摘 要：模型認(rèn)知是化學(xué)核心素養(yǎng)體系的要素之一。在高三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中，作者嘗試引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多種模型來(lái)描述和解釋化學(xué)現(xiàn)象，依據(jù)物質(zhì)變化的信息建構(gòu)認(rèn)知模型，將模型與思維發(fā)展、觀察制作、問(wèn)題解決相結(jié)合，形成有序、系統(tǒng)思維，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：模型認(rèn)知；模型建構(gòu)；解模；高三化學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收稿日期：2017-02-28

作者簡(jiǎn)介：王贊華（1976—），女，福建浦城人，一級(jí)教師，本科，研究方向：高中化學(xué)教學(xué)。

一、模型輔助與思維發(fā)展相結(jié)合，提升學(xué)生思維能力

在教學(xué)中，教師充分利用直觀的模型手段，讓學(xué)生在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上得出結(jié)論是一種好辦法，但筆者認(rèn)為對(duì)模型的認(rèn)識(shí)不該只停留在教具等基礎(chǔ)上。模型不僅是教學(xué)的輔助工具，更是思維工具，模型方法可以使學(xué)生的認(rèn)知水平從具體向抽象，從感性思維上升為理性思維，幫助學(xué)生理解和掌握一些抽象概念、理論，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題轉(zhuǎn)換能力、提升學(xué)生思維能力等大有裨益。

溶液中的守恒即電荷守恒、物料守恒是重難點(diǎn)，也是高考熱點(diǎn)。在這一課筆者嘗試建構(gòu)模型輔助與思維發(fā)展相結(jié)合的課堂，提升學(xué)生思維能力。

1.建構(gòu)模型——思維是需要激活的

為了幫助學(xué)生提煉“電解質(zhì)溶液分析認(rèn)知模型”，筆者拋出問(wèn)題：①電解質(zhì)在溶液中產(chǎn)生什么粒子？是否存在溶質(zhì)分子？②溶劑水以什么粒子存在？③這些粒子間是否會(huì)相互影響？影響的程度有多大？結(jié)果如何？④如何用方程式表示？層層深入的問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生積極思考，建構(gòu)起一幅“電解質(zhì)溶液分析認(rèn)知模型”：電解質(zhì)加入水—若形成溶液—分析溶質(zhì)電離出陰陽(yáng)離子（考慮是否有溶質(zhì)分子）和溶劑水的電離—陰陽(yáng)離子是否影響水的電離—影響程度，溶液中的粒子種類(lèi)、數(shù)目。認(rèn)知模型為后面教學(xué)提供思路，也打開(kāi)學(xué)生思維的閘門(mén)，為學(xué)生的思維提供了指引。

2.思維發(fā)展——尋找課堂令人怦然心動(dòng)的感覺(jué)

以Na2CO3溶液為例，根據(jù)電解質(zhì)溶液認(rèn)知模型，將Na2CO3固體加入水中，溶液中粒子間會(huì)有哪些相互影響呢？請(qǐng)學(xué)生分析：

Na2CO3 = 2Na++CO32-

H2O=H++ OH-

CO32-+H2O=HCO3-+OH-

HCO3-+ H2O=H2CO3+ OH-

請(qǐng)學(xué)生觀察溶液中的粒子是否有規(guī)律可循。

引導(dǎo)一：把所有離子找出，陽(yáng)離子放一邊，陰離子放一邊，學(xué)生知道溶液總是呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)等于陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)，自然歸納出電荷守恒C（Na+）+C（H+）=2C（CO32-）+ C（HCO3-） +C（OH-） ， 依葫蘆畫(huà)瓢，學(xué)生分析NaHCO3溶液時(shí)很快列出電荷守恒式子。并自主小結(jié)書(shū)寫(xiě)電荷守恒注意事項(xiàng)：一是準(zhǔn)確找出溶液中所有離子；二是弄清楚離子濃度與電荷關(guān)系。

引導(dǎo)二：尋找元素比例關(guān)系，加入水中前：n（Na）=2n（C），加入水中后：鈉元素存在形式為Na+ ，而因?yàn)镃O32-水解，碳元素以CO32-、HCO3-、H2CO3形式存在，總量未變，歸納出物料守恒：C（Na+）= 2[C（CO32-）+C（HCO3）+ C（H2CO3）]，依據(jù)認(rèn)知模型，學(xué)生容易分析NaHCO3溶液并列出物料守恒，再遷移到混合溶液， 歸納出只要將溶液的中粒子找全，電離與水解分析全面，抓住溶液中關(guān)鍵元素量的關(guān)系，就能正確寫(xiě)出物料守恒。

師生共同總結(jié)溶液中守恒規(guī)律特點(diǎn)：電荷守恒全是離子，物料守恒一邊含同種元素，一般不含H+ 、 OH-，如果式子中有H+ 、OH-又有分子，則用質(zhì)子守恒分析，或?qū)㈦姾墒睾愫臀锪鲜睾愫喜?。筆者認(rèn)為一節(jié)課最核心的地方是師生處理問(wèn)題、形成精彩觀念的過(guò)程，幫助學(xué)生建構(gòu)認(rèn)知模型，建立解決化學(xué)問(wèn)題的思維框架。

二、模型觀察與模型制作相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

教師有計(jì)劃地組織學(xué)生觀察和動(dòng)手制作模型，如圖像繪制、搭建分子球棍模型、利用軟件制作晶體模型等，既能發(fā)揮模型的教育作用，降低學(xué)習(xí)難度，又能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和想象能力。

