崔靜嫻

【摘要】 模型方法的教學(xué)，讓學(xué)生主動(dòng)接近科學(xué)探究的過(guò)程，更好地理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，對(duì)促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展起到積極作用。以“鹽類的水解”一節(jié)為例，利用微粒模型引導(dǎo)學(xué)生對(duì)鹽類水解原理進(jìn)行剖析，形成解決相關(guān)問(wèn)題的思路，提升化學(xué)學(xué)習(xí)能力。

【關(guān)鍵詞】 認(rèn)知發(fā)展 模型方法 高中化學(xué)教學(xué) 問(wèn)題解決

【中圖分類號(hào)】 G633.8

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】 1992-7711（2020）01-118-010

一、模型含義和類型

《美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中的表述，“模型”是與真實(shí)物體、單一事件或一類事物相對(duì)應(yīng)的而且具有解釋力的試探性體系或結(jié)構(gòu)。學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)同“模型”是人們按照科學(xué)研究的特定目的，在一定的假設(shè)條件下，用物質(zhì)形式或思維形式再現(xiàn)原型客體的某種本質(zhì)特征。因此，模型類型主要分為物理（實(shí)物）模型和思維模型。

二、化學(xué)模型的功能

1.從認(rèn)知的角度認(rèn)識(shí)模型的功能

模型的功能主要用來(lái)對(duì)未知物體的結(jié)構(gòu)或過(guò)程做出描述或預(yù)測(cè)。作為教育者，我們關(guān)注的不僅是模型的科學(xué)功能，更重要的是模型和建模對(duì)教學(xué)的作用和意義。隨著課程改革的深入，課堂教學(xué)從“知識(shí)為本”到“認(rèn)知發(fā)展為本”的模式轉(zhuǎn)變。認(rèn)知心理學(xué)主張，學(xué)習(xí)是來(lái)自于學(xué)習(xí)者的主動(dòng)建構(gòu)，學(xué)習(xí)者本身是通過(guò)構(gòu)建不同形式的內(nèi)在表征去認(rèn)識(shí)這個(gè)世界，而模型是學(xué)習(xí)者了解這個(gè)世界構(gòu)建的一種外在的表征形式。模型方法的教學(xué)就是以學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展為核心的教學(xué)，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生提出疑問(wèn)、建模剖析、凝練思路的方式實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)認(rèn)識(shí)功能，是培養(yǎng)學(xué)生“做科學(xué)”的教學(xué)行為，對(duì)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展具有重要意義。

2.從解題的心理機(jī)制認(rèn)識(shí)模型的功能

有學(xué)者研究指出，高中學(xué)生在解決陌生問(wèn)題時(shí)，首先想到的解題策略就是模型匹配策略。當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)，學(xué)生首先搜索知識(shí)儲(chǔ)備中相似的已有模型，并將模型的分析思路應(yīng)用于解題。若遇到陌生、復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生需要通過(guò)主動(dòng)建構(gòu)模型，辨析問(wèn)題的本質(zhì)，梳理和凝練思路，建立一個(gè)新的模型分析思路。由此可見(jiàn)，模型方法，不是解決一個(gè)問(wèn)題的方法，而是解決各種問(wèn)題的思維角度。在高中化學(xué)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)模型并應(yīng)用模型解決問(wèn)題，有利于梳理化學(xué)知識(shí)和規(guī)律，使化學(xué)知識(shí)模型化，規(guī)律化，提升化學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)效性。

圖1 模型匹配法的心理機(jī)制

三、模型方法的教學(xué)設(shè)計(jì)舉例

人教版的內(nèi)容相當(dāng)精華，很多概念呈現(xiàn)的方式是宏觀現(xiàn)象和宏觀現(xiàn)象的解釋或相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算，再以化學(xué)方程式等符號(hào)表征。往往缺乏通過(guò)呈現(xiàn)粒子的存在與變化來(lái)說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，這使得“宏—微—符”中的中心環(huán)節(jié)微觀表征得以缺失。

《鹽類的水解》一節(jié)的核心目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生借助“微粒模型”構(gòu)建從微觀視角分析水溶液思維方法，從本質(zhì)上理解鹽類水解的原理和規(guī)律，并凝練分析思路，應(yīng)用模型解決問(wèn)題。主要教學(xué)環(huán)節(jié)如下：

環(huán)節(jié)一：根據(jù)宏觀事實(shí)引發(fā)思考

【學(xué)生活動(dòng)】分組實(shí)驗(yàn)，用pH試紙檢測(cè)NaCl、Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、Na2SO4、CH3COONa、（NH4）2SO4 7種鹽溶液的酸堿性。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生感受鹽溶液的酸堿性，獲取鹽溶液有的是呈堿性、有的呈酸性而有的呈中性的感性認(rèn)知。與原有認(rèn)知產(chǎn)生“思維沖突“，激發(fā)學(xué)生探索原理的愿望。

