浅谈高中化学核心素养 “ 模型认知 ” 在教学中的培养

李伯林

福建省福州市 闽侯县第四中学 350102

摘要：“证据推理与模型认知”是高中化学教学五大核心素养之一，早在2017年的普通新课程标准中就有提出。在培养高中学生化学核心素养的道路上，模型认知作为重要的科学教学方法，教师在化学课堂中非常有必要将其完美应用，从而准确引导学生通过分析、推理和认证等方法剖析所要研究对象的本质特点，以便于达到高效的知识量摄取。教师在此过程中首先需要自身深度理解模型认知，然后认真研究如何将其运用到课堂当中，给学生带来一些实际性意义，让他们在化学方面得到快速提升。

关键词：模型认知；高中化学；核心素养

教学过程中每一课程的核心素养大相径庭，高中阶段单独将化学科目核心素养拿出来分析，那么其中意义重大的当属“模型认知”。高中化学核心素养的有效落脚点在什么位置，模型认知又该如何在实际教学过程中广泛渗入，这是当前的紧要任务，本文是结合个人见解对高中化学核心素养模型认知在教学过程培养的浅析，浅谈有关模型认知方法的应用。

一、核心素养中“模型认知”概念

模型认知，又称3M认知模型，是人类对真实世界进行认知的过程模型。认知通常包括感知与注意、记忆与学习、问题求解和推理等方面，建立认知模型的技术常称为认知建模。目的是为从某些方面探索和研究人的思维机制，特别是信息处理，同时也为设计相应的人工智能系统提供新的体系结构和技术方法。

模型认知在高中化学里包含两种类别，首先就是可看可观察的物理模型，例如物质结晶构造、球体棍类模型等，然后是深层度的带有化学方程式、反应电子式等的思想模型。学生理解化学现象产生的规律和本质是对研究对象不断地推理分析、各种实验中实现的，所以模型认知是一个对物质原型的研究、抽象模型的建立、对已建立模型的理解与应用这么一个复杂过程^[1]。化学模型认知方法在化学启蒙教育中是重点，是揭露物质化学性质与规律的理想化思维方式，也是模型变化能力研究道路上的有效途径，这对于高中学生化学知识的建构和提升是一个高效方式。并且在生活中人们在处理问题时，自身因素与大自然在时间和空间上匹配度较低，过于复杂化、理论化的因果关系需要借助模型认知来进一步解决。

二、化学教学中模型方法的理解应用

（一）模型认知的功能

首先是对例如周期表、金属等的方面具有一定理论预测能力，能有自主研习兴趣的产生。其次是预测能力中对理论的强化功能，就像对分子结构、原子结构发展方式的提供。物质之间的转化是一个学习重难点，所以在这一方面的知识点上让许多高中学生感到困惑，并且无从下手，尽管抽象化的知识点在教材之中有一些详解，但每一位同学之间的理解与记忆能力相差较大，教学进度还是有受阻碍^[2]。因此，在高中化学教程中构建各种类型的模型认知能够促进重难点知识讲解，以及对学生思维导向和解决问题途径提供有利方向的，让高中化学核心素养的培养高效进行。

2. 构建模型认知于元素及化合物中

高二阶段的学生们在初中阶段就已对化学基础知识进行过学习了，对化学核心素养中模型认知的建立是有一定基础能力存在的。在思考物质的物理性质时进行正确引导，师生之间认真思考，互相交流，总结出物质在颜色、气味、挥发性、熔沸点、自然状态下的存在状态等特性。然后是在查阅资料、实验研究等手段中获得对物质原型的模型认知建立，通过对简单物质物理性质的观察为其他物质建立应用模型认知做好基础准备。还有就是让学生们对基础化学元素进行试验，看一下其在各种化学反应中的实验现象，再通过查阅以往研究资料进行模型认知验证，实现构建模型认知的效率^[3]。

2. 构建模型认知于化学反应原理中

学习与研究化学反应原理的基础是合理的、简化的概念模型，化学反应基本方法和思路的掌握建立在此基础之上。举例：化学反应速率的影响因素是什么，处于水溶液中酸、碱、盐的不同反应程度，电解池和原电池等特性的研究，这其中在研究化学反应焓变原理的方程里可以尝试建立模型认知，焓变原理中的吸热放热过程总结用以图表清晰表现，找出规律总结用以加持模型认知的建立。这些基本的化学反应原理都是进行建立模型认知的途径。

（四）教学实践中融合模型认知

苏教版化学选修（5）中有机化学这一章节对模型认知作用的体现具有重要作用，其中“芳香烃”这个教学课题又是有机化学里的重点。课本中有说芳香烃来源于煤焦油中，是石油化学工业中的催化整理和裂化，应用最多的基本有机原料是苯、乙苯、对二甲苯等物质。书中有一道实验例题，就是苯的硝化实验，教师可以利用这个例题实验将学生们带进实验室，在条件允许的情况下让学生亲身参与体验实验过程，在最后的实验结论与过程经验中树立对模型认知的理解，从而加快化学核心素养的培养

^[4]。

综上，化学核心素养中模型认知本身就像是对现有知识点的总结再利用，是科学认识进程中的阶段性成果。所以，模型认知的培养在教学中可以做到让学生更容易接受新的知识内容，也更能掌握重难点信息，让非本质因素的干扰得到有效阻止，对事物的根本特征抓得更准确。这是为自主学习习惯的养成做指导与支持，促进科学素养得到实效性提高。

结语：总言之，高中化学核心素养“模型认知”的准确培养是化学教学中的有效提升措施，是认识化学现象，并透过现象了解本质规律的最佳方法。模型认知具有通过意识活动帮助学生建立独立分析思维能力的作用，帮助学生在实验依据与具体模型的建立中打造解决化学问题的主要框架，并让化学学科的价值在化学的角度中进行具体实现。模型认知素养的优势就是揭示概念化原理和物质本质，让基础的理论知识教学在核心素养培养中达到一定实际效益，让化学的探究精神能够有效延续，使其在生活实际中更容易体会到，并让科学知识和科学方法体现出原本的价值所在。文中的教学实例较为片面，实际教学过程中可以发展更多教材之外的模型认知建立途径，拓宽教学道路进行模型认知培养。

参考文献：

[1]余思钰.高二学生“证据推理与模型认知”核心素养的测评研究[D].广州大学,2019.

[2]杨彬.浅谈高中化学核心素养“模型认知”在教学中的培养[A].教育部基础教育课程改革研究中心.2019年“互联网环境下的基础教育改革与创新”研讨会论文集[C].教育部基础教育课程改革研究中心:,2019:2.

[3]李静.基于核心素养的“支架式”教学在中学化学中的应用研究[D].河北师范大学,2018.

[4]王换荣,陈德坤,陈进前.化学核心素养之构建模型认知在教学中的应用[J].现代中小学教育,2019,3501:45-49.