聚焦模型认知的“金属的腐蚀”深度学习

“证据推理与模型认知”是化学学科核心素养之一。其中，对原电池模型的认知是培养学生模型认知素养的重要载体，而金属的电化学腐蚀原理同时承载着原电池模型的抽提和应用过程，对培养学生的高阶思维具有重要意义。以“军舰的腐蚀原理”为项目，围绕模型的建构与应用过程展开学习活动。学生自主建立金属腐蚀与原电池模型的关联，建构模型，通过实验验证模型合理性，并主动应用模型解释真实情境下的问题，发展高阶思维能力。     

建构认知模型 培养学习能力

《普通高中化学课程标准(2017年版)》提出了化学学科五大核心素养,其中包括“证据推理与模型认知”。对“模型认知”提出的素养要求为“建立相应的认知模型,并运用模型解释相关化学现象,揭示现象的本质和规律”。所以在实际教学过程中培养学生认识模型、理解模型、运用和构建模型,使学生在认知的基础上能够进一步自主进行更深层次的学习和研究就显得尤为重要。     

基于真实情境的“新型燃料电池”教学——揭秘“盐水动力小车”

以社会热点温室效应、汽车尾气污染和油价上涨等问题创设情境，提出目前开发一种无污染的新能源汽车已经成为迫切的需求。同时以“盐水动力小车”为真实情境，设计问题并探究盐水动力的原理，在逐步分析的过程中构建和完善原电池的认识模型。实现从单液到隔膜原电池认知模型的构建，为新能源汽车行业的发展提出建议，激发学生的科学精神和创新意识。     

基于模型认知与手持技术的“原电池”教学研究

<正>一、项目背景本案例为基于模型认知的“不同类型原电池设计”项目式学习,课题源于生活,有助于学生开展深度合作学习,以开放性实验活动进行有效探究。1.原电池内容的选取电化学是高中化学的核心知识之一,概念集中、原理抽象,学生在整个电化学的学习过程中总是存在一些困难。而电化学知识一直是高考重点,常以陌生化学电池分析的形式出现,对学生化学学科能力要求较高。原电池是电化学知识的重要组成部分,学好原电池知识,包括认识原电池本质、理解原电池各部分的关联、建立原电池认识模型,对培养学生化学核心素养、解决日后生产生活中的实际问题等都有积极意义^[1]。     

基于“证据推理与模型认知”的化学概念教学实践——以“氧化还原反应及其应用”为例

在创设铁丝变“铜丝”教学情境的基础上,通过设计实验,收集实验证据,从物质结构、实验现象、化学史料等多角度分析推理,归纳得出氧化还原反应的特征及本质,建构氧化还原反应的认知模型。原电池是氧化还原反应模型的应用,电解池是原电池模型的发展和完善,金属腐蚀是原电池模型的应用,金属防护是电化学模型的应用和合理验证。在构建模型、修正模型、应用模型的过程中,明晰概念,提升思维,发展化学学科核心素养。     

原电池的“前世今生”:基于科学史的项目式学习设计与分析

原电池是中学化学教学的难点，重要原因是师生不清楚原电池历史，缺乏本质理解。基于科学史将原电池发展过程解构为四个阶段，即对电的认识、电池的诞生、电池的大规模使用、新时代电池的完善与创新。以此设计项目式学习，让学生重温原电池的探索历程，从简单到复杂、从具体到抽象，构建原电池的一般认识模型。在探究活动中，感受社会进步与化学发展休戚相关，培养学生实践能力与创新精神，落实学科核心素养。     

注重渗透化学学科核心素养的教学设计及课堂实录——以“原电池”教学为例

从发展学生化学学科核心素养的角度出发，对人教版选修四“原电池”进行教学设计。教师从“初识原电池—再识原电池—原电池变形记”三条教学线出发，以学生“复习旧知—分组实验—微观符号表征—实验创新—联系生活—设计实验—模型建构”为活动线，渗透并培养学生宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识等核心素养，帮助学生建立变化观念与平衡思想。学生在分组实验，合作探究过程中不断发现问题、质疑旧知识，用一次次的实验论证了猜想，获取了新知识，完善了知识体系，建构了原电池知识模型。     

SOLO分类理论指导下的概念进阶教学设计——以新人教版选择性必修1教材“原电池原理”教学为例

概念教学应遵循学生概念发展的进阶性。作为评估学生认知水平的理论,SOLO分类理论可以指导和评价学生化学概念学习的层级式发展过程。以新人教版选择性必修1教材“原电池原理”的教学为例,结合新课标(2017年版)和新人教版教材对该内容的要求,利用SOLO分类理论确定概念进阶。并以概念进阶为标准制定教学和评价目标,设计促使学生概念水平进阶式发展的教学过程,以使学生形成“原电池原理”的思维模型,发展学生的化学学科核心素养。     

基于化学学科理解的素养教学实践——以“醇”为例

以化学学科理解为基础,教学实践中应注重知识的关联和认识视角的培养,提升教师的专业素养,发展学生的学科核心素养。以“醇”的教学为例,基于化学学科理解构建其认知模型,对有机物及其变化过程进行概括与总结,形成有机化学的结构化认识视角。     

