摘要： “模型認(rèn)知”是重要的化學(xué)學(xué)科思維方式，要從化學(xué)模型、化學(xué)認(rèn)識(shí)模型等視角理解“模型認(rèn)知”的內(nèi)涵。從化學(xué)模型視角看，“模型認(rèn)知”包含運(yùn)用化學(xué)模型化學(xué)表征的能力、運(yùn)用化學(xué)模型解釋和論證的能力、運(yùn)用化學(xué)模型預(yù)測(cè)和驗(yàn)證的能力、構(gòu)建和優(yōu)化化學(xué)模型的能力等;從化學(xué)認(rèn)識(shí)模型視角看，“模型認(rèn)識(shí)”包含運(yùn)用化學(xué)認(rèn)識(shí)模型將知識(shí)功能化，基于化學(xué)認(rèn)識(shí)模型發(fā)展學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、自我調(diào)控能力等。

關(guān)鍵詞： 模型認(rèn)知; 化學(xué)模型; 化學(xué)認(rèn)識(shí)模型; 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

文章編號(hào)： 10056629（2020）05000907

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

1 理解“模型認(rèn)知”應(yīng)該有多種視角

1.1 部分已有研究

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“2017年版課標(biāo)”）提出的5方面化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中包括“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”，因此“模型、模型認(rèn)知”等引起了化學(xué)教學(xué)研究者和一線教師的關(guān)注，提出一些觀點(diǎn)： 陸軍[1]提出，模型包括實(shí)物模型和形式模型兩類，形式模型包括數(shù)學(xué)模型、圖像模型和語義模型等，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“模型認(rèn)知”是指“基于模型的認(rèn)知”，這種觀點(diǎn)為一線教師的教學(xué)實(shí)踐指出了一種方向;楊玉琴[2]提出，“模型認(rèn)知”能力是指能夠運(yùn)用模型描述化學(xué)研究對(duì)象、解釋化學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律、預(yù)測(cè)可能的結(jié)果，并能夠建構(gòu)模型展示自己對(duì)化學(xué)事實(shí)的理解和解釋能力，這為評(píng)價(jià)提供了一種思路;馮品鈺、何彩霞[3]提出，“模型認(rèn)知”分為兩大方面，一是利用模型認(rèn)識(shí)事物及其變化，二是通過建構(gòu)認(rèn)知模型建立解決問題的思考框架，前者指科學(xué)模型，后者指科學(xué)認(rèn)知模型，這為多視角理解“模型認(rèn)知”打開了通道;羅炳杰提出[4]，“模型”是研究對(duì)象的替代物，是按比例或特征制成與實(shí)物相似的物體或圖型，認(rèn)為數(shù)軸模型、坐標(biāo)模型、思維模型等是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中常見的模型;吳克勇等提出[5]，化學(xué)學(xué)科中的模型可分為物質(zhì)模型（包括天然物質(zhì)模型、人工物質(zhì)模型）和思想模型（包括想象模型、符號(hào)模型和數(shù)學(xué)模型），模型具有描述功能、解釋功能、預(yù)見功能和判斷功能，模型認(rèn)知是指人們利用模型認(rèn)識(shí)事物或通過建模解決問題。

已有研究主要集中在化學(xué)教學(xué)中相關(guān)模型的分類、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“模型認(rèn)知”的內(nèi)涵兩個(gè)方面，為一線教師學(xué)習(xí)和理解提供了有價(jià)值的視角。對(duì)于化學(xué)教學(xué)中相關(guān)模型分類方面，大多是從表面形式上確定分類依據(jù)（如分成實(shí)物模型、非實(shí)物模型等），聯(lián)系模型的本質(zhì)特征來考慮的比較少。對(duì)于“模型認(rèn)知”內(nèi)涵的解讀，不同研究者提出觀點(diǎn)差異較大。

