模型认知教学在初中化学教学中的实践研究

摘 要：“模型认知”作为重要的化学学科思维方法，是化学学科核心素养的重要组成部分。在模型认知背景下的初中化学教学，高度重视对学生全面综合能力的培养，旨在通过学习化学理论知识来解决实际生活中遇到的问题。文章将探析在模型认知背景下，如何有效构建初中化学高效课堂。

关键词：初中阶段;化学学科;模型认知;能力培养

中图分类号：G633.8   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2022）36-0132-05

《普通高中化学课程标准（2017年版）》将化学学科核心素养划分为“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”五个维度。这说明“模型认知”在课程目标中已经作为一种重要的化学学科思维方法，是被教育部和化学教育者所承认的思维方法。但是，“模型认知”的教学在化学课堂上并未被重视，已有研究表明，中学生的“模型认知”能力水平仍较低，这既与以往的化学课程标准文件中未明确“模型认知”的地位和作用有关，也与教师在教学中未能利用恰当的方法进行培养有关。初中化学模型认知课堂的搭建依赖教师和学生的共同努力，教师要灵活运用各类教学方法，开发学生的化学学科思维，引导学生逐步掌握每个化学元素的定义及用途，学会自主完成化学问题探究，深入分析化学物质间的各类反应原理，在循序渐进的过程中提高化学学习效率，同时也有助于提高教师的教学管理水平。

一、 推陈出新，巧用资源

推陈出新，巧用资源是对初中化学教学中培养学生的模型认知思维上的一种重要手段，主要是要做好在资源上面的合理利用，而结合初中学生的具体特点就是要利用好他们在课堂习题的使用。这是因为对化学学习必须要强调的就是学生在习题理解上面的投入，而深入的理解离不开理论知识的学习以及充足的习题训练，只有这样才能够在真正意义上达到对学生知识的熟悉并运用。因此对当前初中化学教师在培养学生模型认知思维的过程中应该充分地明白习题训练的意义来达到对学生的培养。例如，在讲解化学基础知识时，对这一课主要的教学思想，是要让学生通过生活中的实际例子以及课本中列举的一些实验和实验现象来达到对化学的基本了解，同时围绕整个实验现象的得出和展示能够具备基本的观察力和对现象做出基础的描述，以此来达到对他们在生活中解决问题和发现问题的能力提升。所以为了达到这一目的，首先可以围绕整个课堂的引入入手，教师在课堂开始之前先与学生互相介绍并且制造一些学生能够积极参与的话题来拉近师生之间的关系，而这也是为接下来教学活动的开展以及良好氛围的营造打下基础。之后对化学的学习也离不开实验的展示，而教师就可以在此时拿出事先结合课本上面的一些内容，准备好的实验器材为学生进行具体的实验展示，并且在时间和条件允许的情况下主动地去邀请学生到讲台上来为其他学生做到实验效果以及实验的具体操作，这个时候教师要注意自身的责任就是对实验的一个指导，而在这一环节之中围绕教师的指导以及学生具体的实验，能够有效地引发学生对实验特点和实验结论的思考，从而围绕整个实验达到兴趣的持续提升，在其中教师还要不断地鼓励以及积极地引导，从而有效地将课堂氛围推到顶点使得整个化学学习变得轻松愉快。与此同时，围绕整个实验在前期、中期以及实验结果得出之后的三个阶段，教师还要积极地引导学生关注物质的变化以及具体的结论，从而将学生在注意力集中的同时做好对化学基本思想和内容的感知，最后围绕整个实验结束之后，教师要再一次做好引导作用积极地鼓励学生通过眼睛观察到的实验来做到实验结论的得出并且鼓励他们以小组为单位做好组内的讨论，之后再尝试运用模型认知思维的方式来达到对整个实验报告的推理和结论的书写。到此为止，对本节课堂在整个教学环节和整个实验的展示过程中，不难发现，教师都是发挥了对课堂的引导作用，而学生注重对自身实践能力和思维的激发，也真正地参与到了对课堂的学习之中。例如，在《探索水世界》一单元的教学中，本单元是在学生初步了解化学后第一次接触化学知识，不仅对“分子”这一概念十分迷茫，还因为增加了学科而感受到学习压力。因此教师要在该单元为学生打好坚实的化学基础，同时要减轻学生对化学的压力，让学生在好奇心的推动下学习化学。本单元的知识倾向于生活常识与化学知识相结合，引出了分子的概念，以生活中常见的物质“水”进行举例。在课堂引入阶段，教师可以通过多媒体、黑板、实物模型展示水分子，同时抛出问题“假如你是一个水分子，在一杯水中你会发现什么？”以此引出“分子很小、分子不断运动、分子间有间隙”等分子的特点。另外，教师可以根据生活常识举例引出更多水分子的特点如“湿衣服会变干且温度越高干得越快、体温计会根据温度的高低而升降”，在实际教学时教师可以准备许多生活中常见的物品如水银体温计、一瓶矿泉水、一条湿抹布，通过不断改变物品所处环境的条件探究物体发生的变化，以此活跃学生的思维，让学生初步形成模型认知思维的概念，同时不断运用身边生活化的教学资源激发了学生的学习兴趣，让学生在初步了解化学后便喜爱化学，引导学生揭开化学知识的面纱。