落实“模型认知”的“原电池”教学研究

以选择性必修模块1中“原电池”为例,进行了知识分析、学情分析及目标定位,结合具体的教学设计,描述了原电池的认知模型是什么,教学中选择怎样的“事实链”建构原电池认知模型,分析了为什么要讲电势差、怎么讲电势差等问题。     

培养学生“模型认知”素养途径的探究

研究了“模型认知”素养在化学教学中的目标和作用,根据《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》的具体要求,在教学中实施识别模型、描述模型、构建模型、运用模型、评价模型、修正模型等系列教学实践活动,逐步培养学生的“模型认知”素养。     

基于学科核心素养培养的高中化学课堂教学设计——以“水的电离和溶液的pH”为例

以人教版高中化学必修一第三章“水的电离和溶液的pH”教学设计为例,展现了“变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知”等学科核心素养在高中化学教学过程中的培养过程.通过以数字化实验为基础的探究活动来构建知识体系,促进学生建立宏微观念、认识物质变化、建构认知模型、感受学科价值,全面发展化学学科核心素养.     

PDEODE策略在原电池教学中的实践研究

证据推理和模型认知素养,是高中化学核心素养内容之一。所以引导学生建构并分析实验模型,从而实现对理论的实证与推导非常重要,这也是培养学生化学思维和模型建构能力的过程。本次研究以高一化学原电池教学为例,探索PDEODE教学策略在高中化学建模教学中的实践研究。     

融古贯今，构建“位—构—性”学习模型——以“元素周期表”的教学设计与实践为例

“证据推理与模型认知”是五大核心素养的思维核心，指向“证据推理与模型认知”的课堂教学，有利于学生化学学习方式的转变和化学学科核心素养的自我构建。通过人类发现和利用元素的历史情境，逐步构建“位置—结构—性质”认识模型；通过历史证据和实验证据开展研究，建构元素周期表模型、优化元素周期表模型、运用元素周期表模型，发展学生证据推理和模型认知素养。当学生利用模型解决真实问题时，知识、能力和素养都得到了提升。     

高中生物运用黑箱法教学模式探讨

“黑箱法”教学模式合理地运用于高中生物教学中,可以较好地培养学生的逻辑思维及自主探索能力。实践教学中,教师需认识并重视“黑箱法”对学生生物学科核心素养培养的重要促进作用,从高中生的心理特征和认知水平实际出发,精心设计“黑箱法”课堂教学,通过构建科学合理的黑箱模型,融合生物实验开展教学,从而切实培养学生生物学思维,建立生物学思想,全面提高学生的生物学综合素养。文章针对“黑箱法”的内涵及在高中生物教学中运用的可行性进行分析,并就如何运用“黑箱法”开展教学,提高学生生物学能力和素养进行探讨,与同仁共勉。     

基于学科核心素养的“原电池”教学设计

“原电池”是高中化学学科体系的核心知识之一,是学生认识化学反应与能量变化的重要载体。以发展学生化学学科核心素养为目标,创设真实情境,采用任务驱动、提供学习支架等方法,组织学生进行实验探究,引导学生对单液电池的构造进行改进,优化装置,分析原电池的工作原理及构成要素,并建构原电池的装置—原理二维模型,最后通过分析新能源汽车动力磷酸铁锂电池,应用二维模型图实现表征转换,在问题解决过程中实现学生高阶思维的培养,达成学生学科核心素养的培养目标。     

依托数字化实验发展“证据推理与模型认知”素养的教学——以“配合物”为例

利用数字化实验探究铜氨配合物的形成过程和CoCl₃·5NH₃配合物的结构特点,发展学生“宏观辨识与微观探析”素养,同时在组织教学过程中重视“认知模型”的构建,引导学生在宏微结合中建构配位键模型,在科学探究中巩固配位键模型,在任务情境中应用配位键模型,形成解决实际问题的思维框架,有效落实“证据推理与模型认知”素养。     

学科观念视域下“任务群”驱动性课堂教学实践——以“原电池的工作原理”教学为例

在“原电池的工作原理”教学实践中,让学生在化学学科观念的引领下进行科学探究,从宏观、微观和符号表征上认识和理解化学知识,可帮助学生系统地构建知识体系。而“任务群”驱动下的教学模式能更好地让学生思考并解决问题,从关注具体知识向关注学科观念建构转变,使学生的核心素养得到更好的培养。     

通过平衡常数例谈模型构建与深度学习的相互融合

高中化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“模型认知与证据推理”“科学探究与创新认识”等。“模型认知”的核心内容是“建立观点、证据和结论之间的推理关系。通过推理、分析等方法研究认识对象的构成要素、本质特征及其相互关系并建立认知模型。[1]”“模型认知”是指人们构建模型并利用模型解决生活和学习中的现实问题,是提高学生化学学科核心素养不可或缺的内容之一(见图1)。     

铜锌原电池作为原电池基本模型的局限及其突破

铜锌原电池作为学生学习原电池的基本模型,不具备原电池工作原理的普适性,从而导致师生对原电池的理解存在诸多困境.对北京市某示范高中的158名高一学生进行测试发现:绝大部分学生认为"电极材料必然活泼性不同","电极材料的不同是产生电势差的本质原因",学生对原电池工作原理的理解局限于铜锌原电池模型.基于此,构建了原电池认知的通用模型,并提出相应的教学建议.