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中图分类号:G4 文献标识码:A
思维模型的建构是一种重要的科学思维方法和认知手段。建构思维模型,有助于学生明白知识获取的本质,同时理解抽象的概念理论知识,并在科学探究的实验过程中,探寻现象的实质,提升思维能力,增强学生解决化学问题的能力。通过相关文献的查阅和整理、分析,以高中化学教学中思维模型建构的研究为主线,通过问卷调查法,在前人研究基础上修改并编制学生与教师问卷,了解学生在化学教学中对思维模型建构的基本情况和教师对中学生思维模型渗透与培养的现状调查,找出教学中存在的问题与不足,并给出初步的教学建议。
1.研究现状
本研究以“化学模型教学、化学思维模型、化学模型认知”为关键词在中国知网搜索,万方数据库和维普数据库搜索,进行了高中化学思维模型建构的研究。在化学教学中有关模型教学的文献居多,研究的热度也在上升,针对于化学思维模型和模型认知相关的文献较少,目前还处于探索阶段。
2 化学思维模型建构的现状调查分析
为了使调查具有代表性、有效性、科学性,本次调查的对象选取了本研究所在实习学校高二年级的四个班的学生,共215名学生,和昆明市部分高中化学教师共 65名。学生问卷实际发放215份,问卷的有效回收数为210份。教师问卷实际发放问卷65份,问卷的有效回收数为 65 份。
3调查中存在的问题及分析
3.1学生调查中存在的问题及分析
3.1.1学生对思维模型建构的认识
通过统计图中的数据可以发现,有 74.3%的学生对思维模型建构是持不知道的态度,4.7%的学生是出于完全不了解的状态。但是值得庆幸的是,存在 21% 的学生,学习程度及自学能力较好的同学对思维模型的建构有所了解。因此,通过分析我们可以了解到学生对思维模型的建构认识不深,教师在教学过程中对模型建构渗透不够,学生在学习过程中,对思维模型建构了解较少,甚至没有意识进行思维模型的建构。
3.1.2学生对思维模型建构的方式
通过调查结果显示,有 37.8%的学生认为,在实验探究的过程中,能够有助于对思维模型的建构,因为实验是比较直观、可视化较强的学习手段,通过实验可以比较清晰的看到反应发生的具体表现,在思维的转化过程中具有较大帮助。32.5%的学生认为进行知识概念图的整理,不仅能够及时梳理知识,在思维的发散与拓展方面,能够得到较大的提升。21.6%的学生则觉得进行习题训练,通过解题,更能锻炼一个人的解题思维,可以从不同的视角思考,剖析问题本质相似的题型,建构出相对应的解题模型,使个人的能力得到全面发展。还有极少一部分学生认为建构思维模型还有其他的方式。因此,通过分析我们可以了解到在化学的学习过程中可以通过多种方式来建构思维模型,化学是一门以实验为基础的科学,实验在教学中必不可少,有效的习题训练能够及时的对知识加以巩固。
3.2 教师调查中存在的问题及分析
3.2.1教师对中学生思维模型渗透与培养的现状调查
(一)教师对模型认识的基本情况
①(多选)您认为在化学教学中运用到的模型是什么?
②(单选)您认为模型的本质是?
③(多选)您认为模型可以表示的对象是什么?
④(多选)您认为模型的功能是什么?
