初中化学模型教学研究

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模型作为一种重要的科学方法,孕育了化学物质结构理论,促使化学从宏观走向微观、从经验迈入理论。因此,利用模型认识世界、解释世界乃至解决问题是公民科学素养的重要体现,也是科学教育需要实现的目标之一。2018年,我国颁布的高中化学新课标已将模型视为学生应知应会的科学方法之一。当前对中学化学模型教学的研究多集中在高中阶段。然而,作为一种基本的、重要的学科思想和方法,模型已经在初中化学阶段有所体现。采用合适的方法与手段,完全可以让初中生对模型形成一定的认识,借助模型解决一定的问题,形成初步的模型素养。本研究即针对初中化学入门阶段的模型教学进行研究,通过分析课程标准和教科书、调查模型教学的现状、总结初中化学模型教学的教学策略、进行教学实践并检验教学效果,为初中生模型素养的养成提供借鉴。具体研究路径为:首先,采用文献法梳理国内外有关模型、化学模型、建模与化学模型教学的研究现状,为后续研究奠定理论基础。其次,采用文本分析法提取并整理初、高中化学课程标准和九年级化学教科书中的模型表述,并据此结合初中化学模型的呈现方式,对初中化学模型进行分类、挖掘初中化学教科书能应用模型教学的知识点,作为后续研究的基础。接着,采用问卷调查法对初中化学教师的模型教学现状进行研究,了解初中化学教师对化学模型的使用情况及存在的问题。最后,依据文献分析结果、课程标准和教科书的梳理以及问卷调查的结果提出初中化学模型教学策略、设计模型教学课例并付诸教学实践、通过开发测试卷对初中化学模型教学效果进行评估。研究结论如下:1.初中化学模型主要为球棍模型、比例模型、图像模型、二维模型、化学工业模型、认知结构模型和思维导图七类。这些化学模型在初中化学教科书中均有体现。2.初中化学教师模型教学现状为:使用的化学模型与初中化学课标和教科书中的表述与呈现相似;较少使用生活气息的教学素材进行模型的建构与展示;主要采取直接呈现和当堂建构的方式构建知识网络;模型教学的困难主要在于使用化学模型费时、麻烦、缺少理论指导以及模型本身太过抽象。3.初中化学模型教学的策略有:应用多种教学素材促进模型建构,尤其是生活化素材进行模型的建构与展示;让学生亲自参与模型的建构过程,手脑并用加深理解;课外自主建模,课堂修正与应用。4.初中化学模型教学实验结果表明,模型教学对学生的学业成绩和建模水平有显著性提高。研究结果也提示教师,在模型教学中要根据学生的学习基础给予不同程度的指导,要注重指导学生清晰地区分宏观世界和微观粒子。
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