论文部分内容阅读
【摘 要】新课标背景下，构建主义理论逐渐成为新的教学指导理论思想。在高中化学教学过程中，通过建模的教学形式为学生创设化学模型，帮助学生从知识的实际原型和实际背景出发来探究知识的发生和发展过程，培养学生实际应用知识的能力。
【关键词】高中化学 构建主义 建模教学
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889（2015）09B-0025-02
新课标背景下，构建主义学习理论所倡导的教学模式成为现代教学的主流模式。提出教学是借助自己的认知结构去主动构造知识，而不是简单的知识迁移。因此，教师如何通过建模的形式帮助学生进行概念的提炼、原理公式的归纳来揭示创造知识的思维过程，并进行延伸和拓展，是一个值得探讨的课题。
一、构建主义和建模教学
新课标的主要理论基础是构建主义的学习理论和多元智能理论，构建主义者认为学生是生活在社会之中的，学生因而是带着经验走进教室，教学要从学生的兴趣和需求出发，教师要为促进学生理解而教；学习不是教师向学生传递知识的过程，而是学生主动构建知识的过程。
现代教学的思想是鼓励学生将学习的知识融会到现实的社会和真实的科学实践当中，在学习知识的同时更要理解知识是如何形成。教师采用建模教学是通过构建模型来让学生模拟科学家来观察、推断问题的成因，从而推理得出知识产生的过程，培养学生获得并运用知识解决问题的能力。建模教学可以定义为，凡是涉及模型构建、评价、修正过程的教学都可以称为建模教学。
二、高中化学建模教学的内容
在高中的化学学习当中，有许多知识都是以模型的形式出现，例如在物质的量的概念当中，以微观粒子作为研究对象，常见的分子、原子、电子等。常见的化学教学模型可以分为三类：物质模型、想象模型和符号模型。物质模型即是以实物替代原型进行研究。想象模型是思想中的抽象物质对原型的反映。符号模型即采用特定的化学符号或排列形式来替代原型。
我们将高中常见教学内容进行模型分类如下表：
化学教学中常见的模型表
物质模型 火力发电站模型 二次电池模型等
想象模型 晶体结构、有机分子结构等
符号模型 化学式、电子式、结构式、电子云、电子轨道、离子方程式 、化学方程式等
三、高中化学采用建模教学的方法可提升学生思维能力
（一）强调以学生为中心的常规建模教学
学生是学习的主体，学生是在已有的知识基础上对新知识进行重新构建并建立起新旧知识间实质的联系，完成对新知识的定义。在知识的构建过程中注意知识的螺旋式上升，由简单到复杂、由典型到普遍，避免不顾学生的客观感知能力，片面强调模型的复杂性和特殊性的现象。在疑难问题的处理上方法要得当，通过将问题简化、假设等方式把问题模型化。再通过类比、对照等方式来找出解决问题的方法和思路。
例如微观粒子、晶体结构、化学平衡等，在日常生活中学生难以观察和接触到这些内容。对这一类问题就需要结合学生已有的知识，以科学的建模思维方式来解决。
如，在分子立体结构新课教授过程中出现的“SP型的三种杂化”，它们分别出现的直线型、平面三角形和正四面体结构中，学生对此往往难以理解。为此可以通过结合实际，巧妙构思，构建合适的模型来帮助学生理解：通过观察模型图（如图1）可发现，各个杂化的轨道和生活中的气球比较形似，这样在课堂上就可以利用气球来作为分子立体结构模型，帮助学生理解分子立体结构。SP型的杂化即为对应两个气球黏在一起的组合，形成了一个直线型的结构。SP2的杂化类比三个气球黏在一起形成了平面三角形。SP3的杂化则对应四个气球黏在一起，形成正四面体结构。通过气球形状的类比，方便学生理解SP杂化的问题。
建模教学的思想即是遵循学生学习活动的心理特点，强调从已有的经验出发，将问题与生活实践相关联，即形象生动又活泼丰富的建模活动可以让学生对学习产生兴趣，又可以让学生投入到实际问题的解决过程中，自己去探索、实践以获得知识，同时学会了如何探究问题。
（二）拓展建模教学模式
在教学中，除了教会学生基本的建模形式，更要尽可能地拓展学生的视野，引导学生举一反三，发散思维。在已有的知识基础上通过迁移来对新的情景进行新的信息加工，学会将原有知识创造性地构建到新的情景模式当中，以便学生学会自我学习，并在学习中学会发现，以达到突破课本上知识的局限，能够自己建模从而培养出学生的创新精神。
例如，在高考题中常见的化工流程题目。工业流程的主要框架（如图2所示）。
原料→Ⅰ预处理→Ⅱ 分离提纯→Ⅲ核心反应→产物
此模型的规律：主线主产品，分支付产品，回头为循环。可以参照此模型，将遇到的问题按此结构逐一分解，结合自己所学到的知识对它进行分析、探究，最后解决问题。例如：
