心智模型是个体与客观世界相互作用时产生的对客观世界的一种内在表征。心智模型反映了学生运用化学概念去解决化学问题时的思维模式,反映学生对化学概念的认知和理解。深入了解学生对化学概念的认知方式、表征形式,探究他们内隐的认知结构,在此基础上实施针对性教学,有助于优化教学效果。本研究主要围绕高中生关于共价键相关知识的心智模型进行探查。首先,在阅读国内外相关文献资料的基础上,对心智模型的概念进行了界定,进一步阐述了心智模型形成机理和表征形式,然后围绕共价键相关知识编制了测试问卷。在此基础上,对问卷结果进行数据分析,根据学生对共价键知识的掌握程度划分为A、B、C三个水平,总结出不同水平学生关于共价键知识的心智模型类型。结合不同水平的学生对共价键知识所表现的心智模型类型,笔者对三个不同水平的学生的心智模型进行了图像表征,最后得出以下结论:1.学生的心智模型具有多样性。高中生在对共价键这部分知识的学习过程中,一共产生了40种不同的心智模型,对于共价键的形成具有17种不同的心智模型,对共价键的稳定性判断具有6种不同的心智模型,对共价键的极性分析具有10种不同的心智模型,对分子的空间结构理解具有7种不同的心智模型。2.不同水平学生的心智模型有所差别。不同的学生在解决相同的问题时,会使用头脑中不同的心智模型去进行解释,具有个体差异性。A水平学生的心智模型比较科学,知识体系相对有逻辑,接近理想的心智模型。B水平学生在建构心智模型时已经出现了较大的偏差,思考问题的方式比较简单,没有考虑到多种情况的存在,思维缺少发散性。对于C水平的学生来说,他们头脑中的想法更混乱、突兀,心智模型出现许多以前学过的知识,思维具有跳跃性,概念与概念之间的关系网络也比较简单。3.学生对定义性的概念的本质理解的不深入,比如共价键的形成的本质原因,学生并不理解,特别是更为复杂的概念和理论,比如原子轨道杂化,到底是如何杂化的,杂化的意义是什么,这种抽象程度比较高的知识特别容易产生认知偏差,学生在解决问题时,尤其喜欢根据个人的经验进行臆测。本研究将共价键相关知识分成了4个主题,总结了学生在这4个主题中常见的心智模型,分析了学生出现各个心智模型背后的原因,并且对教师教学提出了相关的教学建议。