1.2 “2017年版課標(biāo)”中關(guān)于“模型認(rèn)知”的描述

“2017年版課標(biāo)”在化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”中提出：“知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律”[6];對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)中提出：“能認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，能運(yùn)用多種認(rèn)知模型來描述和解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，預(yù)測(cè)物質(zhì)及其變化的可能結(jié)果;能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架”[7]?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的水平要求中與“模型認(rèn)知”相關(guān)內(nèi)容如表1所示。

我們認(rèn)為，“2017年版課標(biāo)”中的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”主要指向科學(xué)思維，所以應(yīng)該從化學(xué)學(xué)科思維方法、思維過程層面切入理解“模型認(rèn)知”，“模型認(rèn)知”應(yīng)該是化學(xué)學(xué)科中最基礎(chǔ)的、最核心的思維方式之一。

1.3 理解“模型認(rèn)知”應(yīng)該有多種視角

“2017年版課標(biāo)”中關(guān)于“模型認(rèn)知”的描述有商討余地，有些方面迫切需要專家進(jìn)一步明確。如，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“模型認(rèn)知”有哪些內(nèi)涵？若將“模型認(rèn)知”看成是“基于模型的認(rèn)知”，那么其中模型是專指科學(xué)模型下的化學(xué)模型嗎？這些疑問一定會(huì)給一線教師帶來困惑，會(huì)直接影響到化學(xué)教學(xué)中這類素養(yǎng)的培養(yǎng)。

我們認(rèn)為，“模型認(rèn)知”有豐富內(nèi)涵，要深入理解其內(nèi)涵應(yīng)該有多種理解視角。基于“2017年版課標(biāo)”，結(jié)合當(dāng)前中學(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)際，至少可以從化學(xué)模型（屬科學(xué)模型層面）和化學(xué)認(rèn)識(shí)模型（屬認(rèn)知心理學(xué)層面）兩個(gè)視角來理解。如，“認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系”“識(shí)別物質(zhì)模型與理論模型”“運(yùn)用理論模型解釋或推測(cè)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及變化”等，要從化學(xué)模型視角理解;“建立認(rèn)知模型”“運(yùn)用多種認(rèn)知模型來描述和解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化”等應(yīng)該從認(rèn)知心理層面的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型視角來理解;“運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象”“對(duì)模型和原型的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)以改進(jìn)模型”等內(nèi)容需要從上述兩種視角來理解。當(dāng)然，還可能有其他理解角度。

2 化學(xué)模型——理解“模型認(rèn)知”內(nèi)涵的第一個(gè)視角

2.1 化學(xué)模型

模型是表示尺度、樣本、標(biāo)準(zhǔn)的意思，模型是認(rèn)識(shí)科學(xué)的工具之一。模型可用以表征現(xiàn)象、概念、過程、事件等，它能以不同的表征方式來呈現(xiàn)（如圖像、文字等），以達(dá)到不同的功能與目的（如解釋性、描述性等等）。化學(xué)模型是重要的科學(xué)模型，是人們對(duì)化學(xué)領(lǐng)域中的研究對(duì)象作科學(xué)研究后所得結(jié)果的表述與解釋，是重要化學(xué)方法。常見有實(shí)物形態(tài)的化學(xué)模型（如分子結(jié)構(gòu)模型、晶體結(jié)構(gòu)模型等），也有思想形態(tài)的化學(xué)模型（如化學(xué)平衡理論、化學(xué)鍵理論等）。很明顯，模型、科學(xué)模型和化學(xué)模型有從屬關(guān)系，從屬關(guān)系中主要體現(xiàn)了對(duì)應(yīng)研究對(duì)象的范圍。

大家知道，化學(xué)教學(xué)中建構(gòu)化學(xué)模型、研究化學(xué)模型就是為了解決化學(xué)問題，化學(xué)教學(xué)中對(duì)化學(xué)模型進(jìn)行分類，是為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)理解化學(xué)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生更好地研究和解決化學(xué)問題。中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的化學(xué)模型，以研究對(duì)象作為分類依據(jù)主要有以下三類：

