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摘要：“模型认知”是化学学科核心素养的重要组成部分。以“原电池”为例，探究如何建构化学认知模型。结合原电池组成要素，以真实情境为背景，以问题为导向，以实验探究为方法，应用原电池的认知模型，体验原电池发展历程，进而提高学生建模能力，发展学生核心素养。
关键词：原电池;认知模型;建模能力;发展历程
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2020）-40-404
我国《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）首次明确提出：“证据推理与模型认知”是化学核心素养之一。在模型建构能力方面要求学生能对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析以建构相应的模型，能选用不同模型综合解释或解决复杂的化学问题;能指出所见模型的局限性，探索模型优化需要的证据[1]。培养学生建构模型能力在化学教学中有重要意义。
王磊等认为[2]模型建立的过程是对知识认知理解逐渐深入以及思维不断发展的过程。著名的教育学家杜威曾说过“活动即课程”。笔者认为，在化学教学中，建模不仅是教学活动，也是学生在化学教学中发展的过程，同时也是化学本身发展的过程。在化学教学中建模对课程本身的发展，学生核心素养培养具有重要价值。本文通过“原电池”的教学，从运用原电池认知模型解决实际问题的视角来培养学生的建模能力，将原电池认知模型的建构与应用落到实处，使得学科核心素养在课堂上得以彰显。
原电池组成要素
通过对原电池主要内容的综合分析，系统的总结出原电池组成要素。由3个板块和10个要素构成，原电池的组成要素是建构原电池认知模型重要组成部分。如图1所示，其基本功能可以帮助学生提供认识和研究原电池的角度和思路[3]。
原电池认知模型建构
认知模型是对物体、事件、想法或现象的认知和表征，是学习经验与科学思维之间的桥梁[4]。原电池认知模型建构是一种“过程性学习”，学生积极主动地投入到学习中，会对所认知的事物理解逐渐深入，对意识的控制能力增强，进而学习的注意力越来越集中，最终达到高度认知投入的深度学习。
笔者将整个教学过程分为四个学习任务来展开，分别是（1）发现和提出问题：认识氢氧燃料电池;（2）建立和完善模型：原电池认知模型建立和完善;（3）分析和解决问题：运用原电池认知模型合理处理厨房中变黑的银筷子;（4）总结和发展模型：设计原电池认知发展结构图。在此过程中将真实情境、科学探究、认知模型建构进行有机结合，完成了原电池认知模型的建构与应用。
教学流程
[学习任务1]发现和提出问题：认识氢氧燃料电池
[学习任务2]建立和完善模型：原电池认知模型建立和完善
[學习任务3]分析和解决问题：运用原电池认知模型合理处理厨房中变黑的银筷子
[学习任务4]总结和发展模型：设计原电池认知发展结构图
化学教学建模策略与建议
注重科学建模，解决实际问题科学模型是需要以事实为依据，在科学探究的方法下，不断完善的模型。笔者在教学设计中以“现代氢世界，预见全氢时代”视频导入课堂，学生在真实情境下完成了“建构原电池认知模型”，“运用原电池认知模型合理处理厨房中变黑的银筷子”，“总结归纳原电池认知发展的思路图”三个实际问题。整个过程中注重从学生已有的知识经验出发，在熟悉的生活环境下和化学学习中建构相应的科学模型，培养学生解决实际问题的能力。
体验建模过程，获得思维启发
在教学过程中，教师更应该重视传授学生分析问题的方法，让学生自己主动解决问题。在教学过程中，学生基于建构原电池认知模型的基本要素，建构与完善原电池认知模型，让学生认识到原电池还有很多未发掘的知识。教师再从生活中变黑的银筷子视角设计问题，让学生将刚学习到的知识得以及时应用，激发了学生的学习兴趣，让学生获得一定的成功感。最后，在学生兴趣高涨时刻，教师再从原电池认知发展角度设置问题，让学生对原电池认识产生思维碰撞，总结关于原电池的发展历程，明白模型建构的过程是需要不断尝试去发展去创新，获得更深入的思维启发。
设置梯度问题，引发学生思考
通过实际情境呈现的学习内容，教师不应该仅仅只是单一的讲解、陈述，让学生被动的学习。而是应该通过问题引导的方式，引导学生积极主动地思考。关于如何设置问题，使问题有效并且有梯度的呈现在课堂上，可以将设置的问题分为三类。第一类是简单的概念性的问题，例如电动汽车的能量转变形式主要是什么？原电池的定义？第二类问题是能考查学生的符号表征能力的问题，例如书写氢氧燃料电池的电极反应式以及处理变黑的银筷子的化学反应原理？第三类问题是具有探究性的问题，例如制作氢氧燃料电池该如何制取H2和O2？如何利用原电池认知模型使变黑的银筷子复原？
参考文献
[1] 中华人名共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人名教育出版社，2018.
[2] 王磊等著.基于学生核心素养的化学学科能力研究：电化学主题的教学改进研究案例[M].北京：北京师范大学出版社，2017，420～439.
[3] 王磊，姜言霞，支瑶，黄燕宁，曹欢，刘红莲.促进学生认识发展的“化学反应原理”绪言课教学研究——基于化学反应认识模型建构[J].化学教育，2012，33（11）：12-20.
[4] 赵萍萍， 刘恩山. 科学教育中模型定义及其分类研究述评[J]. 教育学报， 2015（1）.