按照前述的流程进行分解，简单划分后比照模型就可以发现，分别对应原料预处理、除杂净化，反应条件的控制，产品的分离提纯三个主要步骤。把问题化分为几个步骤进行解答，就可将解题的思路简化，快速得出解决该类题目的方法和步骤。
在建模教学中，不局限于原有问题当中，教师要引导学生从问题中寻找规律，使思维得到延伸。在教学当中要设法给学生创设更多的情景，让学生自己去建模并且有更多的机会获得不同的结论，这样才能引导学生发散思维，学会在探究中去发现、分析、归纳，从而获得找寻知识过程当中的快乐，在建模教学中找到科学的学习方法，在知识的探索当中培养出学生的独立性和自主学习的主动性。
（三）完善学生的自我建模能力的培养
在建模教学当中要注重学生建模能力的培养。高中学生在建模教学当中，要学会观察，并逐步掌握发现问题的特点，将问题抽象化、简化，从而抓住问题的要点，建立相关模型。利用模型来架构对应问题的情境，对信息进行加工，对知识进行联想，自主构建新的知识体系。
在建模过程中，注意对应化学问题与化学模型的适用范围，不要盲目建模，从而产生偏差。化学模型不是一成不变的，在某个阶段有其存在的合理性，但在另外条件下却存在一定的差异性。例如，苯的凯库勒式结构模型中所存在的单双键实际上并不存在。 因此在利用建模解决问题的过程中，要反复评价模型的合理性和科学性，同时要注重问题的局限性和阶段性的特点，注重多种因素对建模的影响，这是培养学生建模能力的必备条件。
高中化学的建模教学模式是促进高中化学课堂教学有效性的重要方式，通过建模的方式来帮助学生将简单的知识迁移转化为知识学习过程，提升学生学习的主动性，增强学生的思维能力和创新能力。
【参考文献】
[1]查有梁.教育建模[M].南宁：广西教育出版社，1998
[2]王彤.化学教学中的模型方法及其应用[J].化学教育，2001（10）
[3]赵萍萍，刘恩山.生物学建模教学研究进展及其实[J].生物学通报，2015（1）
[4]袁野，乔伟薇，吴星.什么是高中生化学问题解决中的建模能力[J].化学教与学，2010（3）
[5]李成刚.建模法在化学反应原理教学中的应用[J].化学教与学，2012（10）
[6]王兹旻.改进化学建模教学优化学生思维品质[J].中学化学教学参考，2014（4）
【基金项目】广东省教育研究院2014年教育研究重点立项课题：高中化学课堂教学有效性研究——从“教师中心”到“学生中心”的转变[GDJY-2014-A-a020]
（责编 卢建龙）
【关键词】高中化学 构建主义 建模教学
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889（2015）09B-0025-02
新课标背景下，构建主义学习理论所倡导的教学模式成为现代教学的主流模式。提出教学是借助自己的认知结构去主动构造知识，而不是简单的知识迁移。因此，教师如何通过建模的形式帮助学生进行概念的提炼、原理公式的归纳来揭示创造知识的思维过程，并进行延伸和拓展，是一个值得探讨的课题。
一、构建主义和建模教学
新课标的主要理论基础是构建主义的学习理论和多元智能理论，构建主义者认为学生是生活在社会之中的，学生因而是带着经验走进教室，教学要从学生的兴趣和需求出发，教师要为促进学生理解而教；学习不是教师向学生传递知识的过程，而是学生主动构建知识的过程。
现代教学的思想是鼓励学生将学习的知识融会到现实的社会和真实的科学实践当中，在学习知识的同时更要理解知识是如何形成。教师采用建模教学是通过构建模型来让学生模拟科学家来观察、推断问题的成因，从而推理得出知识产生的过程，培养学生获得并运用知识解决问题的能力。建模教学可以定义为，凡是涉及模型构建、评价、修正过程的教学都可以称为建模教学。
二、高中化学建模教学的内容
在高中的化学学习当中，有许多知识都是以模型的形式出现，例如在物质的量的概念当中，以微观粒子作为研究对象，常见的分子、原子、电子等。常见的化学教学模型可以分为三类：物质模型、想象模型和符号模型。物质模型即是以实物替代原型进行研究。想象模型是思想中的抽象物质对原型的反映。符号模型即采用特定的化学符号或排列形式来替代原型。
我们将高中常见教学内容进行模型分类如下表：
化学教学中常见的模型表
物质模型 火力发电站模型 二次电池模型等
想象模型 晶体结构、有机分子结构等
符号模型 化学式、电子式、结构式、电子云、电子轨道、离子方程式 、化学方程式等
三、高中化学采用建模教学的方法可提升学生思维能力
（一）强调以学生为中心的常规建模教学