第一，微粒結(jié)構(gòu)類。這類化學(xué)模型中表達(dá)的要素有微粒的構(gòu)成、空間結(jié)構(gòu)、相互作用等，如電子式、電子云、分子結(jié)構(gòu)模型、晶體結(jié)構(gòu)模型、氫鍵結(jié)構(gòu)模型等都屬于這種類型;

第二，變化過程類。這類化學(xué)模型中表達(dá)的要素有變化的條件、變化的原理、變化后的產(chǎn)物等，如化學(xué)平衡狀態(tài)、鋼鐵吸氧腐蝕模型、鋼鐵析氫腐蝕模型等屬于這種類型;

第三，結(jié)構(gòu)與變化的關(guān)系類。這類化學(xué)模型主要表達(dá)結(jié)構(gòu)與變化關(guān)系的規(guī)律，如元素周期律、有機(jī)物分子中基團(tuán)之間相互影響理論等。

化學(xué)模型是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、變化、性質(zhì)等相關(guān)的實(shí)際問題或?qū)嶋H情境的抽象和概括。抽象和概括的目的就是為了抓住主要因素、忽略次要因素，突出本質(zhì)要素。抽象與概括的結(jié)果不能改變問題的本質(zhì)特征[9]?；瘜W(xué)模型是對(duì)化學(xué)問題和現(xiàn)象的假設(shè)與解釋。通過假設(shè)將本質(zhì)要素相同的一類化學(xué)問題建構(gòu)成化學(xué)模型來表達(dá)，進(jìn)而用所建構(gòu)的化學(xué)模型來理解、解釋或解決這一類化學(xué)問題。

2.2 化學(xué)模型的教學(xué)功能

科學(xué)家其實(shí)往往是通過直接研究模型而間接地研究現(xiàn)實(shí)世界的[10]。“2017年版課標(biāo)”中提出的“模型認(rèn)知”相關(guān)內(nèi)容中，大部分跟科學(xué)模型層面下的化學(xué)模型緊密相關(guān)。從化學(xué)模型視角深入理解“模型認(rèn)知”內(nèi)涵，就是要理清化學(xué)模型的化學(xué)教學(xué)功能，可歸納如下：

第一，化學(xué)模型具有表征功能。電子式、電子排布式、核外電子的軌道表示式、結(jié)構(gòu)式、分子模型、晶體模型等，也是化學(xué)模型符號(hào)化（化學(xué)方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式等也屬于這種類型），它們構(gòu)成了一個(gè)形式簡(jiǎn)潔、內(nèi)涵豐富的化學(xué)符號(hào)體系，這是實(shí)現(xiàn)“宏觀微觀符號(hào)”相結(jié)合的化學(xué)表征基礎(chǔ)，可以認(rèn)為模型認(rèn)知中包含著“化學(xué)符號(hào)表征能力”。

第二，化學(xué)模型具有解釋功能?；瘜W(xué)模型是人們經(jīng)過抽象和概括或假說得出的一種理解原型的心理圖式，化學(xué)模型本身就是一種理論解釋模型，是解釋、論證的理論工具。如，解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、能量變化等相關(guān)的實(shí)際問題時(shí)離不開化學(xué)鍵模型、氫鍵模型、范德華力模型等，模型認(rèn)知中應(yīng)該包含“運(yùn)用化學(xué)模型進(jìn)行解釋、論證化學(xué)實(shí)際問題的能力”。

第三，化學(xué)模型具有預(yù)測(cè)功能。如，根據(jù)氫鍵模型可預(yù)測(cè)哪些物質(zhì)可能形成分子內(nèi)氫鍵、哪些物質(zhì)可能形成分子間氫鍵，并進(jìn)一步解釋形成氫鍵后對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響等;根據(jù)元素周期律可以預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)及相關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)等。模型認(rèn)知中應(yīng)該包含“運(yùn)用化學(xué)模型作出預(yù)測(cè)、驗(yàn)證的能力”。