在高三復(fù)習(xí)《速率與平衡圖像解析》一課，筆者嘗試通過(guò)圖表轉(zhuǎn)換、圖像繪制和典例分析引導(dǎo)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和形成觀點(diǎn)、對(duì)圖像進(jìn)行建模和解模解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。

例1：工業(yè)上利用反應(yīng)N2（g）+ 3H2（g）=2NH3（g） ?H<0 合成氨；某小組為了探究外界條件對(duì)反應(yīng)影響，以COmol/L H2參加反應(yīng)合成氨氣，在a、b兩種條件下分別達(dá)到平衡，如圖1。求：①a條件下，0～t0的平均反應(yīng)速率v（N2）= 。②相對(duì)a而言，b可能改變的條件是 。③a條件下，t1時(shí)刻將容器體積壓縮至原來(lái)的1/2，t2時(shí)刻重新建立平衡狀態(tài)。畫(huà)出t1～t2時(shí)刻C（H2）的變化曲線。

對(duì)于問(wèn)題①學(xué)生錯(cuò)答為（C0-C1）/ 3t0，引導(dǎo)分析答案是（C0-C1）/300t0，學(xué)生意識(shí)到讀圖需關(guān)注橫、縱坐標(biāo)及含義。對(duì)于問(wèn)題②學(xué)生錯(cuò)答加壓，交流討論得出答案是增大氮?dú)鉂舛龋贸鲎x圖需關(guān)注趨勢(shì)和曲線間的關(guān)系。問(wèn)題③總結(jié)畫(huà)圖關(guān)鍵是確定起點(diǎn)和終點(diǎn)。在有針對(duì)性地分析例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步給出有悖于勒夏特列原理的例2，學(xué)生通過(guò)親自繪制圖像和正確答案的對(duì)比使思維處于憤、悱的狀態(tài)，筆者引導(dǎo)學(xué)生從定量角度研究平衡移動(dòng)需比較QC和K的大小，平衡移動(dòng)后，溫度不變，K不變，CO2濃度也就沒(méi)變，小結(jié)定量角度解讀圖像的思維方法。

例2：一定溫度1L密閉容器中放入足量草酸鈣（固體所占體積忽略不 計(jì)）發(fā)生反應(yīng)：CaC2O4（s）=CaO（s）+

CO（g）+ CO2（g）。若某時(shí)刻達(dá)平衡時(shí)C（CO2）=C；t0時(shí)刻，將容器體積縮小為原來(lái)的一半并固定不變，在t1時(shí)刻再次達(dá)平衡，如圖2。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出t0后體系中CO2的濃度隨時(shí)間變化的圖像。

兩道例題均以圖像繪制作為學(xué)習(xí)支架，模型觀察與制作相結(jié)合，讓學(xué)生體驗(yàn)畫(huà)圖過(guò)程，分析讀圖注意點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)讀圖的思路和方法，建構(gòu)化學(xué)圖像認(rèn)知模型：軸（橫、縱坐標(biāo)）—點(diǎn)（起點(diǎn)、終點(diǎn)、特殊點(diǎn)）—線（趨勢(shì)）—面（曲線關(guān)聯(lián)）。通過(guò)典例分析，筆者引導(dǎo)學(xué)生歸納圖像解模過(guò)程，從面—線—軸—點(diǎn)，快速準(zhǔn)確找切入點(diǎn)，綜合運(yùn)用定性分析和定量計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。

三、模型建構(gòu)與問(wèn)題解決相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

模型的教育意義是通過(guò)建構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。模型建構(gòu)需要學(xué)生確定對(duì)象，觀察、實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用已學(xué)知識(shí)進(jìn)行假設(shè)、推導(dǎo)、歸納，使對(duì)象直觀化和簡(jiǎn)化，學(xué)生在活動(dòng)思考中體會(huì)模型的建構(gòu)方法，將模型方法轉(zhuǎn)化為認(rèn)知圖式，解決實(shí)際問(wèn)題，這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是很有好處的。

對(duì)于一些平衡問(wèn)題，模型建構(gòu)方法幾乎不可替代。例如：密閉容器中充入2mol NO2氣體，建立如下平衡：2NO2=

N2O4，測(cè)得NO2轉(zhuǎn)化率為a%，在溫度、體積不變時(shí)，再通入2mol NO2，待新平衡建立時(shí)，測(cè)得 NO2轉(zhuǎn)化率為b%，則a與b比較：（ ）

A.a=b B.ab D.無(wú)法確定

筆者引導(dǎo)學(xué)生在解題時(shí)建立虛擬平衡模型，問(wèn)題就變得簡(jiǎn)單許多，2mol NO2在1VL容器中，建立虛擬平衡模型 4mol NO2在2VL容器中，兩者等效，轉(zhuǎn)化率是相等的，而把4mol NO2在2VL容器中壓縮為VL，壓強(qiáng)增大，平衡右移，轉(zhuǎn)化率增大，故選B。

總之，教師在高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中努力踐行，充分重視模型教學(xué)法，以教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生發(fā)展為主線，通過(guò)有效、合理的模型建構(gòu)引導(dǎo)學(xué)生逐步思考問(wèn)題，理解掌握核心概念和原理，在相關(guān)問(wèn)題上獲得新知識(shí)，得到新方法，對(duì)促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的提升等大有裨益。

參考文獻(xiàn)：

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