学生是学习的主体，学生是在已有的知识基础上对新知识进行重新构建并建立起新旧知识间实质的联系，完成对新知识的定义。在知识的构建过程中注意知识的螺旋式上升，由简单到复杂、由典型到普遍，避免不顾学生的客观感知能力，片面强调模型的复杂性和特殊性的现象。在疑难问题的处理上方法要得当，通过将问题简化、假设等方式把问题模型化。再通过类比、对照等方式来找出解决问题的方法和思路。
例如微观粒子、晶体结构、化学平衡等，在日常生活中学生难以观察和接触到这些内容。对这一类问题就需要结合学生已有的知识，以科学的建模思维方式来解决。
如，在分子立体结构新课教授过程中出现的“SP型的三种杂化”，它们分别出现的直线型、平面三角形和正四面体结构中，学生对此往往难以理解。为此可以通过结合实际，巧妙构思，构建合适的模型来帮助学生理解：通过观察模型图（如图1）可发现，各个杂化的轨道和生活中的气球比较形似，这样在课堂上就可以利用气球来作为分子立体结构模型，帮助学生理解分子立体结构。SP型的杂化即为对应两个气球黏在一起的组合，形成了一个直线型的结构。SP2的杂化类比三个气球黏在一起形成了平面三角形。SP3的杂化则对应四个气球黏在一起，形成正四面体结构。通过气球形状的类比，方便学生理解SP杂化的问题。
建模教学的思想即是遵循学生学习活动的心理特点，强调从已有的经验出发，将问题与生活实践相关联，即形象生动又活泼丰富的建模活动可以让学生对学习产生兴趣，又可以让学生投入到实际问题的解决过程中，自己去探索、实践以获得知识，同时学会了如何探究问题。
（二）拓展建模教学模式
在教学中，除了教会学生基本的建模形式，更要尽可能地拓展学生的视野，引导学生举一反三，发散思维。在已有的知识基础上通过迁移来对新的情景进行新的信息加工，学会将原有知识创造性地构建到新的情景模式当中，以便学生学会自我学习，并在学习中学会发现，以达到突破课本上知识的局限，能够自己建模从而培养出学生的创新精神。
例如，在高考题中常见的化工流程题目。工业流程的主要框架（如图2所示）。
原料→Ⅰ预处理→Ⅱ 分离提纯→Ⅲ核心反应→产物
此模型的规律：主线主产品，分支付产品，回头为循环。可以参照此模型，将遇到的问题按此结构逐一分解，结合自己所学到的知识对它进行分析、探究，最后解决问题。例如：
按照前述的流程进行分解，简单划分后比照模型就可以发现，分别对应原料预处理、除杂净化，反应条件的控制，产品的分离提纯三个主要步骤。把问题化分为几个步骤进行解答，就可将解题的思路简化，快速得出解决该类题目的方法和步骤。
在建模教学中，不局限于原有问题当中，教师要引导学生从问题中寻找规律，使思维得到延伸。在教学当中要设法给学生创设更多的情景，让学生自己去建模并且有更多的机会获得不同的结论，这样才能引导学生发散思维，学会在探究中去发现、分析、归纳，从而获得找寻知识过程当中的快乐，在建模教学中找到科学的学习方法，在知识的探索当中培养出学生的独立性和自主学习的主动性。
（三）完善学生的自我建模能力的培养
在建模教学当中要注重学生建模能力的培养。高中学生在建模教学当中，要学会观察，并逐步掌握发现问题的特点，将问题抽象化、简化，从而抓住问题的要点，建立相关模型。利用模型来架构对应问题的情境，对信息进行加工，对知识进行联想，自主构建新的知识体系。
在建模过程中，注意对应化学问题与化学模型的适用范围，不要盲目建模，从而产生偏差。化学模型不是一成不变的，在某个阶段有其存在的合理性，但在另外条件下却存在一定的差异性。例如，苯的凯库勒式结构模型中所存在的单双键实际上并不存在。 因此在利用建模解决问题的过程中，要反复评价模型的合理性和科学性，同时要注重问题的局限性和阶段性的特点，注重多种因素对建模的影响，这是培养学生建模能力的必备条件。
高中化学的建模教学模式是促进高中化学课堂教学有效性的重要方式，通过建模的方式来帮助学生将简单的知识迁移转化为知识学习过程，提升学生学习的主动性，增强学生的思维能力和创新能力。
【参考文献】
[1]查有梁.教育建模[M].南宁：广西教育出版社，1998
[2]王彤.化学教学中的模型方法及其应用[J].化学教育，2001（10）
[3]赵萍萍，刘恩山.生物学建模教学研究进展及其实[J].生物学通报，2015（1）
[4]袁野，乔伟薇，吴星.什么是高中生化学问题解决中的建模能力[J].化学教与学，2010（3）
[5]李成刚.建模法在化学反应原理教学中的应用[J].化学教与学，2012（10）
[6]王兹旻.改进化学建模教学优化学生思维品质[J].中学化学教学参考，2014（4）
【基金项目】广东省教育研究院2014年教育研究重点立项课题：高中化学课堂教学有效性研究——从“教师中心”到“学生中心”的转变[GDJY-2014-A-a020]
（责编 卢建龙）