第四，化學(xué)模型具有重演功能?；瘜W(xué)教學(xué)中，師生共同構(gòu)建化學(xué)模型的過程，實(shí)質(zhì)就是重演了化學(xué)前輩研究化學(xué)問題、探索化學(xué)規(guī)律、建立化學(xué)理論歷程，在重演過程中學(xué)生在獲得科學(xué)方法的同時(shí)，還可以充分體驗(yàn)科學(xué)精神。

從化學(xué)模型視角看，模型認(rèn)知就是“基于化學(xué)模型學(xué)習(xí)化學(xué)、解決化學(xué)實(shí)際問題”。我們認(rèn)為，從化學(xué)模型視角理解化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)下的模型認(rèn)知，應(yīng)該包含如圖1[11]所列內(nèi)容。

總之，科學(xué)模型的特點(diǎn)是“原型的假設(shè)產(chǎn)物”“原型的替代物”，從化學(xué)模型視角理解“模型認(rèn)知”，就是“基于科學(xué)模型來認(rèn)知原型”，即運(yùn)用化學(xué)模型作化學(xué)表征，運(yùn)用化學(xué)模型解釋、論證、預(yù)測(cè)和驗(yàn)證等。

3 化學(xué)認(rèn)識(shí)模型——理解“模型認(rèn)知”內(nèi)涵的第二個(gè)視角

3.1 化學(xué)認(rèn)識(shí)模型

化學(xué)認(rèn)識(shí)模型是指導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、研究化學(xué)問題的一種系統(tǒng)化思維模式，可在“研究什么、怎么研究、要完成哪幾類任務(wù)、從哪些角度研究”等為學(xué)生提供策略性指導(dǎo)?；瘜W(xué)教學(xué)中，面對(duì)知識(shí)繁多、問題關(guān)系復(fù)雜、研究過程曲折的實(shí)際，對(duì)各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行“認(rèn)識(shí)的系統(tǒng)化加工”顯得特別重要。用模型化方法處理化學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)生和發(fā)展的過程，提取其中認(rèn)識(shí)要素和規(guī)律，用該領(lǐng)域中的核心知識(shí)、重要認(rèn)識(shí)角度和思路、主要任務(wù)類型、認(rèn)識(shí)發(fā)展進(jìn)階等建構(gòu)成化學(xué)認(rèn)識(shí)模型，基于此開展學(xué)習(xí)和研究活動(dòng)是促進(jìn)思維發(fā)展的重要途徑。

在化學(xué)教學(xué)中，王磊教授領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)的研究成果中提出了現(xiàn)已成為中學(xué)化學(xué)教學(xué)經(jīng)典的元素化合物認(rèn)識(shí)模型（如圖2[12]）、電化學(xué)認(rèn)識(shí)模型（如圖3[13]），都是圍繞認(rèn)識(shí)發(fā)展這條主線由以下4方面構(gòu)成： （1）認(rèn)識(shí)對(duì)象（或化學(xué)學(xué)習(xí)和研究對(duì)象），知識(shí)本體維度;（2）化學(xué)問題（問題維度）;（3）能力活動(dòng)中的任務(wù)類型（任務(wù)維度）;（4）認(rèn)識(shí)維度，這是認(rèn)識(shí)模型的關(guān)鍵，是化學(xué)核心知識(shí)有沒有充分發(fā)揮認(rèn)識(shí)功能的關(guān)鍵表現(xiàn)維度。