環(huán)節(jié)二：借助模型從微觀角度剖析本質(zhì)

【學(xué)生活動(dòng)】以CH3COONa溶液為例，利用自制微粒模型從微觀角度進(jìn)行分析。

分組思考和討論以下問(wèn)題：

1.醋酸鈉溶液存在的電離反應(yīng)過(guò)程？溶液中有什么粒子？

2.造成溶液中c（H+）、c（OH-）不等的原因？（什么離子可以相互結(jié)合？）

3.離子的結(jié)合對(duì)水的電離平衡有什么影響？平衡后溶液中c（H+）和c（OH-）的大小關(guān)系如何？

【匯報(bào)分析】學(xué)生到黑板上邊操作微粒模型邊回答上面的3個(gè)問(wèn)題。用微粒模型模擬醋酸鈉溶液中微粒移動(dòng)和變化過(guò)程。用化學(xué)語(yǔ)言（符合表征）表示以上過(guò)程。

【學(xué)生活動(dòng)】利用自制微粒模型從微觀角度進(jìn)行分析NH4Cl的水溶液顯酸性、NaCl溶液呈中性的原因，小組討論后上臺(tái)講解。

【設(shè)計(jì)意圖】用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度分析，促進(jìn)學(xué)生有意識(shí)地借助“模型”，剖析鹽溶液中微粒的存在和變化等，從而更清楚地認(rèn)識(shí)鹽類溶液呈酸堿性的本質(zhì)。

環(huán)節(jié)三：凝練分析思路，

【學(xué)生活動(dòng)】通過(guò)CH3COONa、NH4Cl、NaCl三種鹽溶液的微?；顒?dòng)分析，歸納：

（1）分析電解質(zhì)溶液的思路;

物質(zhì)類別——存在的微?！⒘ｉg作用——宏觀結(jié)果——符號(hào)表征

（2）鹽類的水解規(guī)律：有弱才水解，無(wú)弱不水解，誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)實(shí)驗(yàn)、模型分析、問(wèn)題討論等環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)鹽類的水解本質(zhì)有了深刻的認(rèn)識(shí)。將其分析思路整理外顯化，形成思維模型，在解決類似問(wèn)題時(shí)能快速找到匹配策略。

環(huán)節(jié)四：模型的應(yīng)用

【學(xué)生活動(dòng)】運(yùn)用上述分析思路預(yù)測(cè)FeCl3、NaClO、NaF、Al2（SO4）3、CuSO4、Na2S鹽溶液的酸堿性。并判斷鹽中能發(fā)生水解的離子。

【設(shè)計(jì)意圖】鹽類的水解問(wèn)題解決關(guān)鍵在于把握水解的原理，建立正確的分析思路。這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是促進(jìn)學(xué)生利用模型分析和解決問(wèn)題，鞏固在解決問(wèn)題過(guò)程中的分析思路方法。促進(jìn)學(xué)生能夠應(yīng)用模型方法解決相對(duì)抽象、復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題。

四、教學(xué)效果和反思

這節(jié)課后，學(xué)生總體認(rèn)為利用微粒模型讓他們對(duì)鹽類的水解的原理更加清晰了，明晰了思考問(wèn)題的角度和維度，思維更加有序和系統(tǒng)。模型方法能有效地幫助學(xué)生理解化學(xué)問(wèn)題的本質(zhì)，形成解決問(wèn)題的的思路，這是一種以化學(xué)觀念統(tǒng)領(lǐng)具體知識(shí)的教學(xué)，值得嘗試應(yīng)用到其他內(nèi)容的教學(xué)中去繼續(xù)研究。

項(xiàng)目課題：本論文為廣州市第九十七中學(xué)教育科學(xué)規(guī)劃課題“促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的模型方法在高中化學(xué)教學(xué)的應(yīng)用研究”（編號(hào)：2018JS004）研究成果。

[ 參? 考? 文? 獻(xiàn) ]

[1]陳美茹. 兩岸高中化學(xué)教科書中模型的對(duì)比研究[D].上海：上海師范大學(xué) 2016.

[2]吳慶生.利用化學(xué)模型提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力[J].化學(xué)教育.2014（12）：42-44.

[3]何彩霞.用化學(xué)觀念統(tǒng)領(lǐng)具體知識(shí)的教學(xué)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考.2012 （6）：3-5.