二、 强化初中生模型认知思维，提升学生学习实质性

培养学生模型认知思维能力，就是实现学生化学核心素养的强化，化学知识是人类对科学的认知，是对现象本质、价值与特征的认识。在学习化学中通常需要具备决策、判定以及创新等能力。所以，从本质上来讲，培养学生模型认知思维能力，可以实现整体水平意识、认知、知识的提升。模型认知思维能力是新时代人才必备的能力，发展模型认知思维，就是强化学习者的核心竞争力。提升模型认知思维能力，就要锻炼学生批判性思维能力与解决问题的能力，还要让学生具备交流合作能力与创造力等。模型认知思维既不局限于化学课程，也不局限于学习领域内。最早的模型认知思维出现在苏格拉底的产婆术理论内，苏格拉底通过一对一的问答模式，启发学生的思维，达到深入思考的目的，让学生通过自己的分析、评价与创造来寻求答案。后经过1956年布鲁姆的教育分类研究，将模型认知思维内容逐渐明确，把教育分为前文所述的6个阶段。再后来由杜威的思维理论提出“真正的教育是艺术，好的教师就是艺术家”，将模型认知思维的教学细化，并对如何让学生具备模型认知思维提出了实质性的理论研究。结合教学现状来看，教师要将锻炼学生模型认知思维能力为教学核心内容，以知识教学为基础，开展模型认知思维锻炼，从而强化学生的核心素养。模型认知思维与性别、性格等无太大关联，与学生的知识体系以及个人认知水平有着很大的联系。当前，初中学生具备模型认知思维能力的学生较少，教师需要加强在日常实践活动中的培养。同时，学生要打好化学基础，为模型认知思维养成提供条件。在教学中，不应受到过多传统教育与应试教育的影响，在课堂中充分体现学生的地位，做出引导与启发性的教学活动。并且，根据课堂观察来看，针对化学这门课程，许多学生都认为很复杂，不易理解，并且对课程毫无兴趣。掌握化学知识方面，只需要掌握元素周期表，或化学公式即可。这种条件下成长的学生是缺乏理论依据的与实践经验积累的。所以，教师要寻求有效的教学方法，采取科学的教学活动，将苏格拉底精神、布鲁姆的教学分类以及杜威的教学理论渗透教学中，充分领会模型认知思维教学意义，激发学生兴趣，将学生高阶能力提升作为教学目标，这样不仅能促进教学效率提升，还能收获良好的教学反馈。

