县域高中化学模型认知素养培养的教学策略研究

引言

化学是一门以实验为基础的自然科学，其研究对象往往涉及大量微观现象与抽象概念。为了理解这些抽象复杂的化学规律，人们逐渐构建并发展了各种化学模型，如原子模型、分子模型、能级模型、化学键模型等。这些模型不仅承载着科学家的认知成果，也成为化学教学的重要载体。化学模型认知素养的培养是学生掌握化学知识、提升科学思维能力的重要途径。然而，当前县域高中在化学教学中，受限于教师队伍建设、教学资源匮乏以及学生学习方式的固化，模型教学往往仅停留在知识的灌输和表面理解层面，缺乏对模型建构过程的引导和对模型迁移应用的训练，导致学生难以真正掌握化学学习的核心工具。在核心素养视域下，化学教学不仅要让学生学会知识，更要通过模型的建构与运用培养其科学探究能力和批判性思维。因此，如何在县域高中情境中有效培养学生的化学模型认知素养，成为值得深入研究和实践的重要课题。

一、县域高中化学模型认知素养培养的现实困境

在县域高中化学教学实践中，模型认知素养培养面临着多重困境。首先是教学目标定位模糊。部分教师仍将知识点讲授作为主要目标，忽视了模型在化学学科中的核心价值，导致学生习惯于死记硬背而缺乏思维训练。其次是教学方式单一，模型讲解多以教师的语言和课本图示为主，缺乏动手操作与探究活动，学生难以形成对模型的深刻理解。再次是学生学习方式滞后，许多学生习惯于接受教师结论，而不是通过实验和探究自主建构模型，学习过程机械而被动。第四是教学资源匮乏，县域高中实验条件有限，信息化资源应用不足，学生接触多样化模型建构与应用的机会相对较少。第五是评价体系滞后，目前的考试更多考查学生对结论的记忆和套用，缺乏对模型建构与运用能力的有效测评。这些困境共同导致县域高中学生在化学模型认知素养上普遍存在不足，制约了其科学思维的发展与学科素养的提升。

二、化学模型认知素养培养的理论基础与价值

化学模型认知素养的培养具有深厚的理论支撑与实践价值。从建构主义学习理论看，知识不是简单传递，而是学习者主动建构的结果。化学模型的教学过程正是学生在已有经验与教师引导下不断建构、修正与应用模型的过程。认知心理学强调，学习需要通过外部表征与思维操作促进理解，模型作为化学知识的重要表征形式，为学生提供了外显的认知支架。核心素养理论则指出，化学学科的核心素养包括宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识等，而模型认知居于关键地位。通过模型教学，学生不仅能够理解化学知识，还能掌握科学探究的基本方法，形成批判性和创新性思维。因此，培养化学模型认知素养不仅有助于提升学科能力，还能促进学生全面发展，为其未来的学习与生活奠定坚实基础。

三、县域高中化学模型认知素养培养的教学策略

针对县域高中化学教学的实际问题，应从以下几个方面优化教学策略。首先是优化教学设计，教师在制定教学目标时应明确模型认知素养的培养要求，将模型建构、理解与应用融入课堂教学全过程。其次是丰富模型建构任务，教师可通过实验探究、情境模拟、问题驱动等方式，引导学生参与模型的发现与建构，增强学习的主动性与体验感。再次是强化多维评价机制，建立涵盖过程性、发展性和终结性评价的体系，将学生在模型理解、迁移与应用过程中的表现纳入考核，从而激励学生主动思考。第四是借助信息化手段，通过虚拟实验、动态模型演示软件等工具，为学生提供直观、生动的学习资源，弥补县域高中硬件条件的不足。第五是提升教师专业素养，加强教师在模型教学与信息化应用方面的培训，使其能够科学引导学生的模型认知发展。通过这些策略的落实，县域高中化学模型认知素养的培养才能走向科学化与系统化。

四、典型案例与实践成效分析

在一些县域高中实践中，模型认知素养培养已取得初步成效。例如，在讲授元素周期律时，教师不再直接给出周期表结构，而是通过实验数据引导学生发现元素性质的周期性变化，逐步建构出周期律模型。在学习分子结构时，教师利用三维分子建模软件，让学生通过操作直观理解分子构型与性质之间的关系，并鼓励他们将模型迁移到化学反应预测中。在化学键理论教学中，教师设计“离子键与共价键的比较探究”活动，引导学生通过实验现象、能量分析等逐步建立不同类型化学键的模型。实践表明，这些案例不仅提升了学生对模型的理解与应用能力，也激发了他们的学习兴趣和探究精神，课堂氛围更加活跃，学生思维的逻辑性与创造性显著增强。

五、未来县域高中化学模型认知素养培养的发展方向

未来，县域高中化学模型认知素养的培养应在以下方面持续推进。首先是加强课程资源建设，开发符合县域高中特点的模型教学案例与探究任务，确保学生能够在有限条件下获得丰富的学习体验。其次是深化信息化应用，充分利用互联网与虚拟实验平台，拓展学生的学习空间，提升模型教学的直观性与互动性。第三是推动跨学科融合，将化学模型教学与物理、数学、生物等学科相结合，培养学生综合建模与迁移能力。第四是完善教师专业发展机制，通过培训、教研和交流不断提升教师的模型教学水平，增强其教学设计与课堂引导能力。第五是推动评价体系改革，建立过程性与发展性相结合的多元评价体系，既关注学生的学习结果，也重视他们在模型建构与应用过程中的思维品质。

结论

综上所述，化学模型认知素养的培养是县域高中化学教学的重要任务，也是落实核心素养与推动教育均衡发展的现实需求。当前县域高中在模型教学中仍面临目标模糊、方式单一、资源匮乏与评价滞后的困境，需要通过优化教学设计、丰富建构任务、创新评价方式、借助信息化手段和提升教师素养等策略加以解决。实践案例表明，科学合理的教学策略不仅能提升学生的模型理解与应用能力，还能培养其探究精神和创新思维。未来，应继续在资源建设、信息化融合、跨学科协同和评价改革等方面不断探索，推动县域高中形成适合自身特点的模型认知素养培养模式。唯有如此，才能真正实现化学学科的育人价值，促进学生全面发展和科学素养提升。

参考文献：

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