建构化学模型发展核心素养
摘要
关键词
化学模型;核心素养;建构方法
正文
引言:在当今教育改革的浪潮中,核心素养的培养已成为全球教育界的普遍共识与核心追求,化学,作为一门中心科学,不仅承载着知识传授的任务,更在培养学生核心素养方面发挥着不可替代的作用。化学模型,作为连接化学理论与实验实践的桥梁,其构建与应用对于深化学生对化学本质的理解、锻炼科学思维、提升问题解决与创新能力具有重要意义。随着科技的飞速发展和社会需求的不断变化,具备良好核心素养的人才更能够适应未来社会的挑战,故而,探索如何通过建构化学模型来有效发展学生的核心素养,不仅关乎化学学科的教学改革,更是落实立德树人根本任务、培养新时代所需人才的关键所在。
1 核心素养的内涵与构成
核心素养,作为当代教育的重要目标,其内涵丰富而深刻,它不仅涵盖了知识与技能的基础层面,更强调了情感、态度与价值观的培养,具体来说,核心素养包括但不限于批判性思维、创新能力、问题解决能力、沟通合作能力以及终身学习的意识,这些要素相互关联,共同构成了一个全面发展的个体应具备的关键能力。在化学教育中,核心素养的培养尤为重要,学生不仅需要掌握扎实的化学知识,更需具备运用这些知识解决实际问题的能力,以及持续探索化学奥秘的好奇心,此外,化学教育还应注重培养学生的环保意识和社会责任感,使他们能够运用化学知识为社会的可持续发展贡献力量,成为既有科学素养又具备人文关怀的新时代青年,从而真正实现核心素养的全面培育。
2 化学模型对学生核心素养发展的影响
2.1 促进科学思维与心智模型改进
化学模型在促进学生科学思维与心智模型改进方面发挥着至关重要的作用。作为对化学事实的理想化、近似和整体描述,化学模型为学生提供了一个理解和把握化学现象本质的桥梁,在构建和应用这些模型的过程中,学生需运用逻辑推理、归纳总结等科学思维方法,这不仅有助于他们深化对化学知识的理解,还能锻炼和提升其科学思维能力,通过不断地构建、测试和完善模型,学生的心智模型得以改进,他们能够更加准确地理解和预测化学现象,从而形成更加系统和深入的化学认知体系。
2.2 培养问题解决与创新能力
化学模型的构建与应用,本质上是一种问题解决的过程,它要求学生将所学知识综合运用,进行分析、推理乃至创造,在这一动态过程中,学生面对的是如何将抽象理论与具体实践相结合的挑战,这自然促使他们的问题解决能力得到锻炼,同时,为了构建更加精准、有效的模型,学生往往需要跳出传统框架,探索新的思路与方法,这一过程无疑激发了他们的创新思维,化学模型不仅帮助学生深化了对化学原理的理解,更在无形中培养了他们的问题解决与创新能力,这些能力对于应对未来复杂多变的挑战至关重要,也是构成核心素养不可或缺的一部分[1]。
3 建构化学模型发展学生核心素养的方法
3.1 利用实验探究建构思维模型,强化科学思维与问题解决能力
在化学教学中,利用实验探究来建构思维模型,是发展学生核心素养的有效途径之一,特别是在人教版教材的《水的组成》这一课题中,这一方法的应用尤为显著。在课程伊始,教师引导学生回顾拉瓦锡研究空气成分的实验:用汞测定空气中氧气含量的化学史实,运用元素守恒观基于实验事实进行证据推理获得红色粉末的组成,帮助学生初步建构探索物质组成的一般思路和方法的思维模型,从而实现初步建模。启发学生沿着科学家探索氧化汞组成的思路和方法,来探究水的组成。引导学生思考如何研究水组成?学生经过分析讨论得出研究水的组成一般思路和方法是水的化合和分解。结合科学家研究水的组成的化学史实和实验验证的方法,应用模型探索和研究水的组成,最后提炼到研究物质组成的一般思路和方法,帮助学生初步建模---应用模型----完善模型,逐步形成研究物质组成的一般思路和方法。引导学生从定性、定量两个角度描述观察到的实验现象,并基于实验证据进行推理,从水的宏观探究到水的微观认识,建立了宏微结合的化学观念。通过动手拼图,探究分子的构成,建构氢分子、氧分子、水分子的微观模型,最后引导学生拼出水分子的分解示意图,教会学生宏微结合认识物质的性质,认识化学变化。从“宏观、微观、符号”三个角度认识物质的研究方法。
3.2 追寻科学发展史,实验推理建构原子模型
人类探索原子结构的化学史内容繁多且深奥,教学中通过多媒体视频等途径对化学史进行“预处理”,将科学家们对原子结构的探究历程“转化”为适合初中学生的探究活动。在《原子的结构》这一课程实践中,教师教学中精心设计问题、引导学生依据证据进行推理、动手制作原子模型、逐步修正原子模型,使抽象的问题形象化,培养学生证据推理能力、感悟科学精神。利用材料自主建构原子模型是将思维可视化的过程,因为学生在建构原子模型的过程中,不仅需要理解并接受这些知识,更需要发挥他们的创新思维,他们需要将抽象的原子结构概念转化为具体的模型,这一过程既是对他们已有知识的综合运用,也是对他们创新思维的一次挑战,学生需要思考如何用最简洁、最直观的方式表达出原子的结构特征,这需要他们跳出传统的思维框架,勇于尝试新的表达方式。要真正深入理解原子内部电子的运动状态和分布规律,还需要更加直观、动态的展示。这时,多媒体技术的运用就显得尤为重要,教师通过多媒体展示电子云模型,利用动态图像、模拟演示等手段,将原子内部的微观世界栩栩如生地呈现在学生眼前,学生可以看到电子在原子核周围的运动轨迹,感受到电子云的弥漫与分布,这种视觉上的冲击,极大地增强了他们的空间想象力。
结语:建构化学模型在教学实践中展现出了巨大潜力,它以其独特的教学方式,为学生核心素养的培育开辟了新路径,它不仅让学生在学习化学知识时更加得心应手,更在潜移默化中塑造了学生的思维方式与解决问题的能力,将建构化学模型融入日常教学,是提升教育质量、促进学生全面发展的重要举措;据此,建议在教学实践中,教师应积极采用建构化学模型的教学方法,如利用实验探究和类比与多媒体等手段,引导学生主动参与模型建构过程,同时,教师还应关注学生的个体差异,提供多样化的学习资源和支持,以满足不同学生的学习需求,学校也应加强对教师相关培训的支持,提升教师运用建构化学模型进行教学的能力,从而更有效地促进学生核心素养的全面发展。
参考文献:
[1]魏鸿,何彩霞.发展"模型认知"的初中化学主题单元复习教学——以"生产实际分析"为例[J].化学教与学,2024(5):60-65.
[2]卓峻峭.有机化学基础模块中"结构决定性质"观念建构教学探索[J].化学教学,2024.
[3]李似麒."情境—模型"双向建构策略在化学微专题复习中的实践研究[J].中小学课堂教学研究,2022(5):4.
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