三、 转变思想，更新模式

轻松愉快的课堂氛围以及诙谐幽默的教学环境，能够帮助学生迅速地走入课堂教学之中，从而帮助他们在一个融洽的环境中去开展教学活动。与此同时，对这种轻松愉快的氛围，还能够有效地调动学生在学习上的自主性和积极性，从而让他们将松散的注意力集中于整个课堂教学的始终，对此要求广大教师围绕实际的课堂教学过程中能够有效地营造课堂氛围，在轻松愉快之中来达到吸引学生兴趣的目的，从而在这一氛围之中来帮助学生去做好他们在模型认知思维上面的培养，最终体现在课堂的关系上就是学生是课堂的主体，同时贯穿整个课堂的始终，教师只需发挥课堂引导者的作用。对于传统的教学，在知识层面上大多也会流于表面，无法真正地深入到学生的脑海中去，未能达到对他们在思维上面的激发，但作为当下新时代的初中化学教学模式应该充分地发挥教师对课堂的引领作用。例如，在学习鲁教版九年级化学水的三态变化，对这一课主要是想借助水的三态的相关知识来引起分子这一概念，同时再结合资料来引起关于水的相关知识，而在最后部分围绕着水的过滤还展开了相关实验。所以在讲解这一课内容时传统思想上初中化学教师会围绕其具体的概念以及相关的理论资料展开“大水漫灌”的讲解，但这种形式难以保证学生的学习兴趣，因此教师不妨打破这种观念，先通过相关视频的展示来达到对学生的引入再围绕着知识做到重点讲解，最后再结合课后的具体实验现象来为学生讲述这一课，这样能够有效地保证学生对知识的理解，同时直观明了的实验也能够满足学生对模型认知思维上面的推理需求。在学生初步掌握该课的知识点后，在后续复习课的设计形式中教师可以采用“翻转课堂”的形式进行授课，即让学生分好不同的小组，小组内成员不同分工，每个小组在课堂上展示对该节课的理解，即模仿教师上课的模式教授班级同学。借助翻转课堂教师可以快速发现学生在学习中遗漏的知识点与易错知识点，同时丰富了课堂模式，从根本上转变了学生“学”的思想，让学生在“备课、授课”的过程中不断复习知识点，既打破了以往复习课的枯燥乏味，活跃了课堂气氛，还通过小组合作进行了高效的复习化学知识。在翻转课堂模式中教师要注重对知识点的补充，控制好课堂时间，确保每名组员都有明确的分工，以此让翻转课堂达到预期的目标。化学学科作为学生在初中阶段接触的新兴学科，教师应该充分地明白其对学生在未来发展上面的意义，同时大胆地培养学生的模型认知思维能力为学生的进一步学习奠定良好的基础。

四、 转变教育观念，构建完整的教学环节

要令学生具备模型认知思维，教师作为主要领导者首先要转变传统的教育理念。化学教师应在化学教学方式上进行多方面的探索，打破常规思想，主动地接受并对模型认知思维进行探索。对教师来说，初中生的理解能力和逻辑能力不强，在这种情况下还要对学生进行模型认知思维培养确实非常的困难。但教师要将眼光放长远，看到模型认知思维对初中生在化学学习中带来的好处。教师为了能够更好地培养学生的模型认知思维，教师应该先对“模型认知思维”的概念和初中化学教材进行深入的理解，这样才能把两者有机地结合起来。以燃烧的相关知识为例，本节课主要探究了燃烧和灭火分别具备的条件，在常规的教学中教师会通过案例分析使学生寻找燃烧和灭火具备的具体因素，从而进一步分析燃烧和灭火所具备的必要条件，但在模型认知思维的指导下，教师可以先写出几个关于燃烧的化学方程式，如氢气燃烧的化学方程式是：2H2+O22H2O，乙醇燃烧的化学方程式是：C2H5OH+2O2点燃2CO2+3H2O，令学生对这两个方程式进行拆解分析可得知，两个方程式中都具有O2，从而推断出燃烧需要具备氧气。而灭火与燃烧正是两个相反的化学反应，通过燃烧具备的条件令学生推测出灭火需要具备的条件。这样通过学生自己的拆解分析能够对学到的化学知识记忆更加深刻。大部分学生都是在初中三年级接触化学这门学科，而教育部门考虑到学生接触的时间晚，所在对初中化学的难度设定也会比较简单。但对化学学科来说不管是简单还是难，都是建立在实验基础上的学科。然而部分教师在教学时往往忽略了这一点，认为学的知识较为简单，对实验就可以一带而过，部分教师在设计化学实验时要么按照书本上的步骤讲解一遍，要么制作PPT为学生演示一遍，但不论是哪种方法学生都没有亲自动手的机会。学生想要对化学知识进行自主探索的机会也会减少，并不利于对学生模型认知思维的培养。因此，教师应在保证安全的情况下令学生积极地动手，以实验教学为例，如在进行盐溶于水实验时，教师在实验时学生需要将0.5克的盐逐渐加入装有10mL水的烧杯中，并且一边加入一边用玻璃棒进行搅拌，而在后续的蒸发环节也需要用玻璃棒不停地进行搅拌。此时，教师可以令学生将实验分两次进行：一次是正常实验，一次不是用玻璃棒进行搅拌的实验。在实验时将两组在实验中和实验结束后产生的现象细致地记录下来，并且通过对“不搅拌组”的现象令学生进行猜测，在学生的猜测中继续进行实验，最终得出必须要用玻璃棒搅拌的原因。学生能通过这个实验将本单元关于“盐”的知识进行联想，通过对两组的对比学生可以对盐物质的性质进行深入探究，以此使自己关于这节课的知识掌握得更加全面，不仅如此，学生的模型认知思维还能有效地得到培养与发展。在培养学生的模型认知思维中，学生是主体，但同时教师也是引导者，不能因为角色的转换放松对学生学习情况的观察。模型认知思维的培养本身是一个较难的过程，学生在这个过程中会遇到许多的问题，那么教师要根据学生的学习情况为学生制定不同的计划。对模型认知思维的培养也要循序渐进，若是强度太大很容易打击学生学习的信心。教师应在此过程中殷切关注学生的动态，当学生遇到困难时站在学生的角度对其进行引导，帮助学生逐步构建模型认知思维。

