利用高斯軟件構(gòu)建四重表征認(rèn)識(shí)路徑的教學(xué)探索-以“離子鍵”概念本質(zhì)的教學(xué)為例

利用高斯軟件構(gòu)建四重表征認(rèn)識(shí)路徑的教學(xué)探索——以“離子鍵”概念本質(zhì)的教學(xué)為例利用高斯軟件構(gòu)建四重表征認(rèn)識(shí)路徑的教學(xué)探索——以“離子鍵”概念本質(zhì)的教學(xué)為例摘要：本文基于四重表征認(rèn)識(shí)路徑理論，結(jié)合高斯軟件的應(yīng)用，以“離子鍵”概念本質(zhì)的教學(xué)為例，探索了一種教學(xué)模式。通過(guò)構(gòu)建認(rèn)識(shí)路徑，學(xué)生能夠深入理解離子鍵的形成機(jī)制和本質(zhì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。關(guān)鍵詞：高斯軟件；認(rèn)識(shí)路徑；離子鍵；教學(xué)模式；學(xué)習(xí)興趣一、引言化學(xué)是一門(mén)抽象概念較多的學(xué)科，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，往往難以理解抽象概念的本質(zhì)和形成機(jī)制。針對(duì)這一問(wèn)題，本文以“離子鍵”概念為例，探索了一種教學(xué)模式，利用高斯軟件構(gòu)建四重表征認(rèn)識(shí)路徑，幫助學(xué)生深入理解離子鍵的本質(zhì)。二、四重表征認(rèn)識(shí)路徑理論四重表征認(rèn)識(shí)路徑理論是由教育學(xué)家威爾斯基提出的認(rèn)知心理學(xué)理論，它包括物質(zhì)層面、象征層面、聯(lián)想層面和抽象層面四個(gè)層次。物質(zhì)層面是通過(guò)感官接受外部信息，象征層面是將外部信息轉(zhuǎn)化為符號(hào)或圖像，聯(lián)想層面是通過(guò)聯(lián)想和情感體驗(yàn)理解信息，抽象層面是通過(guò)概念化、推理和解決問(wèn)題來(lái)深入理解信息的本質(zhì)。通過(guò)構(gòu)建認(rèn)識(shí)路徑，學(xué)生可以在不同的層次上反思和理解所學(xué)的知識(shí)，從而更好地把握概念的本質(zhì)和形成機(jī)制。三、高斯軟件在離子鍵教學(xué)中的應(yīng)用高斯軟件是一種用于計(jì)算分子電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的計(jì)算化學(xué)軟件。在離子鍵教學(xué)中，可以利用這一軟件來(lái)模擬離子鍵的形成過(guò)程，幫助學(xué)生理解離子鍵的本質(zhì)。首先，可以通過(guò)高斯軟件計(jì)算分子的電子結(jié)構(gòu)，了解離子鍵形成時(shí)電子的運(yùn)動(dòng)和重新排布的情況。學(xué)生可以通過(guò)可視化的界面觀察電子密度的分布和電荷轉(zhuǎn)移的過(guò)程，對(duì)離子鍵的形成有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。其次，高斯軟件還可以計(jì)算分子的能量變化和穩(wěn)定性，幫助學(xué)生理解離子鍵形成的能量變化和化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)。學(xué)生可以通過(guò)模擬不同離子鍵的形成過(guò)程，比較其能量的差異，從而深入理解離子鍵的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。四、基于四重表征認(rèn)識(shí)路徑的教學(xué)模式設(shè)計(jì)在離子鍵的教學(xué)中，可以根據(jù)四重表征認(rèn)識(shí)路徑理論，設(shè)計(jì)以下教學(xué)模式。首先，在物質(zhì)層面，教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)或視頻展示離子鍵的形成過(guò)程，引發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。學(xué)生通過(guò)觀察和感受離子鍵形成時(shí)原子間的相互作用，建立起對(duì)離子鍵的形象認(rèn)知。其次，在象征層面，學(xué)生可以利用高斯軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，觀察離子鍵形成時(shí)電子的分布和電荷的轉(zhuǎn)移。學(xué)生可以通過(guò)可視化的界面對(duì)離子鍵的形成過(guò)程進(jìn)行模擬和觀察，將感官接受到的信息轉(zhuǎn)化為符號(hào)或圖像。然后，在聯(lián)想層面，學(xué)生可以通過(guò)討論和分享自己的觀察和體驗(yàn)，聯(lián)想到離子鍵的應(yīng)用和相關(guān)實(shí)例。學(xué)生可以在小組或大組中進(jìn)行討論和交流，從而共同建構(gòu)對(duì)離子鍵的理解。最后，在抽象層面，學(xué)生可以通過(guò)解決問(wèn)題和思考離子鍵的特點(diǎn)，深化對(duì)離子鍵的理解。教師可以提出一些問(wèn)題或情境，要求學(xué)生進(jìn)行推理和解決問(wèn)題，通過(guò)對(duì)離子鍵的概念化來(lái)深化理解。五、結(jié)論本文以“離子鍵”概念本質(zhì)的教學(xué)為例，探索了一種基于高斯軟件和四重表征認(rèn)識(shí)路徑的教學(xué)模式。通過(guò)構(gòu)建認(rèn)識(shí)路徑，學(xué)生能夠在不同的層次上思考和理解離子鍵的本質(zhì)和形成機(jī)制，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