高一化学教学中学生模型认知能力培养的实证研究

摘要

《普通高中化学课程标准》（2017年版）中正式将“证据推理与模型认知”作为五大化学学科核心素养之一。其中“模型认知”要求学生能够认识模型与化学现象之间的联系，能运用多种模型来描述和解释化学现象并且预测物质及其变化的可能结果。而“模型认知能力”则是指能运用模型来描述化学研究的对象、解释相关的化学现象和规律、预测可能的结果，通过建构和运用化学模型有效地理解化学知识，以及对化学现象和事实进行解释的能力。在高中化学教学过程中培养学生的模型认知能力有利于提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力；同时也有助于教师的教和学生的学，是提高化学教学效果的有效途径。 本文对高一化学教学中如何培养学生的模型认知能力开展了实证研究，首先，论文界定了模型、模型认知、模型认知能力等相关概念；然后对2017年版的普通高中化学课程标准中对模型认知能力的内涵、检测维度等进行了分析梳理，确定了检测学生模型认知能力的四个维度，即简单认识模型、理解运用模型、分析模型和建构模型；在此基础上，结合高中化学新课标中关于化学学科核心素养的内容，选择具有代表性的教学内容主题设计了三个教学案例，同时设计了相应的问卷检测对高一学生四个不同维度的表现情况。最后，笔者选择了所在实习学校高一年级的两个重点班为研究对象，分别为对照班和实验班，进行模型认知能力培养的教学实践。 研究结果显示：（1）实验班学生的模型认知能力高于对照班，彼此之间具有显著性差异；（2）实验班学生理解运用模型、建构模型的能力高于对照班，具有显著性差异；（3）实验班学生具有运用模型方法解决问题的意识，但缺乏分析模型和建构模型的能力；（4）学生的模型认知能力在性别上并没有显著性差异。

目录

1绪论

1.1 研究背景

1.1.1 模型认知是国外科学领域的研究热点

1.1.2 模型认知是我国课程标准中的重要内容

1.1.3 模型认知在化学学习中的必要性

1.2 研究意义

1.2.1 转变教学方式，为中学教师提高化学教学效果提供参考

1.2.2 促进学生掌握科学方法，提高学生的学科核心素养

1.2.3 进一步落实新化学课程标准关于模型认知的要求

1.3 研究方法

1.3.1 文献法

1.3.2 实验法

1.3.3 问卷调查法

1.4 研究思路

2概念界定与文献综述

2.1 相关概念界定

2.1.1 模型

2.1.2 模型认知

2.1.3 认知能力

2.1.4 模型认知能力

2.2 国外相关研究现状

2.2.1 关于模型的研究

2.2.2 关于模型功能的研究

2.2.3 关于模型建构的研究

2.3 国内相关研究现状

2.3.1 化学模型的研究

2.3.2 模型分类的研究

2.3.3 模型功能的研究

2.3.4 模型建构的研究

2.3.5 模型认知的研究

2.4 文献研究述评

3理论基础

3.1 有意义学习理论

3.2 科学认识论

3.3 自然科学方法论

4学生模型认知能力培养的实证研究

4.1 研究设计

4.1.1 研究目的

4.1.2 研究内容

4.1.3 研究对象

4.1.4 研究工具

4.2教学设计

4.2.1 《物质的量》（第1课时）

4.2.2 《氧化还原反应》（第1课时）

4.2.3 《氧化还原反应》（第2课时）

4.3 研究结果与分析

4.3.1 实验班和对照班正确率结果统计分析

4.3.2 实验班和对照班模型认知能力的分数统计分析

4.3.3 实验班不同性别学生模型认知能力的分数统计分析

4.3.4 学生模型认知能力总体得分情况分析

5研究结论与建议

5.1研究结论

5.2研究建议

6研究不足与展望

6.1研究不足

（1）问卷题目难度深度不够，代表性相对会减弱

（2）研究时间有限、测评方式单一，结论具有一定的片面性

（3）实证研究范围太窄，问卷样本量不够

（4）教学内容呈现太少，结果具有一定的片面性

6.2未来展望

参考文献

附录A

致谢

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