五、 打造教学评一体化模式，分层教育升华教学

化学模型的构建来源于大量的化学基础知识汇总而成，是对化学事实的具象描述，揭示了事物的本质与规律。而培养学生的模型认知能力与思维模式则需要学生长期积累学习经验，通过形成良好的化学观念，以此树立正确的模型认知能力。教学评一体化旨在通过多样的学业评价促进学生的学习，通过将教、学、评共同实施，让学生正确地认识到自己的不足。同时教师可以根据学生的缺点进行专项教学，发现学生学习中存在的问题，以此构建有效的评价系统，让评价具有诊断性、指导性与促进性。通过教学评一体化补足了思维训练中经验缺失的短板，借助评价让学生吸收了丰富的学习经验，既可以让学生高效地完成后续的学习任务，还可以让教师明确地认识到学生的学习近况，通过评价对后续的教学任务进行调整。同时构建完善的评价系统有助于进行分层教育，在知识层面可以针对学生的弱势知识进行专项训练，在学习能力层面可以进行跨学科评价，即结合其他学科的学习近况反映出学生的学习动态，及时发现学生出现的问题。在教学评一体化实施的过程中，教师既可以将评价应用于实际课堂教学中，例如，“翻转课堂师生互评”，或是体现在小组讨论中的“生生互评”，还可以应用在家长对学生的评价以及学生的自我评价。通过在学生学习的各个阶段融入系统评价，让学生全面认识自己，既是思维能力的提升，还是教学的升华。又如，以第九单元《金属》的教学为例，该单元主要带领学生认识了各类金属及其分类，还有对金属各类性质的分析。该单元与生活联系紧密，需要大量举例生活中的事物辅助教学，因此在课堂引入阶段，教师可以采用构建生活化的教学情境激发学生的学习热情，而在课堂引入阶段通过对学生提问：“生活中有哪些物品是金属物品？为什么用这些金属制作？”考查学生的生活常识，教师通过补充生活中的金属物品活跃了课堂气氛，同时可以发现当下学生对生活事物的认知。在后续的教学中教师还可以借助渗透生活常识的教学带出金属的各类性质如“铁丝、铜丝、铝丝”的不同与生活中常用到的地方。在学生经过讨论后教师可以明确认识到部分学生具有优秀的生活常识，部分学生的思维活跃、部分学生善于思考提出问题，以此教师可以充分调动不同学生擅长的方面，提问第一类学生生活常识问题，如：“锅、易拉罐、斧头、项链等物品的制作金属有哪些？采用这些金属有哪些特点？”提问后一类学生关于金属性质的问题如“为什么铜常用于电线制作？”以此让课堂的学习氛围轻松，活跃了学生的思维，有助于对后续重难点的教学。在课堂教学时教师可以采用思维导图的模式引导学生进行学习，如以金属为关键词延伸出性质、特点、常见金属物品等，借助思维导图，教师可以发现学生的听课情况与吸收知识的情况，在课堂测验、课后作业中都可以融入思维导图式填空。通过在教学中融入“生活化学”的概念，让学生在熟悉的环境中初步形成“宏观辨识与微观探析”的化学思维，有助于学生整体化学观念的培养与对整体化学模型的认知。

六、 结语

综上所述，在新课标的指导下，初中化学教师要积极地对化学教学进行改革，立足学生的学习内核培养学生的模型认知思维。在教学中进行思维训练的同时要注重以学生为主体进行课堂授课，在运用新教学方法不要脱离现状，即要根据实际所授知识、所授班级现状对新教法进行合理改编，以此完善课堂教育。在初中化学阶段对学生模型认知思维的培养能够帮助学生在化学入门就打下良好的基础，并且学生也能在模型认知思维发展中发现学习化学的兴趣，从而对化学学科进行深入探究，促进自己的全面发展。

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