基于“證據推理與模型認知”素養培養的化學課堂教學策略研究

摘 要：化學作為高中理科綜合的重要科目，在教學中占據著十分重要的作用。要想提高學生學習效率，就必須提高化學學科的核心素養。而對于化學學科而言，核心素養的培養主要體現在對于化學知識的證據推理與相關模型認知的培養上。所以若想提高學生的學習能力，就必須著力培養學生的證據推理與模型認知能力。但是很多老師對如何基于“證據推理與模型認知”素養培養進行相關的化學課堂教學感到束手無策，對此筆者提出了相應教學策略。

關鍵詞：高中化學;證據推理;模型認知;教學策略;核心素養

高中化學知識較為高深，同時也比較抽象。所以若想提高學生在本學科的學習效率，就需要提高學生對化學知識的理解能力。而若想提高學生的理解能力，學生首先要了解相關的化學規律，從規律中找尋本質。筆者認為，對學生進行證據推理能力的培養，同時幫助學生提高對相關化學模型的認知能力，有助于學生發現化學規律，提高對化學知識的理解程度，進而提高學習效率。但是，很多老師對如何基于“證據推理與模型認知”素養培養進行相應的化學課堂教學感到束手無策。對此筆者提出了以下方案，希望可以為大家提供參考。

一、 培養邏輯能力，引導學生構建科學探索體系

化學學科是一門以實驗為主的學科，更重視學生的實踐操作。在教學過程中，要注意學生邏輯思維能力的培養，逐步引導學生構建科學探索體系，為日后培養學生證據推理能力以及模型認知能力打下堅實的基礎。老師還應設立相應的教學目標，講述相關重點，降低學生的學習難度，為培養學生的化學核心素養奠定基礎，設置相應的化學思維導圖，幫助學生對化學知識進行初步的系統歸納，逐步引導學生構建知識體系。

以魯科版《化學反應原理》中《水溶液的行為》為例，本章節，老師可以先構建相應的思維導圖，在這個過程中向學生展示這一章節的主要內容，電離平衡常數、平衡移動和鹽類水解。這一章節的教學是建立在學生知曉可逆電離的基礎上，這一章節的難點是影響電離平衡的因素，老師可以首先提出相關問題，等體積、等濃度的鹽酸和醋酸與鎂條反應，他們的酸堿度以及相應的反應速率有何不同？學生回答：鹽酸的反應速率快。老師進一步引出：原因是什么？在這個過程中老師可以將醋酸電離平衡方程式寫出，引出電離平衡概念，在老師對電離平衡進行一定講解后，老師可提出問題：影響電離平衡的因素有什么？學生回答：溫度、壓強等。這時，老師可以讓學生自主進行實驗探究，用同一濃度的醋酸和氫氟酸，在同一溫度下與鎂金屬反應，測酸堿度;同時老師還可以讓學生將醋酸加熱，測酸堿度，通過相應的實驗探究得出相應的影響平衡移動的因素，培養學生的知識遷移能力，使學生通過相關的實驗操作，了解相關的化學知識，同時幫助學生逐步完善相關知識體系，通過相應實驗過程，總結相應規律，加深對化學知識的理解程度。同時在教學過程中，老師還應注意加強電離平衡移動方面的課堂練習，鞏固學生的學習成果。

二、 營造探究氛圍，鼓勵學生基于證據進行推理

經研究發現，學生的化學證據探究能力之所以薄弱，是因為缺乏探究氛圍。所以在教學過程中，老師應該著力營造探究氛圍，鼓勵學生給予相關證據進行推理，通過自主推理，使學生逐漸了解化學規律，利用證據推理，對有關化學現象進行推斷，得出結論，提高知識運用能力。老師應該鼓勵學生大膽質疑，培養學生的創新意識，不斷提高學生的學習能力。

以魯科版《弱電解質電離，鹽類水解》為例，老師應該鼓勵學生在課堂上進行互動，老師可以設置相關的問題，如NaX、NaY、NaZ的pH值依次增大，那么相應酸的pH大小是如何的？原因？通過設立相關問題，營造相應的探究氛圍，鼓勵學生基于證據進行相應的推理，使學生了解影響鹽類水解的因素除外部因素，如濃度、溫度等，還有物質本身的原因，不斷完善學生的知識網絡，構建相應的知識體系。同時為便于學生理解，老師還可以設置相關實驗，供學生對相關現象進行探究，以氯化鐵為例，將其溶液慢慢加熱，觀察水解速率，提升氯化鐵濃度，還可以向溶液中加入氯化銨，也可以加入堿性溶液和少量鐵粉，學生通過實驗觀察相關現象，根據現象進行相應的分析推理，最終得出鹽類水解規律。同時老師也應該進行相關知識與規律的總結，如水解外因，符合勒夏特列原理，溫度越高水解越快;酸和堿都會對水解產生一定的抑制作用。在這個過程中，老師還可以進行拓展：既然水解能夠抑制，便也能促進，促進鹽類水解的方式有什么？使學生了解了水解原理的應用，讓學生開闊思路，不僅鍛煉學生的證據推理能力，同時還鍛煉學生的辯證思維拓展能力，進而提高學生的學習能力，培養學生化學學科的核心素養。同樣也使學生體會到了化學的魅力。

