孫金鳳

（吉林省通化縣第七中學 吉林通化 134100）

隨著新課改教育改革的不斷推進，傳統(tǒng)的高中化學課堂教學方式已經(jīng)不符合學生的學習需求，無法做到高效教學。因此，創(chuàng)新化學課堂教學模式尤為重要，教師應結(jié)合當前的教育現(xiàn)狀，根據(jù)學生的學習需求與訴求，優(yōu)化傳統(tǒng)的課堂教學方式。搭建化學模型體系是優(yōu)化課堂教學方式的一種，通過模型體系的搭建可以幫助學生更好地理解化學知識，帶領學生體驗微觀模擬世界的魅力。因此，本文的主要內(nèi)容是討論與研究構(gòu)建化學模型體系體驗微觀模擬世界的途徑。

一、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的相關(guān)概述

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》是高中化學必修二的教學課程，其主要的課堂教學內(nèi)容是基于原子、分子水平去了解與掌握物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律，其課程的整體教學脈絡以微粒之間的不同作用力為主，著重分析與研究不同類型物質(zhì)的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)特點，進而逐步完善學生對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識，進一步在物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的教學中培養(yǎng)學生的邏輯分析以及問題解決能力。與此同時，在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材內(nèi)容的不斷修訂與完善之后，進一步整合教學主題，逐步形成統(tǒng)攝性認識，擴展學生對研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的尺度，更為注重物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的形成與變化過程，同時更為關(guān)注物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的研究與學習方法。其教材內(nèi)容整合修訂后，對于粒子之間的相互作用、教學尺度以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法與意義等基礎理論知識都得了進一步的強化。進一步而言，現(xiàn)行的《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材與2017年的教材版本相比，其不僅總結(jié)了以往多年的課堂教學實際情況，還容易被高中化學教師所接納。一般而言，高中化學教師對于《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》這一模塊的教學知識架構(gòu)較為了解與熟悉，在以往多年的課堂教學中積累與總結(jié)了大量教學經(jīng)驗，可以很好地展開課堂教學。基于高中學生而言，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》屬于自主選擇性學習的教材內(nèi)容，相比于其他選修教材內(nèi)容，高中學生更愿意選擇此教材內(nèi)容進行課堂學習。但受傳統(tǒng)應試教育的影響，《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材知識的課堂教學多以教師講授、學生被動式學習為主，其知識也多以識記性教學內(nèi)容較多，相反對于邏輯分析、解決問題、方法觀念、思維拓展以及動手實踐等問題的教學滲透較少，實際上此種課堂教學的情況有失偏頗，并不利于高效化教學的發(fā)展。除此之外，根據(jù)查閱文獻的情況發(fā)現(xiàn)，我國對于相關(guān)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教學教材的編寫、內(nèi)容搭建等的相關(guān)研究主要集中在三個方面，其一便是對教材內(nèi)容知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建與選擇，其二是對《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教學實施具體情況的深入調(diào)查研究，其三是對相關(guān)教學重點與難點知識模塊的進一步解讀。由此可見，對于高中化學《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的教學主體以及課堂教學方法的深入研究較少，但對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)思維進行教學科目的思維認知研究相對較多。因此，各大教研人員以及一線高中化學教師，應從化學課堂教學主體與課堂教學方法上對《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的教學展開深入的研究與分析，不斷強化教學實踐的指導與思考，有針對性地提升化學課堂教學的效率與質(zhì)量。所以本文主要對課堂教學方法進行深入的剖析與研究，創(chuàng)新課堂教學方法，培養(yǎng)學生學會構(gòu)建化學模型體系。