化學(xué)認(rèn)識(shí)模型中的研究范圍可大可小，涉及的化學(xué)問題、任務(wù)類型可以是一類或多類，這些都要根據(jù)教學(xué)中學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的需要而定。根據(jù)所屬研究領(lǐng)域?qū)Ω咧薪虒W(xué)中常見化學(xué)認(rèn)識(shí)模型進(jìn)行分類，大致可分成以下三類： （1）所屬領(lǐng)域是化學(xué)學(xué)科一個(gè)“大模塊”，常見有元素化合物、有機(jī)化合物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)原理等所對(duì)應(yīng)的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型（如圖2就是跟元素化合物這個(gè)“大模塊”匹配的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型）;（2）所屬領(lǐng)域范圍是某一單元（如圖3就是跟電化學(xué)單元相匹配的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型）;（3）專門指向某一類問題（圖4[14]是專門用于預(yù)測(cè)有機(jī)物性質(zhì)的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型）。

常見的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型中包含的要素有多有少，有的只是一個(gè)簡(jiǎn)潔流程，有的構(gòu)成要素比較完整，據(jù)此大致可以分成兩類： （1）包含認(rèn)識(shí)對(duì)象、化學(xué)問題、任務(wù)類型和認(rèn)識(shí)方式四個(gè)要素的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型（如圖2、 3所示）;（2）只有一個(gè)或幾個(gè)要素的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型（圖4只是一個(gè)研究流程）。

認(rèn)識(shí)模型是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)、研究化學(xué)問題的一種系統(tǒng)化思維模式，在“要研究什么、怎樣進(jìn)行研究、任務(wù)類型是什么”等方面為學(xué)生提供策略性指導(dǎo)?；瘜W(xué)認(rèn)識(shí)模型有多種特征，為了更好發(fā)揮化學(xué)認(rèn)識(shí)模型的教學(xué)功能應(yīng)注意以下特征：

第一，化學(xué)認(rèn)識(shí)模型的系統(tǒng)性特征。如圖2、 3對(duì)應(yīng)的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型中包含多種要素，都是由認(rèn)識(shí)系統(tǒng)、知識(shí)系統(tǒng)、問題系統(tǒng)、任務(wù)系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的大系統(tǒng)?；诨瘜W(xué)認(rèn)識(shí)模型去學(xué)習(xí)和研究，是一個(gè)有序的、有進(jìn)階的系統(tǒng)化認(rèn)識(shí)過程，有利于學(xué)生形成系統(tǒng)化思維模式。如基于圖2對(duì)應(yīng)的元素化合物認(rèn)識(shí)模型研究各種元素化合物（無論是熟悉的物質(zhì)，還是陌生的物質(zhì)）相關(guān)問題時(shí)，相關(guān)的化學(xué)問題都可歸納成“性質(zhì)、轉(zhuǎn)化”兩類問題，都可以從物質(zhì)類別、化合價(jià)、元素周期律等認(rèn)識(shí)角度形成研究思路……

第二，化學(xué)認(rèn)識(shí)模型對(duì)教和學(xué)都具有監(jiān)控性、評(píng)價(jià)性特征。這是特別值得重視的特點(diǎn)，監(jiān)控包括自主選擇合適的任務(wù)類型、自我調(diào)整研究順序和研究目標(biāo)、自我評(píng)價(jià)研究成果和發(fā)展水平等?？梢哉f，化學(xué)認(rèn)識(shí)模型又是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行自我監(jiān)控、自我調(diào)整的抓手。例如，當(dāng)學(xué)生遇到“電解氯化鈉溶液制取ClO2”問題時(shí)，他可以根據(jù)圖3先從裝置維度分析、再?gòu)脑砭S度研究……教師可根據(jù)學(xué)生“有沒有自覺的認(rèn)識(shí)角度、單角度還是多角度、有沒有穩(wěn)定的推理思路、所完成的任務(wù)屬于低層級(jí)還是高層級(jí)的”等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

