关键词：
模型
化学建模能力
建模教学
能力评价
摘要：
实现“科学技术是第一生产力”的前提条件是拥有众多科技人才,而科学教育是人才培养的必要方式,从世界各国制定的科学教育计划中可以发现“模型”已成为普遍关注的焦点之一。我国于2017版普通高中化学课程标准中明确提出“证据推理与模型认知”素养,使学生建立认知模型,并能运用解释化学现象,揭示现象的本质与规律。模型作为一种具有促进理解、解释、交流与预测功能的工具,有助于学生理解,掌握科学知识与技能。建模教育以建构主义理论的角度出发,呈现科学模型从诞生,发展,修正到完善的过程,相比于直接为学生呈现科学模型,建模教育给予了学生主人翁、参与共建科学知识的可能,有利于学生了解知识的产生方式,将建模思想迁移至日常生活的问题解决中。因此,在真实的课堂中,如何培养学生的建模能力就显得尤为重要。本研究梳理了国内外模型、建模以及培养建模能力等方面的研究现状,明确了本研究的目的、意义、内容及方法。以建构主义理论与化学三重表征理论作为理论依据。采用J ***等人提出的科学教育建模模型与建模能力框架为基础,设计问卷测验学生的建模能力现状。根据调查结果提出了发展学生化学建模能力的建模教学原则:(1)公开性原则;(2)共同参与原则;(3)达成共识原则。立足科学模型发展过程的角度开发了建模教学设计过程:(1)了解学习目标,提供建模相关经验;(2)交流讨论,表达模型;(3)检验模型,修正重建模型;(4)评估模型,把握模型适用范围;(5)小组讨论交流,达成共识。以化学学科逻辑,建构主义理论为依据提出了建模教学策略:(1)立足科学情景,小组交流讨论;(2)灵活处理相关信息,教学可视化;(3)把握问题关键点,使用教学类比;(4)还原历史情景,借助化学史教学。为检验所提出的建模教学原则、设计过程、策略的可行性和有效性,以桂林市某普通中学高二年级两个基础水平相当的平行班作为研究对象,研究内容是选修5,开展了为期一学期的建模能力培养教学实践。采用课堂观察与纸笔测验的方法检验教学效果,得出了以下结论:建模教学促进了学生的建模能力发展,实验班学生在收集信息能力、类比经验能力、整合信息能力、可视化模型与组合可视化模型能力发展较为显著;男女学生的建模能力发展存在差异,实验班内男学生在收集经验能力、类比经验能力、可视化模型与组合可视化模型能力方面优于女学生,而女学生整合信息能力优于男学生;提升了化学成绩,实验班成绩整体优于对照班。由于研究时间、研究对象的局现性以及研究者自身能力的制约,本研究提出的建模教学原则、实施顺序及策略仍需进一步改进与完善,所得的结论仍需要在后续的教学实践中进一步证实。
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