二、構(gòu)建化學模型體系體驗微觀模擬世界的重要性

高中階段的化學課程核心素養(yǎng)是學生全面發(fā)展與培養(yǎng)的重要階段。我們知道核心素養(yǎng)是學生不可缺少的人文素養(yǎng)，是基于立德樹人教育理念的素質(zhì)教育基礎內(nèi)容，其也是促進學生全面發(fā)展的核心內(nèi)容，其體現(xiàn)了社會主義的社會價值觀。核心素養(yǎng)的教育內(nèi)容指出了化學課程學習重點與教師培養(yǎng)學生的主要方向。高中階段的化學是一門在分子和原子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、特性、相互之間作用和應用的基礎課程，初中階段的化學知識體系有所不同，高中階段的化學知識主要以微觀物質(zhì)的認知與應用為主?！段镔|(zhì)材料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》學習知識板塊主要講述了原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)、元素特性、分子間作用力等多個方面的化學基礎知識，并在此基礎上分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的聯(lián)系，研究元素變化的根本，預測和分析化學物質(zhì)的性質(zhì)，設計新的分子結(jié)構(gòu)，生成新材料，創(chuàng)造新的化學物質(zhì)。[1]但是，這些專業(yè)知識形式多樣，基礎知識的邏輯性較強，需要學生具有較好的化學思維以及化學知識探索精神。因此，在高中化學學習的時候很多學生會感覺枯燥，大多數(shù)學生會覺得相關(guān)知識的學習難度系數(shù)比較高，以至于學生的學習主動性不高，學習效果也相對較差。不僅如此，受傳統(tǒng)應試教育的影響，化學課堂的學習多以教師在講臺講授知識點為主，課堂學習氛圍較為沉悶，這也導致學生的學習能動性下降，不利于教師提升課堂教學的質(zhì)量與水平。除此之外，針對部分微觀過程的學習，比如共價鍵的形成，是人的肉眼所無法觀察到的，學生只能憑想象去感受與理解；又比如分子結(jié)構(gòu)中各種晶體的堆積以及正離子的相對位置，雖然化學課本中會有部分插圖和圖片，但實際上學生在學習的過程中還是一頭霧水。因此，必須以化學物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和變化的客觀事實作為建立模型的依據(jù)，科學研究構(gòu)建化學物質(zhì)的模型管理體系。在以往課堂教學中構(gòu)建理論知識模型的基礎上，動手搭建實物模型幫助學生去了解和掌握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，感受微觀模擬世界的奇妙，掌握相關(guān)知識點學習模塊的學習核心，提高難點的學習效果。[2]總而言之，以往的高中化學課堂授課方式已經(jīng)不能滿足學生的學習需求，學生不能從單一化的教學方式中開展高效的化學知識學習，通過構(gòu)建化學模型體系，不僅可以引領學生體驗微觀模型世界的奇妙，還可以幫助學生將抽象化的知識內(nèi)容變得具象化，從而幫助學生更好地理解相關(guān)知識，以此使化學課堂教學變得有趣味性，進而培養(yǎng)學生的自主學習能力，幫助學生提升化學成績。因此，構(gòu)建化學模型體系教學方式的應用是非常有必要的。

三、搭建化學模型體系體驗微觀模擬世界的相關(guān)措施分析

（一）構(gòu)建化學物質(zhì)的結(jié)構(gòu)實物模型

《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》控制板塊中最先關(guān)鍵學習了解的是分子、原子等這一種類的微觀世界，其屬于化學學習的基礎知識點，所有的公式以及化學實驗在后續(xù)的課程學習中會被反復利用，因此在學習這些基礎知識的時候就務必要重視基礎知識的學習。而由于分子和原子這種化學物質(zhì)是十分微小的，實際上通過肉眼是觀察不到的，但原子與分子是客觀存在的，所以其無法再沿用中小學、中學學段用肉眼或顯微鏡觀察的方法去做化學物質(zhì)的剖析探尋，或僅僅滯留在觀察書上的模型圖或是教師畫模型圖，因此對于《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的課堂學習方式應有所轉(zhuǎn)變，教師應當讓學員積極搭建模型想象，幫助學生通過動手實踐的方式形成對微觀物質(zhì)的認識。例如化學教師在開展雜化軌道基礎理論的課堂教學時，為了更好地讓學生直觀、形象地感受到SP3雜化軌道形狀以及其空間屈伸方法，化學教師可以在教案設計中讓學生自主搭建模型想象，用繪畫的方式畫模型，教育學生根據(jù)雜化理論等選用彩泥、球棍模型或占比模型來構(gòu)建微觀物質(zhì)的實體模型，隨后再根據(jù)雜化軌道間的夾角這一知識點來了解“甲烷是正四面體構(gòu)造”這一結(jié)果。

對于《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中晶體構(gòu)造這一知識點的教學，是學生在學習高中化學時的一大難點。不僅如此，教師也很難通過傳統(tǒng)的課堂教學方式幫助學生更好地理解晶體構(gòu)造涉及的知識，所以搭建晶體構(gòu)造模型的教學方式能夠幫助學生真正領會晶體的結(jié)構(gòu)特征和晶體兩者之間的相對位置?；瘜W教師可以應用購置的晶體實體模型開展課堂教學，組織班級內(nèi)部的所有學生動手去構(gòu)建不同類型的晶體模型，這種模型可以形象化地展現(xiàn)晶體中間的相對位置，幫助學生更好地了解金剛石的正四面體的空間網(wǎng)狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解NaCI 型以及CsCI 型晶體的體心、面心、棱邊等，以此協(xié)助學生提升空間想象能力與動手操作能力，了解并把握晶體構(gòu)造。[3]與此同時，教師還可通過多媒體教具展示構(gòu)造模型或選用相應的模型軟件，讓學生多方位地觀察晶體構(gòu)造模型中顆粒的組成特性，啟發(fā)學生的深層次思考，引導學生學會對此類問題進行有序分析，并通過創(chuàng)建較為詳細的空間立體式占比模型，塑造學生聯(lián)想能力。除此之外，教師能夠給予或讓學生自己制作塑料泡沫球、棉絮條、扭扭棒，讓其依據(jù)課本給予的各種各樣晶體構(gòu)造，用502 強力膠或AB 膠動手能力黏合制作各種各樣晶胞模型。例如在動手制作金屬材料晶體全過程中，讓學生感受非密置層、密置層的二維堆積全過程，以此掌握六方堆積、面心立方堆積、體心立方堆積之間的差別與共性，對無法用語言表達敘述的三維空間ABABAB 的六方密堆積方法和ABCABCABC 的立方米密堆積方法讓學生能夠得到更難忘的感受。[4]在實體模型的合理運用下，學生可以直觀地了解圓球的相切狀況，提升了晶胞構(gòu)造中顆粒間的間距與晶胞棱長的關(guān)聯(lián)，高考考試中相關(guān)晶胞整體測算的考核難度也會有效降低。