第三，化學(xué)認(rèn)識(shí)模型具有“綱目性”特征。從教和學(xué)的角度看，化學(xué)認(rèn)識(shí)模型是外顯的“綱”、又是內(nèi)隱的“目”，既可以起到“舉綱張目”的作用，也可以起到“收目成綱”的作用。如基于圖3所示的認(rèn)識(shí)模型解決電化學(xué)問題時(shí)，可抓住裝置維度、原理維度兩個(gè)核心認(rèn)識(shí)角度，打開原理維度（一級(jí)認(rèn)識(shí)角度）后可以明確其中的二級(jí)角度有現(xiàn)象、過程、電極反應(yīng)物、電極產(chǎn)物等等，再打開電極反應(yīng)物（二級(jí)認(rèn)識(shí)角度）又可分為氧化反應(yīng)極（負(fù)極、陽極）和還原反應(yīng)極（正極、陰極），具體的電極反應(yīng)式書寫時(shí)還要考慮水溶液條件下（酸性溶液、堿性溶液中）、無水條件下等不同情況思考……理順這種關(guān)系，就形成了比較流暢的分析和推理思路。

3.2 化學(xué)認(rèn)識(shí)模型的教學(xué)功能

教學(xué)中，化學(xué)認(rèn)識(shí)模型是一種具有傳遞功能的認(rèn)識(shí)成果，是師生之間、同學(xué)之間交流過程中可以相互傳遞的符號(hào)化智慧;解決化學(xué)問題過程中，化學(xué)認(rèn)識(shí)模型是學(xué)生手中可以操控的接近理想化的方法，又是學(xué)生開展化學(xué)思維活動(dòng)的基本單位、是交流思維成果的工具。

化學(xué)認(rèn)識(shí)模型的建構(gòu)和運(yùn)用過程可用圖5表示，由此分建構(gòu)、運(yùn)用兩方面來理解“模型認(rèn)知”的內(nèi)涵。

化學(xué)認(rèn)識(shí)模型建構(gòu)的過程是輸入過程，但輸入的不僅僅是知識(shí)，還有認(rèn)識(shí)系統(tǒng)、問題系統(tǒng)、任務(wù)類型系統(tǒng)等，這些都是超越具體知識(shí)的，需要學(xué)生概括出來的，所以這個(gè)輸入過程是學(xué)生深度加工的過程，是使知識(shí)認(rèn)識(shí)化、結(jié)構(gòu)化的過程。在化學(xué)認(rèn)識(shí)模型建構(gòu)過程中，要根據(jù)特定的認(rèn)識(shí)對(duì)象提煉認(rèn)識(shí)角度、認(rèn)識(shí)思路和認(rèn)識(shí)深度。當(dāng)然，對(duì)于學(xué)生來說，知識(shí)的認(rèn)識(shí)化過程是有階段性的，與學(xué)生基礎(chǔ)和教學(xué)進(jìn)度等實(shí)際情況有關(guān)。例如，對(duì)于元素化合物，必修課程中主要是基于類別通性、基于核心元素化合價(jià)、基于元素周期律來認(rèn)識(shí)，到選修課程中還要發(fā)展到基于物質(zhì)結(jié)構(gòu)、基于反應(yīng)原理等認(rèn)識(shí)方式[15]。

化學(xué)認(rèn)識(shí)模型的建構(gòu)是一個(gè)建立聯(lián)系通道的過程。以建構(gòu)元素周期律表認(rèn)識(shí)模型為例，主要就是引導(dǎo)學(xué)生建立“原子、元素和物質(zhì)之間聯(lián)系（形成元素決定物質(zhì)的觀念），結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和位置之間的聯(lián)系（形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念），不同元素之間的聯(lián)系（形成基于元素認(rèn)識(shí)物質(zhì)的核心角度）”，所以在元素周期律表的新課教學(xué)和單元復(fù)習(xí)教學(xué)中可以跟學(xué)生一起建構(gòu)如圖6所示的元素周期律認(rèn)識(shí)模型，在后續(xù)的適當(dāng)階段還可以將圖6所示認(rèn)識(shí)模型進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。