三、 認識模型架構，促進學生知識及思維系統化

在教學過程中離不開對化學模型的運用，高中生能否熟練地運用相關模型對學生的學習效率有著直接的影響，首先需要對相關的模型架構進行了解，所以教學的過程中老師要逐步引導學生對相應的模型進行了解，老師可以采用類比、分析等方法對相關模型架構進行講解，以便學生能夠快速理解。也可以拿較為簡單的化學模型進行教學，幫助學生理解物質的化學性質以及物理性質，通過模型教學，加強學生的空間想象力，為日后的同分異構體的教學創造有利條件。

以魯科版化學《物質結構》的教學為例，對于化學學科的相關內容，經常涉及物質結構，所以老師可以先以常見的碳原子結構為基礎，讓同學們進行了解，同時在這個過程中，老師對相關的物質結構概念進行相應的講解，激發學生的空間想象力，在這個過程中，老師可以對物質的相關性質進行假設，猜測同位素之間的相同點與不同點，不斷將物質結構的相關知識，進行系統規劃，同時對學生的邏輯思維能力加以鍛煉，通過演示物質內部結構在加熱條件下的相關變化，檢驗在這一過程中產生斷鍵反應，對相關的化學反應機理進行探究，進一步了解相關性質。同時，老師還應鼓勵學生嘗試初步建立檢驗相關元素的模型，通過實驗探究，了解相關性質，并對相關模型進一步完善，達到能夠熟練運用模型的目的。在這個過程中，老師應該首先對相應物質的物理性質進行講解，同時還可以進行適當的拓展，如同分異構體的概念、支鏈，再比如鹵代烴的沸點與相應的鹵元素的關系，為學生在進行實驗探究和知識系統規劃時提供便利。同時老師還要對如何檢驗物質性質進行講解，為便于學生理解，老師可以借助相關模型進行講解，也可以借助多媒體手段，播放相關視頻，展現反應過程，為學生進行模型運用，提供便利條件。

四、 合理運用模型，解釋化學現象探究本質規律

教學的目的是為了提高學生的知識運用能力，所以，老師應該鼓勵學生對化學模型加以運用，通過模型教學，使學生更加快捷的了解化學本質，通過化學現象，運用自身知識，結合自身證據探究能力進行分析，探究化學本質規律，進而分析化學反應原理，通過證據推理與模型認知相結合的方式，降低學習難度，在學生遇到困難時，老師應及時予以幫助，幫助學生樹立學習信心，使學生體會到化學的樂趣，樹立建立模型意識，不斷提高學習能力，為日后打下堅實基礎。

以魯科版化學《原電池》的教學中，老師可以先播放有關銅鋅原電池的相關動畫，使學生了解原電池的模型以及工作原理，同時，老師可以鼓勵學生自己動手制作原電池，提高學生模型運用能力，老師還可以根據現象提出問題，引導學生探究化學本質規律。比如，老師可以提出：鋅片放入導線后，氣泡出現的原因？以及氣泡對原電池的影響？學生回答：鋅片中有雜質，自己構成原電池，芯片本身與酸反應。氣泡產生降低了化學能到電能的轉化率。借此可以提出鹽橋的相關概念以及作用，同時老師還需講述電極反應方程式，幫助學生理解原電池的反應原理，同時可以結合口訣，如：升失氧還氧，降得還氧還。以便于學生理解，同時老師還要讓學生練習并掌握相應的電極反應方程式，書寫正確的正負極反應，老師還可以讓學生自主構建原電池離子移動實驗圖，并建立相應的原電池模型，使學生更直觀的觀察到相應的化學現象，了解相關內涵，形成自己的知識網絡，為日后的化學學習提供一定的便利條件。此外，老師在教學中，還應讓學生進行相應的練習，如，向鐵銀原電池溶液中，加入硫酸銅溶液，出現的現象？通過相關的問題，掌握學生的學習情況，同時適當進行相關的課堂反思，進而提高學生的化學學科素養。

綜上所述，若想提高學生的化學學習能力，就必須對學生進行核心素養的培養，而化學的核心素養主要包括證據推理和模型認知的素養培養，所以在教學過程中老師首先需要培養學生的邏輯思維能力，逐步引導學生構建科學探索體系，激發學生的證據探究興趣。可以借助相關問題，對學生多加引導，誘導學生找尋化學規律，通過實驗鍛煉證據推理能力;其次對于較難理解的化學知識，老師應該創設相關情景，努力營造探究氛圍，鼓勵學生基于現有證據對相關化學現象進行推理，使學生加深對化學知識的理解，在學生思考時，老師提供嶄新思路，講述已經被證實的相關理論，學生借助證據進行推理;同時老師還應帶領學生認識相關模型架構，將抽象知識系統化，首先利用簡單模型進行講解，培養學生自信心，鼓勵學生獨立思考，通過模型加強空間想象力;最后，老師還應利用相關模型解釋相關的現象，通過相關現象鼓勵學生探究，在探究過程中與學生一同發現化學本質規律，了解相關的化學反應機理，提高對化學知識的理解程度，培養學生模型運用意識，提升核心素養。

參考文獻：

[1]張玉娟.基于化學學科核心素養的教學實踐：以“物質結構”為例[J].中學化學教學參考，2017（6）：25-27.

[2]顧建辛.關于化學核心素養培育的微觀思考：化學教學中的“證據推理與模型認知”[J].化學教學，2017（11）：34-38.

[3]王磊.促進核心素養發展的化學教學兼介高中化學課程標準修訂進展[D].浙江省化學疑難問題專題研討會講話稿，2017（1）.

[4]陳進前.核心素養導向下的化學教學[J].中學化學教學參考，2017（1-2）.

作者簡介：林秉珠，福建省廈門市，福建省廈門第六中學。