心球”、“葡萄干蛋糕”、“電子云式”等原子模型,從而不斷深化了對原子結構本質的認識;為了解釋化學變化的本質及其能量變化,化學家提出了活化分子有效碰撞理論模型;為了研究氣體的行為提出了理想氣體模型……模型思維方式把化學事物加以高度抽象,抓住原型客體中的主要矛盾及主要特性,從而揭示更深刻的本質和規(guī)律性。
總之,在化學學習中,當客觀對象并不能直接研究時,在進行一定的觀察、實驗和對所獲得的科學事實進行初步的概括之后,常常要利用想象、抽象、類比等方法,建構一個簡化的又能集中反映客體本質關系的模型,并通過對模型的研究揭示原型客體的形態(tài)、本質和特征,此即模型思維方式。
二、初中生模型思維能力的學習進程
欲培養(yǎng)學生模型思維能力,必先了解模型思維的學習進程,才能讓學生在學習中掌握化學的相關概念、微觀物質結構等知識內容。對“模型”的學習要求涉及到對模型本身的認識和理解、運用多種模型去表征和解釋現象以及建構模型并評價模型等。為更好地了解學生在各個水平上的具體表現,本研究借鑒楊玉琴博士對模型學習水平的研究,以及我國的初中化學課程的具體內容,建立了如表1所示的“模型思維能力”學習進程。
然而,在建構“模型思維能力”學習進程時,對模型的理解是一個單獨的水平,建立在對模型基本認識的基礎上,學生模型思維能力的發(fā)展極大地依賴于他們的先前知識和能力,以及學生對要建模的系統(tǒng)的理解,當學生的理解發(fā)展時,他們的模型思維也將更加精致。
三、教學建議與展望
化學模型是依據一定的研究目的對原型進行了某種程度的簡化,突出原型客體的主要矛盾或矛盾的主要方面,暫時地忽略了次要矛盾或矛盾的次要方面。這種簡化是在一定條件下進行的,即模型的建立是對原型有條件的“摹寫”。
因此,由化學模型來認識原型,會與原型實際并不完全一致。故在應用化學模型去解決與原型相類似的化學問題時,應注意化學模型的適用范圍,否則就會出現錯誤。
參考文獻:
[1] 陶忠華.生物學模型教學探析[J].生物學教學,2006,31(8):17-19
[2]教育部.全日制義務教育化學課程標準(實驗稿>[S].北京:北京師范大學出版社,2011:22
[3]楊玉琴. 化學學科能力及其測評研究[D].華東師范大學,2012:125