（二）搭建系統(tǒng)模型、關(guān)系模型等理論模型

科學家基于實驗的客觀事實，依靠想象力和相關(guān)的基礎理論，在分子結(jié)構(gòu)和分子水平上建立了一套物質(zhì)及其變化規(guī)律性的化學微觀認識體系，其本質(zhì)上是一個實體模型的構(gòu)建。[5]分子結(jié)構(gòu)和分子是豐富且不可觀測的，所以應該依據(jù)現(xiàn)有的實驗條件，建立分子和分子結(jié)構(gòu)的立體模型想象，并根據(jù)邏輯推理和想象思維對分子和分子結(jié)構(gòu)進行猜想。在探索原子結(jié)構(gòu)物理模型的歷史時期，就是對抽象思維能力物理模型的明確提出、調(diào)整和完善的全過程。因此，在不損害理性的前提下，構(gòu)建科學合理的宏觀實體模型管理系統(tǒng)，可以提高對神秘宇宙的認知，提高學生對神秘宇宙的感受，相當于給學生一雙眼睛看神秘宇宙，將微觀世界數(shù)據(jù)可視化和抽象化的全過程具體化，讓學生感受神秘宇宙模擬仿真的奇妙與多樣。

化學家掌握了元素科學研究的首要元素，逐步搭建了元素的原子結(jié)構(gòu)、元素在周期表中的位置、元素特征之間的相互關(guān)系，體現(xiàn)了各個物質(zhì)元素之間的聯(lián)系的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。分析原子結(jié)構(gòu)與元素特性兩者之間的關(guān)系，應搭建原子結(jié)構(gòu)模型，研究不同元素原子變量之間即核電荷數(shù)、原子半徑、電子層數(shù)、最外層電子數(shù)、化合價等隨原子序數(shù)變量的改變而變化的趨勢的關(guān)系模型，這也是所謂的元素周期律的本質(zhì)。[6]根據(jù)構(gòu)建的虛擬實體模型實現(xiàn)對化學分子周期表各物質(zhì)元素的理解，讓學生構(gòu)建基于“位、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”關(guān)系的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，以此種方式啟發(fā)學生的思維，幫助學生打開視野。帶領學生搭建“位、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”的系統(tǒng)認知模型是元素周期律的課堂教學重點。創(chuàng)建認知能力實體模型可以幫助學生分階段了解元素和化學物質(zhì)的發(fā)展趨勢，利用認知能力實體模型可以研究和處理與元素和化學物質(zhì)相關(guān)的具體問題?？偠灾咧须A段化學知識的學習重點與難點是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，只有學生掌握了化學基礎知識點，才能幫助學生順利地開展后續(xù)知識的學習，而此階段知識內(nèi)容的教學也是教師鍛煉學生邏輯思維與搭建空間模型的依據(jù)內(nèi)容。

（三）強化小組合作學習，凸顯教學主體

高中化學教師在實際課堂教學的時候，應正確認知課堂教學主體，應該將自身的教學屬性放在學生學習的指導者與幫助者。所以，教師在開展構(gòu)建化學模型體系的教學時，應將教學的主體歸還給學生。其具體課堂教學方法，可以采用小組合作學習的方式，教師在課前備課的環(huán)節(jié)中應精心設計課堂實踐的主題與內(nèi)容，使其在構(gòu)建化學模型體系時能夠緊緊圍繞課本知識的教學難點與重點，進而根據(jù)學生的學習情況與性格特點，劃分學習小組，讓學生以小組合作的方式進行相關(guān)的實踐或?qū)嶒?，進而有效培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力與溝通表達能力，有效落實素質(zhì)教育目標，促進學生的全面發(fā)展。教師在學生動手操作的同時，還應維持好班級內(nèi)部的秩序，對于遇到困難的學生應主要以引導為主，培養(yǎng)學生自主學習與解決問題的能力，以此提升化學課堂的高效性。在學生完成相關(guān)的實踐內(nèi)容之后，教師還要給予學生的一定的肯定與評價，在鼓勵學生的同時，引導學生對課堂學習產(chǎn)生反思，使其能夠不斷完善自身的學習態(tài)度與方法，進而使相應的化學知識得以融會貫通與升華，凸顯出課堂教學的主體。

結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的高中化學課堂教學方式并不適用于現(xiàn)代教學，所以教師應積極優(yōu)化課堂教學方式，調(diào)動學生的學習積極性。通過構(gòu)建化學微觀模型體系可以提升化學課堂的趣味性，以有趣的微觀世界提升學生的學習興趣，幫助學生更好地理解與掌握抽象的化學知識，進而有效推動教育教學的發(fā)展，促進課堂教學的改革進程。