[5] 中华人名共和国教育部制定.普通高中数学课程标准（2017年版）[S].北京：人名教育出版社，2018.
关键词：原电池;认知模型;建模能力;发展历程
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2020）-40-404
我国《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）首次明确提出：“证据推理与模型认知”是化学核心素养之一。在模型建构能力方面要求学生能对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析以建构相应的模型，能选用不同模型综合解释或解决复杂的化学问题;能指出所见模型的局限性，探索模型优化需要的证据[1]。培养学生建构模型能力在化学教学中有重要意义。
王磊等认为[2]模型建立的过程是对知识认知理解逐渐深入以及思维不断发展的过程。著名的教育学家杜威曾说过“活动即课程”。笔者认为，在化学教学中，建模不仅是教学活动，也是学生在化学教学中发展的过程，同时也是化学本身发展的过程。在化学教学中建模对课程本身的发展，学生核心素养培养具有重要价值。本文通过“原电池”的教学，从运用原电池认知模型解决实际问题的视角来培养学生的建模能力，将原电池认知模型的建构与应用落到实处，使得学科核心素养在课堂上得以彰显。
原电池组成要素
通过对原电池主要内容的综合分析，系统的总结出原电池组成要素。由3个板块和10个要素构成，原电池的组成要素是建构原电池认知模型重要组成部分。如图1所示，其基本功能可以帮助学生提供认识和研究原电池的角度和思路[3]。
原电池认知模型建构
认知模型是对物体、事件、想法或现象的认知和表征，是学习经验与科学思维之间的桥梁[4]。原电池认知模型建构是一种“过程性学习”，学生积极主动地投入到学习中，会对所认知的事物理解逐渐深入，对意识的控制能力增强，进而学习的注意力越来越集中，最终达到高度认知投入的深度学习。
笔者将整个教学过程分为四个学习任务来展开，分别是（1）发现和提出问题：认识氢氧燃料电池;（2）建立和完善模型：原电池认知模型建立和完善;（3）分析和解决问题：运用原电池认知模型合理处理厨房中变黑的银筷子;（4）总结和发展模型：设计原电池认知发展结构图。在此过程中将真实情境、科学探究、认知模型建构进行有机结合，完成了原电池认知模型的建构与应用。
教学流程
[学习任务1]发现和提出问题：认识氢氧燃料电池
[学习任务2]建立和完善模型：原电池认知模型建立和完善
[學习任务3]分析和解决问题：运用原电池认知模型合理处理厨房中变黑的银筷子
[学习任务4]总结和发展模型：设计原电池认知发展结构图
化学教学建模策略与建议
注重科学建模，解决实际问题科学模型是需要以事实为依据，在科学探究的方法下，不断完善的模型。笔者在教学设计中以“现代氢世界，预见全氢时代”视频导入课堂，学生在真实情境下完成了“建构原电池认知模型”，“运用原电池认知模型合理处理厨房中变黑的银筷子”，“总结归纳原电池认知发展的思路图”三个实际问题。整个过程中注重从学生已有的知识经验出发，在熟悉的生活环境下和化学学习中建构相应的科学模型，培养学生解决实际问题的能力。
体验建模过程，获得思维启发
在教学过程中，教师更应该重视传授学生分析问题的方法，让学生自己主动解决问题。在教学过程中，学生基于建构原电池认知模型的基本要素，建构与完善原电池认知模型，让学生认识到原电池还有很多未发掘的知识。教师再从生活中变黑的银筷子视角设计问题，让学生将刚学习到的知识得以及时应用，激发了学生的学习兴趣，让学生获得一定的成功感。最后，在学生兴趣高涨时刻，教师再从原电池认知发展角度设置问题，让学生对原电池认识产生思维碰撞，总结关于原电池的发展历程，明白模型建构的过程是需要不断尝试去发展去创新，获得更深入的思维启发。
设置梯度问题，引发学生思考
通过实际情境呈现的学习内容，教师不应该仅仅只是单一的讲解、陈述，让学生被动的学习。而是应该通过问题引导的方式，引导学生积极主动地思考。关于如何设置问题，使问题有效并且有梯度的呈现在课堂上，可以将设置的问题分为三类。第一类是简单的概念性的问题，例如电动汽车的能量转变形式主要是什么？原电池的定义？第二类问题是能考查学生的符号表征能力的问题，例如书写氢氧燃料电池的电极反应式以及处理变黑的银筷子的化学反应原理？第三类问题是具有探究性的问题，例如制作氢氧燃料电池该如何制取H2和O2？如何利用原电池认知模型使变黑的银筷子复原？
参考文献
[1] 中华人名共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人名教育出版社，2018.
[2] 王磊等著.基于学生核心素养的化学学科能力研究：电化学主题的教学改进研究案例[M].北京：北京师范大学出版社，2017，420～439.
[3] 王磊，姜言霞，支瑶，黄燕宁，曹欢，刘红莲.促进学生认识发展的“化学反应原理”绪言课教学研究——基于化学反应认识模型建构[J].化学教育，2012，33（11）：12-20.
[4] 赵萍萍， 刘恩山. 科学教育中模型定义及其分类研究述评[J]. 教育学报， 2015（1）.
[5] 中华人名共和国教育部制定.普通高中数学课程标准（2017年版）[S].北京：人名教育出版社，2018.