核心素养视角的高中化学思维建模教学研究

摘要：核心素养是当前基础教育改革的重要方向，也是高中化学教学的重要目标。本文从核心素养视角出发，探讨了在高中化学教学中实施思维建模教学的重要性、存在的问题和改进策略。文章指出，思维建模教学有利于培养学生的科学思维能力、问题解决能力和创新意识，但当前教学中仍存在教学方式单一、内容呆板、评价片面等问题。为了改进高中化学思维建模教学，教师应创设情境激发兴趣，组织学生合作探究，采用多元评价方式，促进学生反思和优化思维模型，从而提高学生的核心素养。

关键词：核心素养；高中化学；思维建模；教学策略

引言：核心素养是国际教育界的前沿话题，代表了21世纪人才培养的新方向。我国《普通高中化学课程标准（2017版）》明确提出，高中化学课程应培养学生的科学素养、学习能力、创新意识等核心素养。思维建模是培养学生核心素养的重要途径，它强调用模型的方式理解和解决问题，对于提高学生的科学思维能力、问题解决能力和创新意识具有重要价值。本文将从核心素养视角出发，系统探讨在高中化学教学中实施思维建模教学的重要意义、现实问题和优化对策，为高中化学教学改革提供参考。

一、思维建模教学的重要意义

（一）培养科学思维，提升逻辑分析能力

科学思维能力是学生核心素养的重要组成部分。思维建模教学通过引导学生构建概念模型、过程模型等，可以帮助学生将抽象的化学知识形象化、条理化，加深对化学本质的理解[1]。例如，在学习“元素周期律”时，教师可指导学生构建元素周期表模型，分析元素性质在周期表中的递变规律，理解元素周期律的内在逻辑，从而提升学生的逻辑分析能力。

（二）突破知识障碍，增强问题解决能力

问题解决能力是学生核心素养的另一重要方面。思维建模教学以问题为导向，引导学生运用模型分析问题、解决问题，可以帮助学生突破知识障碍，提高问题解决的能力。比如，在学习“氧化还原反应”时，学生常感到概念抽象、原理难懂。教师可引导学生建构“电子转移模型”，用失去电子和得到电子来解释氧化还原反应，并运用模型分析相关问题，加深学生对氧化还原反应的理解，提高解题能力。

（三）激发创新灵感，培育科学创新意识

创新意识是学生核心素养的关键要素。思维建模教学鼓励学生从多角度构建模型，用创新的方式解释化学现象，有助于激发学生的创新灵感，培育科学创新意识[2]。例如，在学习“金属材料”时，教师可设计开放性探究任务，让学生自主设计模型，分析金属材料的性能与结构的关系，提出改性或开发新材料的设想，在建模过程中发展创新思维。

二、思维建模教学的现实问题

（一）重知识传授，轻能力培养

当前，不少化学教师的教学理念较为滞后，过度强调知识的传授，忽视了学生能力的培养。在思维建模教学中，一些教师仍采用“填鸭式”讲授，没有给学生提供足够的自主建模机会，导致学生被动接受知识，缺乏主动思考和动手实践的机会，不利于核心素养的培育。

（二）缺乏师生互动和协作探究

在思维建模教学过程中，部分教师采用单向灌输的方式，缺乏有效的师生互动和生生互动，忽视了协作探究的重要性。学生缺乏交流讨论、合作建模的机会，不仅影响了学习兴趣，也限制了思维的碰撞和创新，不利于问题解决能力和创新意识的提升。

（三）重结果轻过程，缺乏反思改进

目前，高中化学教学评价仍以考试成绩为主，评价方式相对单一。在思维建模教学中，一些教师只关注学生模型构建的最终结果，忽视了建模过程的评价和反馈，未能引导学生及时反思和改进模型，导致学生缺乏元认知意识，不利于思维能力的持续提升。

三、优化思维建模教学的策略

（一）创设情境，激发学生主动建模兴趣

教师应精心创设问题情境，激发学生主动建模的兴趣。可以利用化学史料、科学家故事、生活案例等素材，创设与学生经验相联系的情境，引导学生主动提出问题、构建模型。例如，学习“海水中的钠和氯”时，教师可引入海水资源利用的社会背景，让学生分析海水中钠和氯的存在形式及转化关系，激发建模热情。

（二）优化课程，注重思维建模的渐进训练

教师应优化教学内容，将思维建模融入各知识模块，循序渐进地培养学生建模能力。可以设计由浅入深、由简单到复杂的建模任务，引导学生从构建表象模型到本质模型，再到应用模型解决实际问题。如在“物质的分类”中，可先让学生绘制物质分类思维导图，再引导其构建微观结构模型，逐步提升建模水平。

（三）重视互动，营造协作探究的课堂氛围

教师应树立“学生主体、教师主导”的理念，为学生提供交流互动、协作探究的机会。可采用小组合作学习、头脑风暴等方式，鼓励学生交流讨论、集思广益，在协作中优化思维模型。如探究“原电池的工作原理”时，可让学生分组构建电池模型，互评模型的合理性，在协作探究中提升问题解决能力。

（四）革新评价，引导学生反思优化思维模型

教师应采用多元化评价，引导学生反思和优化思维模型。可将学生的建模过程性记录、小组互评、教师点评等纳入评价体系，帮助学生及时发现模型的不足，激励其不断修正完善。如学习“化学反应速率”时，学生通过小组讨论建立“碰撞理论模型”后，教师应及时给予反馈指导，引导学生反思并优化模型，提高元认知水平。

结语：核心素养视角下的高中化学思维建模教学改革任重道远。培养学生的科学思维能力、问题解决能力和创新意识是一个长期的过程，需要教师树立先进教育理念，优化教学内容和方法，创新评价手段，营造有利于学生自主建模、合作探究的课堂生态，引导学生在主动建构知识的过程中提升核心素养。只有教师和学生共同努力，思维建模教学才能真正成为高中化学教学改革的助推器，为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人贡献智慧和力量。

参考文献：

[1]杨莉莉.学科核心素养视角下高中化学建模教学策略研究与思考[J].中文科技期刊数据库（全文版）社会科学，2022（1）：146-149.

[2]邓文杰，胡林涛，赵雷洪.信息技术支持下的高中化学建模教学研究[J].教学与管理，2022（36）：81-85.

福建教育科学“十四五”规划2023年度立项课题“核心素养视域下的高中化学思维建模教学研究”（立项批准号：FJJKZX23-359），课题成果。