探究学习即从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题,在教学中创设一种类似于学术(或科学)研究的情境,学生通过自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动,获得知识与技能、发展情感与态度,特别是探索精神和创新能力的学习方式和学习过程。经历探究过程以获得理智和情感体验、建构知识、掌握解决问题的方法,是探究学习要达到的三个目标。开展探究学习十分有利于学生的思维发展,学生作为学习者主动地参与课堂活动,积极性更容易被激发,也能很有效的掌握所学的知识。探究活动的主题很多，模型便是其中一个方面。

一、分子模型探究模式

事物的模型是对事物的简化模拟，人类认识知识可以借助模型加深对事物的理解。布鲁纳认为，在人类认知过程中，有三种表征系统在起作用，那就是“动作表征、肖像或映象表征和符号表征——即通过动作或行动、肖像或映象，以及各种符号来认识事物。这三种表征系统的相互作用，是认识生长或智慧生长的核心”（Bruner,1973）。这三种表征，具有抽象程度之别，一般由行动—形象—符号表征这样一个认知过程发展，但并不是无严格意义上的先后顺序之分。它们是相互作用的，科学合理的抽象符号表征，可以更真实形象地表征事物的特征，使动作表征的方向更明确，动作更符合实际而有成效。比如我们探讨分子模型，它是认识化学宏观物质组成与微观构成的中介，人们可以通过情景创设，观察宏观物质组成的具体模型，运用一定方法，展开心理运作表征，关注其某种外观特征入手，提出“为什么具有这种特征？”探究的问题，在探究者已有知识基础上，展开从宏观物质到微观构成的分析推演运作，形成科学猜想或假设，然后，在目标明确、方案具体情境下，进行实证性的操作表征，这种宏观与微观相结合的思考，可以更本质的探究和理解知识，建构物质概念和原理。

二、探究活动过程

以C₆₀分子结构模型为例说明图1分子模型的探究过程模式。

1探究情景创设

向学生展示富勒烯C₆₀分子结构模型，引导学生仔细观察模型表观特征，用言语来描述感知现象，并自主联系已有相关知识，如C的同素异形体——金刚石、石墨等的联系。比较异同。

2以分子模型切入，寻找相关信息

以C₆₀分子结构模型为基点，辅以一个实物——足球作参照物，引导学生通过各种手段（如教材、科普读物、教育电视节目、网络资源等）寻找相关的信息。让学生交流感受，在原有知识基础上提出自己的疑问、想法或问题。

3对模型的探究

（1）观察模型：引导学生从“整体—部分—整体”的方式来观察模型有那些特点，首先认识事物整体结构框架，形似足球，但又不是足球的替代物，有哪些直接信息，是否有隐藏信息？其次分析模型的组成结构，从方法上引导学生，将C₆₀分子结构分解为各个小单元来认识，如点、线、面的认识，它们之间是如何联结的？了解这些单元，然后整合回归到分子模型整体，以理解C₆₀等原子团簇分子，何以具有特有的物理和化学性质。

（2）提出问题：通过观察、分析C₆₀分子结构模型，引导学生探讨分子模型的变量参数，如碳原子最外层有四个电子，它是如何成键的？，模型中顶点意味着什么？有多少个面？多少单键和双键？C₆₀分子何以稳定？等相关问题。

（3）分析推论：引导学生联系原有知识，分析①碳原子是如何成键的？②每个碳原子拥有多少条C—C单键和多少条C=C双键才能满足碳原子的成键方式？画出碳原子的成键方式图。③每个碳C—C单键为几个原子所拥有？计算C₆₀分子中共有多少条C—C单键？同理计算每个碳C=C双键为几个原子所拥有？计算C₆₀分子中共有多少条C=C双键？④基于C₆₀分子中只含有五边形、六边形的事实，依据多面体的顶点数、面数、和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2；则C₆₀分子中有多少个五边形、六边形？

4制作验证

教师准备制作材料，组织学生自己动手制作模型：验证自己的推论是否正确，自己的假设是否成立？

Ｃ₆₀模型制作的材料很简单，用牙签、泡末、粘合剂或者软铁丝。这些都是生活中常见的材料，学生很容易获得。这两种材料的制作方法类似，但由于细铁丝本身有良好的延展性，能很好地固定骨架。我们以使用软铁丝的制作为例，简要介绍其制作步骤：

（1）确定一个五元环，用一根钢尺作为五元环各边确定的模板，将事先准备的铁丝在上面缠绕几周，然后取出，这样就有了等长的几条边，然后将铁丝弯曲成五元环的形状；

（2）在第一个五元环的周围依次连接5个六元环；

（3）在其中两个六元环之间确定第二个五元环，然后在它周围接3个六元环。这一过程中的重点是充分调动学生的空间想象，正确地连接；

（4）按照同样的原理确定另外10个五元环，以及另外12个六元环。在制作过程中，要记着一点：每一个五元环周围有5个六元环。必要的时候可以用一足球作为参照。

5表达与交流

组织学生进行交流，将自己的作品展示。对本次活动的收获及一些问题的理解用自己的语言表达出来，同时鼓励学生对相关科学前沿的问题提出大胆的猜想与预测。

6概括化

把自己的活动及其结果概括到更大的背景中。同理，学生可以建构Ｃ₇₀模型。在此基础上，教师展示不同形态富勒烯的结构模型，如单层碳纳米管、布基洋葱、两端封密的碳纳米管等，并介绍一些碳原子簇的相关知识与应用，也可以让学生展示一些自己搜集的资料图片。不仅丰富自己的原有知识，更是对科学前沿的一次了解，增强学生的学习兴趣以及科学探究欲望。

三、结论

从布鲁纳上述人类认知过程“三种表征”的观点出发，以科学探究七个基本构成要素为依据，我们构建了分子模型的探究模式，并分别探讨了模型的各个相关环节，通过一些个案实践，可以得出：在相关教学中引导学生对分子模型的科学探究活动，不仅能强化师生的科学探究意识；而且能加深学生宏观与微观相结合的认识和思考；更重要的是有利于学生形成“整体—部分—整体”的认识方法，体验宏观入手，微观分析化学物质这一科学过程；同时可以增强化学学习兴趣，逐步建立起认识世界、改造世界的自信。我们开展这一探究活动的目的与课程标准提出的目标要求是一致的，并且能符合学生的认知心理发展逻辑与学生学习的需要。

参考文献

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[2]邵瑞珍.教育心理学[M] .上海:上海教育出版社,2002.4（218—219）

[3]王祖浩.化学课程标准(实验稿)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2002（81—90）