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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 直观模型在科学教学中的运用 作者：厉建微 来源：《科学导报·学术》2018年第10期 摘 要： 直观模型在初中科学教学中有着极其重要的地位和作用。选择方便的材料、挖掘适合的内容建立直观模型，能提高教学效率。本文阐述了直观模型在教学中的作用和利用纽扣磁铁建立几个直观模型，模型教学中的注意事项等三方面内容。 关键词： 模型教学、直观模型、模型教学作用 【中图分类号】 G632.0 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）10-0064-02 直观模型在科学研究中具有独特的作用和地位，它在初中科学课程中也有着重要的教育意义。本人在教学实践中发现，初中科学教学中模型较多，本文紧扣教材中的典型例子来挖掘模型教学的重要作用，希望能给同行一点启发和借鉴。 一、直观模型在教学中的作用 模型是为了便于着手分析与研究，采用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象的处理，能反映原物本质特性的理想物质（过程）或结构。通过直观模型可以将抽象的概念直观化、具体化，降低学生的理解难度，教师对着模型讲解概念“言之有物”，学生看着模型理解概念“心中有像”。直观模型的价值往往不在于它与原型的“形似”，而在于对原型本质的揭示。它在教学中有以下4方面的作用： 1.直观模型教学能促进学生认知水平的发展。 直观模型一方面提供了教学的情境，另一方面又使学生在这种从具体到抽象的认识过程中发生认知突变，从而促进认知水平的发展。科学学知识的学习一般从感知开始，学生感知越丰富，越有利于形成理性认识。经过直观模型可以生动、形象地显示科学事实，科学现象、过程，形象地表示抽象概念的各种要素及其关联，使学生产生正确的感知和表象，在获得感性认识的基础上建立理性认识，形成概念和原理，加深对知识的理解，从而促进学生认知水平的发展。 2.直观模型能使学生更好地掌握科学知识。 模型是学生学习科学知识的重要手段，学生掌握了模型方法能更透彻地理解科学知识。模型方法作为思维方法和行为方式，蕴含着很高的认知价值。学生一旦将模型方法内化为自己的认知图式，就能获得认知水平的发展。模型方法教育还有助于培养学生的思维能力。 3.直观模型教学能培养学生的研究能力 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 模型的建立过程就是一个科学研究的过程。在这一过程中，需要学生自己确定研究对象，运用科学规律，选择研究方法，检验模型是否与实际相一致，可以有效地培养学生的观察能力、实验能力和思维能力，可以有效地培养学生的求实精神和探索精神，同时还可使学生学到一些科学研究的方法。 二、直观模型在初中科学教学中的实践 某些教学内容只凭课本和教师的描述，很难获得这样真实、深刻的效果，学生得到的只是一些抽象的、散乱的，甚至错误的知识罗列，获得的知识可能是肤浅的。结合学生的实际情况合理运用直观模型，以达到教学手段最优组合，达到最佳教学效果。 1.建立直观模型变“微观”为“宏观”。 在学习摩擦起电慨念时，由于构成物质的微粒很小无法看见，因而学生缺乏感性认识。学生模拟制作物质结构模型，让质子、电子变“微观”为“宏观”，而更好地构建他们完整的知识体系。 2.建立数量关系模型，变“定性”为“定量”。 在有关数量关系学习时，也可以建造表现物质变化过程规律的数学模型。当然，由于模型是客观实体的一种近似，以模型为描述对象的数学模型，也只能是客观实体的近似的定量描述。教材中提供了生态系统能量流动的概念模型，用纽扣磁铁建立一个食物链中能量传递的直观模型加深理解。 3.建立直观模型，变“难”为“易”。 直观模型建立时忽略次要因素，抓住主要因素，为问题的讨论和求解起到搭桥铺路、化难为易的作用。可以使学生对科学本质的理解更加细致深入，对科学问题的分析更加清晰明了。 例如：在酒精和水的混合实验中我们发现溶液的总体积变小了，通过这个实验我们得出结论：分子间有空隙。 由于看不到微观的分子结构和溶解过程，学生对此还是不能很好理解。为此用大小不同的纽扣磁铁建立模型：在黑板上画一个大矩形框对半分，分别埃紧摆满大小不同的纽扣磁铁，分别代表酒精和水，然后将它们混合紧挨摆放，发现摆不满原来的矩形空间。在这个模型中我们忽视了分子之间的相互作用力，理想化的条件处理，突出了分子的大小和分子间的空隙对研究问题的重要性，模型的形象直观实现了教学难点的突破。 4.建立直观模型，变“抽象”为“具体”。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 在教学中没有办法提供实物的情况下，应尽可能运用直观模型。学生刚接触科学某一方面的知识，就会面临尽快记住大量概念、术语、理解概念间的内在关系等诸多困难。围绕模型组织教学更有利于学生掌握核心概念，理解重点知识，建立知识联系，展示模型既体现学科特点，同时可以帮助学生认识事物原貌，了解科学的过程，有助于学生记忆、整理、理解和运用所学知识。 宇宙无边，星体离我们很遥远，那么如何研究宇宙运动呢？我们用纽扣磁铁建立太阳、地球、月球三者运行关系的模型。模型材料和建立步骤虽然很简单，但是很能说明问题。 三、建立模型应注意的几点 学生从直观模型中获得的感性知识要上升到理性阶段，还需要教师及时的归纳、总结，来补充学习的效果，加深印象。另外在使用直观模型还要注意对直观教具的说明，防止产生认识上的偏差。如建立分子模型时要说明模型是放大、结构简单化的，否则学生可能会认为分子一定是圆球型的。还有采用不同颜色的磁铁来建立模型并非代表分子的颜色，在教学中也需要加以说明，使学生获得全面正确的感性认识。随着科技的不断进步， 人类对事物的本质认识也是不断深入和提高，模型也相应地由初级向高级发展并不断完善。 总之，由于客观事物具有多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体即模型来代替实在的实体，可以使科学的规律具有比较简单的形式，从而便于学生去认识和掌握它们。只有充分做到直观模型中的准确性、选择性，才能提高教学效果，才有利于教学质量的提高，学生素质和能力的提高。因此，在初中科学教学过程中，应该在发挥教师的主观能动性根据不同的教学内容，不断改进教学方法，结合学生的实际情况合理运用直观模型达到最佳效果. 本文来源：https://www.dywdw.cn/97fc3cb4d9ef5ef7ba0d4a7302768e9951e76e67.html
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2022-08-20
