基于思维模型建构的初中化学概念教学实践探索——以“质量守恒定律”为例.pdf
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1、2023 年第 8 期教育与装备研究课程教法基于思维模型建构的初中化学概念教学实践探索 以“质量守恒定律”为例刘海燕摘要:在“质量守恒定律”一课中,以学生为中心,使用“问题链教学”启发学生思维,运用“历史复演、实验探究、实验创新和思维模型构建”等方法,建构化学反应前后反应物和生成物质量总和守恒的思维模型。在驱动任务和问题情境中,引导学生经历多样化的思维发展过程和不同层级进阶的模型建构历程,引领学生不断深化对概念和规律的本质理解和应用,帮助学生核心素养的形成。关键词:思维模型;模型建构;概念教学;质量守恒定律中图分类号:G434文献标识码:A刘海燕,山东省潍坊市高新技术产业开发区北海学校,高级教
2、师。一、教学设计背景义务教育化学课程标准(2022 年版)中对“科学思维”素养进行了阐述1。科学思维是在化学学习中基于事实与逻辑进行独立思考和判断,对不同信息、观点和结论进行质疑与批判,提出创造性见解的能力;是从化学视角研究物质及其变化规律的思路与方法;是从宏观、微观、符号相结合的视角探究物质及其变化规律的认识方式。张晋、毕华林2在分析了 Halloun、Nerses-sian、Greca 等学者的研究成果后得出:模型建构其实就是人们对化学中抽象、难懂的知识或化学题进行分析、处理形成模型的过程,在此过程中会形成相应的化学符号、化学语言、化学思维等的过程。思维模型建构就是建立模型时形成的化学思维
3、时经历的过程3。初中化学是化学学习的启蒙阶段,基本概念多且较抽象。课堂教学中通常采用的教学方式是:教师剖析概念,帮助学生找关键词理解概念,然后进行概念的应用。学生被动学习,不利于思维的发展。初中化学概念具有进阶性和发展性,教学中不宜过多过深的讲解4。在教学中应借助化学简史、化学实验和生活实例等进行逻辑推理,不断形成认知思维模型,引导学生“感知 概 念建 构 概 念深 化 概 念解 释 概念应用概念”,形成概念教学的基本路径,引领学生的思维不断进阶,促进学生思维的螺旋式上升。笔者以人教版义务教育教科书九年级上册第五单元课题 1“质量守恒定律”为例,初步探索基于思维模型建构的初中化学概念教学的实践
4、,挖掘思维模型建构对于初中化学概念教学的意义,以期解决在概念教学中遇到的问题。二、教学目标通过对比科学家波义耳、罗蒙索诺夫、拉瓦锡对化学反应前后质量的研究历程,初步感76课程教法教育与装备研究2023 年第 8 期知化学反应中物质的质量是守恒的。通过演示实验、分组实验和改进实验等,分析化学反应中的质量关系,形成化学反应中物质质量的思维框架图,建构质量守恒的概念模型。借助电解水反应的微观模型,揭示质量守恒模型的本质,感受“宏观微观符号”之间的转化和联系,进一步树立守恒观、微粒观和转化观。借助化学史实,运用质量守恒模型解释常见的化学现象,初步建构定量认识化学反应的思维模型。三、教学流程(见图 1)
5、图 1质量守恒定律教学设计四、教学主要活动设计任务一:探寻历史过程,初识质量守恒 感知概念(模型初构)【问题导引】阅读表 1 质量守恒定律发展简史,对比分析波义耳、罗蒙诺索夫和拉瓦锡三个科学家通过实验研究发现质量守恒的历程,有什么相同点?又有哪些差异?请说出你的观点。表 1质量守恒定律发展简史时间化学史实实验结论1673 年波义耳在做加热泵的实验过程中,发现加热后得到固体的质量比金属泵的质量大。反应后物质总质量比反应前增加了。1756 年罗蒙诺索夫将金属锡放在密闭容器里煅烧,反复多次实验,容器里物质的总质量反应前后不变。反应前后物质总量不变。(守恒雏形)1775 年拉瓦锡利用精确的称量仪器,在
6、密闭容器中进行对氧化泵加热分解的实验,反复多次,得出化学反应前后总质量不变的结论。发现质量守恒;反应前后物质总质量不变。【学生活动】思考、交流、表达,感悟科学需要质疑,科学知识和规律的形成需要大量的实验事实作为证据,而且需要借助精密仪器,进行推理和反复论证。初步感知质量守恒定律的概念,初步建构质量守恒的模型。设计意图:对比科学家波义耳、罗蒙索诺夫、拉瓦锡对化学反应前后质量的研究历程,初步感知化学反应中物质的质量是守恒的,体会科学家的研究精神。任务二:实验探究分析,建构守恒模型 建构概念(模型强化)子任务 1:穿越时空至拉瓦锡的时代,利用白磷在空气中燃烧的实验,建立白磷燃烧反应862023 年第
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