基于模型认知中基本原理构建核心素养探究

张泳仪

【摘 要】核心素养中的证据推理和模型认知在启蒙化学教学中是重点。化学原理是学生学习化学知识的基础，原理的认知模式可进行输入式教学。探究模型认知与基本原理构建，引起中学生学习化学的共鸣。

【关键词】化学素养;模型认知;原理构建;燃烧条件;灭火原理

作为生活在现代社会中的人，衣食住行都离不开化学。化学学科的核心素养贯穿着化学教学的始终，而核心素养中的证据推理和模型认知在九年级的启蒙化学教学中是重点，也是难点。如何在教学过程中实施化学学科的核心素养，是教师在教学过程中不断学习、提升的过程。教育部签发的《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》明确提出“核心素养体系”的概念，将“核心素养体系”放在深化课程改革、落实立德树人目标的基础地位，并作为未来发展不可缺少的因素，社会公认为是我国未来基础教育改革的灵魂。化学学科核心素养包括“宏微结合、模型认知、分类表征、实验探究”等四个方面。不同的学科包含不同的核心素养，又或是同时包括四方面。在课堂教学中如何渗透化学核心素养则是教学设计的核心。

一、教学中关于模型认知之基本原理的构建设计探究

（一）构建设计理论探究

布鲁姆将教育目标分为六类：从低级0到高级分别为：识记、理解、应用、分析、综合、评价。浅层学习的认知水平停留在识记和理解两个层面上，学习者被动接受学习内容，对书本知识和教师讲授的内容进行简单的记忆和复制，但对其中内容却不求甚解，这种学习使学生在课后不久就忘记了所学知识。深层学习的认知水平则对应后面四个层面，指在基于理解的基础上，学习者能够批判性地学习知识和事实，并将他们融入原有的认知结构中，能够在众多知识间进行联系，并将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策，解决问题。

（二）构建设计方法探究

在《燃烧与灭火》这课题中，学生思维障碍是探究燃烧的条件和灭火的原理，在以往往的教学中，只是教师讲述和实验，然后就直接让学生通过实验得出燃烧的条件和灭火原理，是以教师为主，学生为辅的教学方式，是知识输出与被接受的教學过程。然而这种老式教学方式已不适应目前的教学。如何转变成以学生为主的课堂，如何构建对基本原理的模型认知是本课题的重点。通过研究证据和模型掲示客观事物原型的特征、本质和规律的能力就是证据推理和模型变化能力。结合学生现有的知识水平，联系实际情况及时调整自己的教学设计，打造适合学生的模型认知课。人们对自然的认识过程需要经历直观认知—抽象思维—实践检验。学生的知识建构、模型认知也是渐进式、螺旋上升的过程。

老师要把握学生对模型认知的这个过程，利用实验探究，充分调动学生学习的积极性。老师要给学生提供常见的生活物品，让学生自己动手探究，引起了学生们的极大兴趣，最大限度地调动学生参与探究的积极性。

二、创设情境，对比探讨燃烧需要的条件模型构建

燃烧虽然是学生日常生活中一种常见的现象，但如何实践让学生通过自己实验而得出燃烧的条件？经过思考后，决定设计成8个小组，提供不同的物品或条件让学生产生燃烧，结果学生通过实验后，得出要成功的产生燃烧的现象需要具备可燃物和温度达到着火点。设计如下：

通过此环节的设计，学生通过自己的实验就可以轻易理解燃烧需要可燃物、温度达到着火点这两个条件，起到独立思考、独立判断，辩证的分析，做出选择和决定。

三、引导设问，层层深入，构建从实验验证猜想的认知模型

为了进一步深化课程改革，优化课堂教学模式，“基于模型认知的化学‘基本概念、基本原理渗透CASES-T教学模式理论，务求以证据推理和模型认知的思维引领课堂，让学生对化学事实近似、形象和整体的描述，进而揭示知识的本质和规律。”

利用学生所学知识，结合课本实验（人教板实验7-1）进行预测实验现象或分析，促使学生将知识学以活用。同时引出燃烧需要的第三个条件：需要与氧气接触。设计如下：

追问：

a.铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，你的依据是什么？

b.铜片上的白磷燃烧而水中白磷不燃烧，说明产生燃烧除去需要同时具备的条件除了可燃物、温度达到着火点，还需要具备什么条件？

c.若要使水中白磷燃烧，有何方法？（教师进行实验）

这样的设计模式就可以让学生从已有的知识进行猜想，再用实验验证猜想，构成了从实验中得出原理的模型认知。在诠释了“宏微结合、模型认知、分类表征、实验探究”等四个化学学科核心素养具体内涵的基础上，结合典型的课例，阐述学科核心素养在课堂中落实的行动策略，在化学学科课堂走向深度学习的同时，培养学生的学科核心素养。