運(yùn)用化學(xué)認(rèn)識(shí)模型解決問題的過程是一個(gè)高級(jí)輸出過程。學(xué)生在基于認(rèn)識(shí)模型分析和解決化學(xué)問題時(shí)，認(rèn)識(shí)模型在認(rèn)識(shí)思路、思維方法上具有調(diào)節(jié)功能。或者說，在認(rèn)識(shí)模型的運(yùn)用過程中，外顯在認(rèn)識(shí)模型中的認(rèn)識(shí)方法可以內(nèi)化為學(xué)生的元認(rèn)知，提升學(xué)生自覺調(diào)用認(rèn)識(shí)角度、自動(dòng)檢索思維方法、自我監(jiān)控問題解決過程的能力。浙江富陽中學(xué)邵傳強(qiáng)老師以“預(yù)測(cè)并驗(yàn)證富馬酸亞鐵（CHCHCOOCOOFe2+）的化學(xué)性質(zhì)”為題開了一節(jié)復(fù)習(xí)課，面對(duì)這個(gè)任務(wù)時(shí)有較多的學(xué)生表現(xiàn)了較高的認(rèn)識(shí)素養(yǎng)，較快確定任務(wù)中涉及“無機(jī)化合物、有機(jī)化合物”兩個(gè)研究領(lǐng)域，提出要從“亞鐵鹽→中間價(jià)態(tài)、羧酸鹽→弱酸鹽、碳碳雙鍵”等角度作出預(yù)測(cè)（說明先前教學(xué)中教師重視引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)了相關(guān)的認(rèn)識(shí)模型）。

可以說，化學(xué)認(rèn)識(shí)模型是培養(yǎng)和發(fā)展多種關(guān)鍵能力的“主機(jī)”！教學(xué)中，可以為學(xué)生發(fā)展“發(fā)現(xiàn)問題、提出問題能力”建構(gòu)化學(xué)認(rèn)識(shí)模型，也可以為學(xué)生發(fā)展“實(shí)驗(yàn)探究能力”建構(gòu)化學(xué)認(rèn)識(shí)模型，還可以為學(xué)生發(fā)展“對(duì)元素化合物性質(zhì)的預(yù)測(cè)和驗(yàn)證能力、對(duì)預(yù)測(cè)和驗(yàn)證有機(jī)化合物性質(zhì)的能力”等建構(gòu)化學(xué)認(rèn)識(shí)模型，結(jié)合關(guān)于物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究過程，也可以跟學(xué)生一起建構(gòu)圖7[16]所示的“研究物質(zhì)性質(zhì)的化學(xué)認(rèn)識(shí)模型”，讓學(xué)生運(yùn)用此化學(xué)認(rèn)識(shí)模型探究重要物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。

從化學(xué)認(rèn)識(shí)模型視角理解化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)下的模型認(rèn)知的部分內(nèi)涵，主要包含以下幾個(gè)方面： 運(yùn)用化學(xué)認(rèn)識(shí)模型將知識(shí)認(rèn)識(shí)化、思路化、功能化，運(yùn)用化學(xué)認(rèn)識(shí)模型“挽補(bǔ)能力缺陷的能力”，學(xué)習(xí)過程中運(yùn)用化學(xué)認(rèn)識(shí)模型進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、自我調(diào)控等（如圖8所示）。

總的來看，作為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的“模型認(rèn)知”，一是基于化學(xué)模型的認(rèn)知，即通過化學(xué)模型，識(shí)別研究對(duì)象的組成要素及要素間的關(guān)系，通過化學(xué)模型理解事物及其變化的本質(zhì)特征和規(guī)律，在使用化學(xué)模型描述、解釋現(xiàn)象，預(yù)測(cè)性質(zhì)與變化等功能;二是基于化學(xué)認(rèn)識(shí)模型的認(rèn)知，在認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建化學(xué)認(rèn)識(shí)模型，為解決復(fù)雜問題提供思考框架，形成解決問題的思路與方法。

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