数据显示:
①大部分教师认为在化学教学中运用到的模型应该是教具模型、知识模型和思维模型,40%的教师在课堂中则会有意识的对数学模型进行渗透,而 9.23%的教师则认为除了上述的这些模型之外,还会在教学中运用其他的模型来辅助教学。由此可见,教师在教学中对各类模型的使用情况还是比较乐观的,教师在教学中能够有意识的渗透模型使用。
②90.77%的教师则认为模型是对原型本质的再现,具有和原型的相似之处,又不同于原型,模型是原型的简化描述,原型是模型的真实面貌。4.62%的教师则认为模型即成比例缩小的实物 ,也就是教学中常使用实物模型,如甲烷的球棍模型、比例模型,可以通过肉眼清晰明了看到的模型。1.54%的教师认为模型是原型的复制品,3.08%的教师则不确定模型与原型之间的关系。因此,通过调查统计可看出,大部分教师认为模型能够体现事物的本质属性,并不是对事物一层不变的复制,重现。
③大部分的教师认为模型可以表示某个过程的发生,也可以表示某个系统、体系,选择率分别为 70.77%和 89.23%,55.38%的教师则认为模型可以表示某个物体,35.38%的教师认为模型可以表示某个事件。结果表明教师对模型可以表示的对象的认识是模糊的、不清晰的。
④关于模型的功能,92.31%的教师认为模型可以用来解释事物,对于模型可以用来描述事物的为 69.23%和预测事物的为 48.62%,但认为模型还可能有其他功能的只有 9.23%。因此,通过分析说明了教师对模型的功能普遍理解为解释功能,然而在众多模型功能中,最具能动性、代表性、典型性的是预测功能,模型是对原型本质的再现,也应该具有普适性,通过对模型的推广,促进对现象和理论的建构,教师很容易遗忘模型预测功能,因为在教学中,模型普遍是用来描述和解释化学基本概念和原理。
4.结论与反思
4.1加强思维模型在化学教学中应用,丰富教学方式 通过对国内文献的研究发现,思维模型在化学教学中的研究相对较少。教师是学生学习的引导者,因此在化学教学的过程中,教师应该引导学生在学习化学知识时,建构恰当的思维模型,理解科学知识的本质。
4.2思维模型的建構有助于学生掌握化学核心知识,构建知识框架体系需要在平时的教学中,教师不能平铺直叙的将化学知识教授给学生,而是依据具体问题具体分析,选择恰当的教学方法,建构合理的化学思维模型,建立化学核心知识的思维框架,使化学知识系统化、结构化、条理化。
4.3基于化学思维模型建构的教学,锻炼学生的化学思维
在进行教学内容与思维模型建构相结合的教学实践后,通过访谈分析,可以发现绝大多数的同学对在教学中进行思维建模这种方法表示认可并且很感兴趣,学生学习化学的积极性有了明显的提高。
参考文献
[1]梁舒敏. 培养高中生化学思维模型建构能力的实践研究[D].广西师范大学,2020.
[2]贾俊震. 基于思维建模的“电解质”教学设计研究[D].山东师范大学,2020.
[3]李鹏鸽,龚文慧,秦蕊,王旭,夏志卿.模型认知素养及其在化学概念教学中的落实[J].教学与管理,2018(04):64-66.
思维模型的建构是一种重要的科学思维方法和认知手段。建构思维模型,有助于学生明白知识获取的本质,同时理解抽象的概念理论知识,并在科学探究的实验过程中,探寻现象的实质,提升思维能力,增强学生解决化学问题的能力。通过相关文献的查阅和整理、分析,以高中化学教学中思维模型建构的研究为主线,通过问卷调查法,在前人研究基础上修改并编制学生与教师问卷,了解学生在化学教学中对思维模型建构的基本情况和教师对中学生思维模型渗透与培养的现状调查,找出教学中存在的问题与不足,并给出初步的教学建议。
1.研究现状
本研究以“化学模型教学、化学思维模型、化学模型认知”为关键词在中国知网搜索,万方数据库和维普数据库搜索,进行了高中化学思维模型建构的研究。在化学教学中有关模型教学的文献居多,研究的热度也在上升,针对于化学思维模型和模型认知相关的文献较少,目前还处于探索阶段。
2 化学思维模型建构的现状调查分析
为了使调查具有代表性、有效性、科学性,本次调查的对象选取了本研究所在实习学校高二年级的四个班的学生,共215名学生,和昆明市部分高中化学教师共 65名。学生问卷实际发放215份,问卷的有效回收数为210份。教师问卷实际发放问卷65份,问卷的有效回收数为 65 份。
3调查中存在的问题及分析
3.1学生调查中存在的问题及分析
3.1.1学生对思维模型建构的认识
通过统计图中的数据可以发现,有 74.3%的学生对思维模型建构是持不知道的态度,4.7%的学生是出于完全不了解的状态。但是值得庆幸的是,存在 21% 的学生,学习程度及自学能力较好的同学对思维模型的建构有所了解。因此,通过分析我们可以了解到学生对思维模型的建构认识不深,教师在教学过程中对模型建构渗透不够,学生在学习过程中,对思维模型建构了解较少,甚至没有意识进行思维模型的建构。
3.1.2学生对思维模型建构的方式
通过调查结果显示,有 37.8%的学生认为,在实验探究的过程中,能够有助于对思维模型的建构,因为实验是比较直观、可视化较强的学习手段,通过实验可以比较清晰的看到反应发生的具体表现,在思维的转化过程中具有较大帮助。32.5%的学生认为进行知识概念图的整理,不仅能够及时梳理知识,在思维的发散与拓展方面,能够得到较大的提升。21.6%的学生则觉得进行习题训练,通过解题,更能锻炼一个人的解题思维,可以从不同的视角思考,剖析问题本质相似的题型,建构出相对应的解题模型,使个人的能力得到全面发展。还有极少一部分学生认为建构思维模型还有其他的方式。因此,通过分析我们可以了解到在化学的学习过程中可以通过多种方式来建构思维模型,化学是一门以实验为基础的科学,实验在教学中必不可少,有效的习题训练能够及时的对知识加以巩固。
3.2 教师调查中存在的问题及分析
3.2.1教师对中学生思维模型渗透与培养的现状调查
(一)教师对模型认识的基本情况
①(多选)您认为在化学教学中运用到的模型是什么?