四、方法与原理相结合模型构建

以这个理念，同样把灭火的原理与方法也利用这种思路进行设计。如何调动学生的学习主动性，从实验中来，回到实验中去，于是把灭火原理及方法的教学过程设计如下：

探究灭火的原理小组实验：（各小组有一支蜡烛，并点燃）

请各小组把这支燃着的蜡烛熄灭，你们有多少种方法把它扑灭？你的灭火原理是什么？（让学生小组上讨论、展示并归纳）

提升及应用：

下面是一些灭火的实例，试分析其灭火的原理

（1）炒菜时油锅中的油不慎着火，可用锅盖盖灭或放入较多蔬菜;

（2）堆放杂物的纸箱着火时，可用水浇灭;油罐着火时需用水喷淋降温;

（3）扑灭森林火灾的有效方法之一，是将大火蔓延路线前的一片树木吹掉，形成隔离带。

学生通过把一支燃着的蜡烛熄灭，采用了多种方法，同时提升到这些灭火方法的原理，再利用这些原理应用到日常生活中常见的灭火。整体上该节课是从学生的浅层学习入手，从一种被动的学习状态转变成主动的学习状态，从浅层生活（要产生燃烧）提升到深层的化学知识的层面（燃烧的条件），并能够将已有的知识（如何把燃烧的蜡烛熄灭）迁移到新的情境中（分析灭火实例），做出决策，解决问题。老师突出了实验探究和证据推理以及情感方面等内容;能让学生从事实中获得经验，知道原理是什么，然后进行运用原理;合理利用多种手段，调动学生的积极性，提高学生的参与度，体现了以学生为主体的课堂特点。这样的原理构建模型认知模式，既提高了学生的学习主动性，也让学生在学习过程中构建起科学探究精神。老师从教学理论的角度出发，结合具体化学的教学，解释了什么是“模型认知”。掌握了合作学习和创设情境教学的精髓，让学生对化学学习兴趣更浓厚。

五、结束语

化学核心素养是未来发展不可缺少的因素。在课堂教学中应将化学知识与生活有机的相结合，教学思路明确，教学设计合理，积极有效地改进探究实验，有效激发学生的学习欲望。合作学习、分组实验教学模式充分体现了学生的主体地位，课堂上化学氛围浓厚、学生学习积极性极高，社会生活离不开化学，只有掌握化学知识，才能甄别生活中的真善美。有的人利用化学知识影响正常人们的生活环境，造假制假;有的人利用化学知识造福人类，提升人们的生活质量。因为社会生活的需求，我们不得不在学生时代使他们具备必要的化学学科素养、思维素养和信息素养等。随着课程改革的深化，化学核心素养越来越彰显其服务于生活的魅力。课堂要体现化学核心素养，注重知识的形成过程，在过程中尽量达到完美的效果。

【参考文献】

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教育观念跟随着时代在进步，现代的教学中对学生的核心素养更加重视。化学过程中教师要重视培养能力，通过以整理推理和模型认知为基础的实践教学过程提高学生的核心素养。本文通过探究化学实践教学的重要性，得出了以证据推理和模型认知为基础的化学教学方式。问题引导、信息技术两种方式提高学生的证据推理能力，概念知识理解、给学生充足的模型认知时间两种方式培养学生的模型认知能力。

为国家培养有用的高素质人才是教育的根本目的，在化学教学中教师要重视核心素养的培养教学，让学生真正地理解化学学习的意义。证据推理和模型認知能力对于学生的化学学习是非常重要的，证据推理能够帮助学生深入地探究化学知识，而模型认知能力能够让学生将化学多而复杂的知识更好地理解利用起来解决化学问题。在阶段，核心素养的教学离不开这两个能力的培养，化学教师要加强学生的能力培养，帮助学生适应高难度的化学学习。

化学是一门概念知识非常多而且很复杂的科目，知识大多比较抽象，考验学生的思维能力，而且因为有些知识之间的联系并不算密切。化学教学中要重视培养学生的模型认知能力，努力让学生掌握正确的化学学习方法，提高他们的核心素养。

每个科目的学习都是以知识为基础的，在化学教学过程中，不仅仅要重视为学生建立良好地知识基础，还要重视能力方面的培养。学生学习的过程中自主能力是非常重要的，教师在他们学习中起的只是引导的作用，使用合适的教学策略让学生提高证据推理和模型认知的能力。化学教学中，教师要注意观察每个学生的学习情况，帮助他们在课堂上充分发挥自身的主体作用，提高他们的自主学习能力，为他们日后的化学学习减轻难度，提高他们的核心素养。