探微模型方法在概念教學(xué)中的應(yīng)用

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1、探微模型方法在概念教學(xué)中的應(yīng)用——以物質(zhì)的聚集狀態(tài)教學(xué)為例杭州市余杭中學(xué)徐穎311121摘要：模型方法作為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一，對化學(xué)教學(xué)有著重要的教育及教學(xué)意義。本文以物質(zhì)的聚集狀態(tài)的教學(xué)為例，以模型的構(gòu)建開展氣體摩爾體積的概念教學(xué)，從模型搭建中探究和分析影響氣體體積的各種因素，形成有深度的思維課堂。關(guān)鍵詞：模型方法概念教學(xué)氣體摩爾體積一、引言在9月13日發(fā)布的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中，“模型認(rèn)知”被列為三個(gè)維度五個(gè)方面的核心素養(yǎng)的關(guān)鍵詞之一。在自然科學(xué)教學(xué)中，模型方法是一種典型的科學(xué)探究和教學(xué)的途徑。化學(xué)模型方法，以某種“形式”再現(xiàn)物質(zhì)和現(xiàn)象的特征和本質(zhì)，在已獲得大量感性認(rèn)識的

2、基礎(chǔ)上，以理性化的思維方法，對化學(xué)物質(zhì)和現(xiàn)象進(jìn)行近似、形象和整體的展示，進(jìn)而揭示其本質(zhì)和規(guī)律。“模型”方法是化學(xué)教學(xué)中重要的工具，能幫助學(xué)生理解和掌握一些抽象的科學(xué)概念、理論和現(xiàn)象，又可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和空間想象能力，有利于學(xué)生牢固、準(zhǔn)確的建立基本的化學(xué)觀念，培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。本文基于科學(xué)觀念、科學(xué)方法的教學(xué)設(shè)計(jì)出發(fā)，以“模型”方法為出發(fā)點(diǎn)，在化學(xué)概念教學(xué)設(shè)計(jì)中，打破數(shù)據(jù)、圖表等抽象的教學(xué)形式，穿插比較直觀的、形象的模型，使得學(xué)生透過心智的運(yùn)作去形成內(nèi)在的知識表征，提升空間構(gòu)想、邏輯推理、類比演繹等高級思維能力，為新課程背景下的化學(xué)教學(xué)以及學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供一定的參考

3、和借鑒。二、化學(xué)“模型”方法的研究現(xiàn)狀1.模型方法的定義模型，即通過主觀意識借助實(shí)體或者虛擬形態(tài)，來表達(dá)客觀闡述和結(jié)構(gòu)的一種表現(xiàn)方法。在自然科學(xué)研究中，基于對一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)或科學(xué)事實(shí)進(jìn)行的觀察，常利用想象、抽象、類比等方法，構(gòu)建一個(gè)合適的模型來反映、替代客觀對象，并通過研究這個(gè)模型來揭示客觀對象的形態(tài)、特征和本質(zhì)，這一過程，稱之為模型方法。在化學(xué)學(xué)科中，對于物質(zhì)微觀形態(tài)的探析、化學(xué)原理的闡釋解讀等教學(xué)時(shí)，模型是開展研究和教學(xué)的常用方法。2.模型的分類模型的種類繁多，需要對其進(jìn)行分類，以便我們能正確的使用。在現(xiàn)有《蘇教版》化學(xué)教材中，主要呈現(xiàn)的是符號模型，經(jīng)常用到的還有形象模型、原理模型等

4、。模型類別例子形象模型典型化學(xué)工藝流程圖、化學(xué)鍵教學(xué)模型、氣體摩爾體積教學(xué)模型符號模型元素符號、分子式、結(jié)構(gòu)式、原子核外電子排布原理模型Cu-Zn原電池、電解CuCl2模型、化學(xué)平衡移動(dòng)模型3.模型方法的呈現(xiàn)5《蘇教版》教材中描述模型的地方共有5處，要求高中生知道、理解、初步學(xué)會(huì)和體驗(yàn)?zāi)Ｐ头椒ㄔ诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)注意模型的制作和應(yīng)用。頁碼知識主題活動(dòng)與探究化學(xué)2第18頁同素異形現(xiàn)象通過觀察模型來分析金剛石、石墨、足球烯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，討論他們之間的性質(zhì)差異。化學(xué)2第20頁同分異構(gòu)現(xiàn)象用不同顏色的小球代表碳、氫原子，用塑料棒原子間形成的共價(jià)鍵，制作組成為C4H10的有機(jī)化合物

5、的分子結(jié)構(gòu)模型；通過觀察模型，比較正丁烷和異丁烷，乙醇和二甲醚之間的差異?；瘜W(xué)2第22頁不同類型的晶體利用模型來認(rèn)識離子晶體，原子晶體，分子晶體之間的差異。化學(xué)263-66頁石油的煉制、乙烯煤的綜合利用、苯通過模型，來認(rèn)識和分析乙烯，乙炔，苯的結(jié)構(gòu)。選修5第19頁有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)搭建甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)模型，分析這些分子的空間構(gòu)型等性質(zhì)。分析高中化學(xué)教材的2個(gè)必修模塊和3個(gè)選修模塊，都有大量模型方面的插圖或文字，為學(xué)生認(rèn)識模型方法對化學(xué)研究的作用提供了較好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，但這一部分僅限于物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的知識模塊，在化學(xué)教學(xué)的其他模塊中未有典型案例。4.化學(xué)模型在教學(xué)中的應(yīng)用①利用具

6、體物質(zhì)模型，降低概念和理論教學(xué)難度，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力；②利用理論或數(shù)據(jù)建構(gòu)虛擬模型，對學(xué)生思維、方法意識要求比較高，但能給學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的空間，有助于發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。三、基于“模型”方法的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐案例——物質(zhì)的聚集狀態(tài)本案例選在蘇教版《化學(xué)1》專題一第一單元物質(zhì)的聚集狀態(tài)。充分挖掘了叫教材中隱含的“模型”方法內(nèi)容，通過建立“氣體模型”，解釋了氣體分子與固體液體分子之間的差異，解釋了氣體摩爾體積這一概念，既凸現(xiàn)了科學(xué)方法的教學(xué)，又使學(xué)生對氣體摩爾體積有了更深的認(rèn)識，以下是本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)部分：【教材學(xué)情分析】物質(zhì)的量是化學(xué)學(xué)科中，對物質(zhì)研究進(jìn)行宏觀辨識和微觀探析的“橋

7、梁”，上一節(jié)內(nèi)容講述了“宏觀”的橋頭——質(zhì)量，本節(jié)課是橋的另一頭——物質(zhì)的聚集狀態(tài)，重點(diǎn)讓學(xué)生理解并掌握，外界條件影響下，氣體的摩爾體積。從知識角度，基于摩爾質(zhì)量的學(xué)習(xí)，學(xué)生對“物質(zhì)的量”的橋梁作用有一定的體會(huì)和認(rèn)識；在能力方面，高一學(xué)生所具有的遷移類比能力、分析探究能力已初步形成。對本節(jié)課開展模型方法的教學(xué)奠定了一定的基礎(chǔ)。本節(jié)課的重點(diǎn)是探討物質(zhì)的量與氣體體積之間的關(guān)系，5通過理解影響氣體體積的諸多因素，從而接受氣體摩爾體積這個(gè)新概念，并學(xué)會(huì)