基于“模型認知”能力培養的初中化學教學研究著名物理學家錢學森曾說：“模型是通過我們對問題的分析，利用我們考察來的機理，吸收一切主要因素，略去一些非主要因素所創造出來的一幅畫。”在教學中我們要幫助學生應用模型解決問題，對化學事實進行形象地描述，進而揭示起本質和規律的認知方式。模型認知是科學思維的重要方法，其基本內涵是:通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征、構成要素及其相互關系，初步建立物質及其變化的相關模型、并能運用模型解釋化學現象，揭示現象的本質和規律;能根據物質的類別和信息提示預測其性質，并能解釋一些簡單的化學問題，體會系統思維的意義，培養學生模型認知的學科素養。1.運用圖示模型，理解離子的形成過程在離子形成過程的教學中，可以從盧瑟福原子結構相關知識開始，適當介紹原子核外電子排布，介紹科學家的猜想、核外電子的運動情況、科學家研究手段和方法，展示核外電子分層排布的原子結構模型，并簡化為原子結構示意圖，重點分析1~18號元素的原子核外電子排布特點，然后介紹原子結構穩定理論。如圖所示，展示鈉原子和氯原子核外電子分層排布的原子結構模型，進而介紹鈉原子和氯原子的結構不穩定。于是在化學變化中，這些電中性的原子經常因得到或者失去電子而成為帶電的微粒--離子(陽離子、陰離子)，再配上鈉原子和氯原子“甩掉(失去)”“捕捉(得到)”電子的形象動畫，演示帶有相反電性的鈉離子和氯離子之間相互作用，構成了氯化鈉，從而將復雜的核外電子分層運動的理論和離子的形成“可視化”。學生不僅解到科學家嚴謹求實的科學態度，而且領悟了科學家提出問題、實驗分析、建立模型解釋現象的邏輯思維，在潛移默化中培養學生的邏輯思維和推理能力。2.運用動畫模型，理解氯化鈉的溶解過程在第九單元溶液的的形成教學過程中，將氯化鈉固體放入一定量的水中，學生觀察現象，并準確描述現象。氯化鈉溶解于水，得到氯化鈉無色溶液。提出問題：氯化鈉固體溶解在水中，我們卻看不見，這是為什么？教師提供支架：展示氯化鈉固體溶解的動畫模型。學生通過觀看微觀模型，從微觀的角度理解氯化鈉溶解的過程。氯化鈉固體在水分子的作用下，以鈉離子和氯離子的形式存在，水溶液中含有許多自由移動的鈉離子和氯離子，這里的教學是為了第十單元常見的酸中導電性實驗埋下伏筆。因此，為了幫助學生理解溶解過程，教師可以用動畫模型演示:在水分子的作用下，氯化鈉中的鈉離子和氯子分別離開晶體表面進入水中，形成自由移動的鈉離子和由移動的氯離子。動畫模型或圖示模型是示氯化鈉溶解過程本質的重要手段，可以將實驗、觀察與宏觀現象也解決不了的問題形象化，讓學生思路更加清晰，讓學生更加理解固體物質溶解的微觀本質，逐漸形成初中比較重要的微粒觀。3.運用微觀模型，理解化學反應的實質初中生學習化學的難點在于不能透過宏觀表象聯系到微觀實質，教學中訓練學生養成從現象看本質的思維習慣，學生不僅知道為什么學化學，以及化學的特征，更要追問化學的本原，化學反應的實質是什么。化學反應的本質是分子、原子或離子微觀粒子相互作用、相互轉化的過程。特別是學習復分解反應的時候，若只從宏觀角度講解復分解反應發生的條件，學生可能會死記硬背，不能理解復分解反應為什么要滿足這些條件。如果從微觀角度來幫助學生理解化學反應的本質，就可以化繁為簡的效果，還可以為高中學習離子反應奠定了基礎。以氯化鈉與硝酸銀反應為例，學生演示實驗，觀察到有白色沉淀產生。這個反應能發生是因為生成了沉淀。這只是停留在宏觀的認識，要理解復分解反應發生的條件還要追溯到微觀本質。引導學生回憶酸堿鹽溶液具有導電性的原因是溶液中具有自由移動的離子。展示微觀示意圖模型，如上圖。從微觀角度分析化學反應前后溶液中微觀粒子的變化：化學反應前的主要離子有鈉離子、氯離子、銀離子、硝酸根離子，化學反應后的主要離子有鈉離子、硝酸根離子，通過對比化學反應前后溶液中的微觀粒子，引導學生找到變化的離子：氯離子和銀離子，并追問這些離子變化的原因，學生不難看出了氯離子和銀離子的種類和數目發生變化，生成了氯化銀，從而得出氯離子和銀離子結合為氯化銀。氯化鈉和硝酸銀反應的實質是氯離子和銀離子生成了氯化銀。以此類推，分析氫氧化鈉和稀鹽酸反應的實質、碳酸鈉與稀鹽酸反應的實質等微觀分析。通過微觀分析，幫助學生理解復分解反應的實質是離子之間的相互作用，朝著自由移動離子