②(单选)您认为模型的本质是?
③(多选)您认为模型可以表示的对象是什么?
④(多选)您认为模型的功能是什么?
数据显示:
①大部分教师认为在化学教学中运用到的模型应该是教具模型、知识模型和思维模型,40%的教师在课堂中则会有意识的对数学模型进行渗透,而 9.23%的教师则认为除了上述的这些模型之外,还会在教学中运用其他的模型来辅助教学。由此可见,教师在教学中对各类模型的使用情况还是比较乐观的,教师在教学中能够有意识的渗透模型使用。
②90.77%的教师则认为模型是对原型本质的再现,具有和原型的相似之处,又不同于原型,模型是原型的简化描述,原型是模型的真实面貌。4.62%的教师则认为模型即成比例缩小的实物 ,也就是教学中常使用实物模型,如甲烷的球棍模型、比例模型,可以通过肉眼清晰明了看到的模型。1.54%的教师认为模型是原型的复制品,3.08%的教师则不确定模型与原型之间的关系。因此,通过调查统计可看出,大部分教师认为模型能够体现事物的本质属性,并不是对事物一层不变的复制,重现。
③大部分的教师认为模型可以表示某个过程的发生,也可以表示某个系统、体系,选择率分别为 70.77%和 89.23%,55.38%的教师则认为模型可以表示某个物体,35.38%的教师认为模型可以表示某个事件。结果表明教师对模型可以表示的对象的认识是模糊的、不清晰的。
④关于模型的功能,92.31%的教师认为模型可以用来解释事物,对于模型可以用来描述事物的为 69.23%和预测事物的为 48.62%,但认为模型还可能有其他功能的只有 9.23%。因此,通过分析说明了教师对模型的功能普遍理解为解释功能,然而在众多模型功能中,最具能动性、代表性、典型性的是预测功能,模型是对原型本质的再现,也应该具有普适性,通过对模型的推广,促进对现象和理论的建构,教师很容易遗忘模型预测功能,因为在教学中,模型普遍是用来描述和解释化学基本概念和原理。
4.结论与反思
4.1加强思维模型在化学教学中应用,丰富教学方式 通过对国内文献的研究发现,思维模型在化学教学中的研究相对较少。教师是学生学习的引导者,因此在化学教学的过程中,教师应该引导学生在学习化学知识时,建构恰当的思维模型,理解科学知识的本质。
4.2思维模型的建構有助于学生掌握化学核心知识,构建知识框架体系需要在平时的教学中,教师不能平铺直叙的将化学知识教授给学生,而是依据具体问题具体分析,选择恰当的教学方法,建构合理的化学思维模型,建立化学核心知识的思维框架,使化学知识系统化、结构化、条理化。
4.3基于化学思维模型建构的教学,锻炼学生的化学思维
在进行教学内容与思维模型建构相结合的教学实践后,通过访谈分析,可以发现绝大多数的同学对在教学中进行思维建模这种方法表示认可并且很感兴趣,学生学习化学的积极性有了明显的提高。
参考文献
[1]梁舒敏. 培养高中生化学思维模型建构能力的实践研究[D].广西师范大学,2020.
[2]贾俊震. 基于思维建模的“电解质”教学设计研究[D].山东师范大学,2020.
[3]李鹏鸽,龚文慧,秦蕊,王旭,夏志卿.模型认知素养及其在化学概念教学中的落实[J].教学与管理,2018(04):64-66.