基于發(fā)展學生“證據(jù)推理與模型認知”核心素養(yǎng)的教學策略

陳妙琴

【摘要】本文以化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為出發(fā)點，在“酚”的教學中，通過創(chuàng)建認知模型、提出猜測、實驗探究、證據(jù)推理及實際運用等方面來培養(yǎng)學生的化學“證據(jù)推理與模型認知”等核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】化學核心素養(yǎng)? 證據(jù)推理與模型認知

【中圖分類號】G633.8 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）16-0185-01

一、研究背景

2016 年 9 月，隨著《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架的正式發(fā)布，“核心素養(yǎng)”獲得了全社會的普遍關注。在普通高中各科課程標準修訂中，最令人關注的是新修訂的高中課程標準明確了每門學科的核心素養(yǎng)，目前已公布的征求意見稿，化學學科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“實驗探究與創(chuàng)新意識”和“科學精神與社會責任”五個方面。

“證據(jù)推理與模型認知”是化學對物質及其變化的認識方式，是基于觀察和實驗等方法獲取的物質及其變化的事實并進行分析推理、抽象概括、建構模型以揭示化學變化及其規(guī)律的過程，是運用證據(jù)推理和模型化思想解決相關化學問題的能力和品質。

通過高中化學課程的學習，要求學生能通過觀察和實驗收集物質及其變化的證據(jù)，基于證據(jù)進行分析推理形成結論，能解釋證據(jù)與結論之間的關系，確定形成科學結論所需要的證據(jù)和尋找證據(jù)的途徑;能依據(jù)物質及其變化的信息進行抽象概括并建構模型，用模型思想認識物質及其變化的一般規(guī)律。如何在課堂教學中發(fā)展學生的證據(jù)推理及模型認知能力，這是高中化學教學中應予以正視的課題，如何讓學生在學習過程中形成有效的思維模式：“收集證據(jù)-提出假設-分析推理-得出結論”，同時能認識化學現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，依據(jù)物質及其變化的信息建構模型，提高建構模型-應用模型等能力。筆者結合“酚”的教學實踐進行粗淺的探討。

二、《酚》的教學實踐過程

1.創(chuàng)建認知模型，引導探究方向

隨著課程改革的不斷深入，教育研究者及教師更加重視科學方法教育。模型法是一種重要的科學方法和學習工具，對于課程理念的落實、學生的科學素養(yǎng)的提高及培養(yǎng)其創(chuàng)新能力起到重要的作用。 有機化學是高中化學的難點，首先可在教學中建立相關模型，厘清關系。

在學習酚之前，學生已初步建立了醇類物質和烴類物質的相關模型，因此，本節(jié)課首先讓學生建立“酚”的結構模型 ——羥基跟苯環(huán)直接相連的化合物。緊接著引導學生對三種模型（苯、醇、酚）進行比較分析、激起學生的求知欲，將學生的注意力引到有機物結構的異同上進行討論猜想、實驗探索，逐步建立“酚”的性質模型。

2.問題驅動，提出猜測

問題1：乙醇和苯酚都有羥基，羥基是親水性的基團，但連苯環(huán)上，苯環(huán)又是憎水性的基團，從它們結構上的相似性的典型性質以及苯的性質猜測苯酚的水溶性如何？

問題2：乙醇和苯酚都有羥基，兩類物質的H均與O相連，醇氧的左邊是烷基，醇羥基不能電離出氫離子，為中性，而苯酚氧的左邊是芳香基（苯環(huán)），芳香基有較強的吸電子能力，會不會破環(huán)H和O的結合力，使H容易失去，體現(xiàn)酸性？如果有酸性，是強酸性還是弱酸性？

問題3：如果苯環(huán)對羥基有影響，那么羥基對苯環(huán)是否也有影響呢？苯與溴水不反應，苯酚是否能與溴水反應？

3.實驗探究，事實求證

根據(jù)以上提出的猜測，進行實驗探究：

【預測1】苯環(huán)對羥基有影響，導致酚不溶于水。

【實驗1】苯酚是否溶于冷水、熱水和乙醇。

【預測2】苯環(huán)對羥基有影響，導致酚顯酸性。

【實驗2】①苯酚遇紫色石蕊試液是否變紅？②向苯酚濁液中加入適量NaOH溶液。③苯酚鈉溶液中滴入少量鹽酸溶液。④將二氧化碳通入苯酚鈉溶液中。

【預測3】羥基對苯環(huán)也有影響，導致酚能與溴水反應。

【實驗3】向苯酚溶液中逐滴加入濃溴水。

4.證據(jù)推理，得出結論

通過一系列的實驗求證，證明苯環(huán)與酚羥基之間是相互影響的，苯環(huán)使羥基上的H變得更活潑，能電離出H+，使酚顯弱酸性;而酚羥基使苯環(huán)上的氫原子變得更活潑，鄰、對位更易發(fā)生取代。

5.歸納總結，完善模型認知

經過前面的學習，學生通過猜想-假設-實驗-論證，動手實驗、觀察收集到直觀的直接證據(jù)，基于證據(jù)進行分析推理形成結論，并依據(jù)所獲得的信息進行抽象概括并進一步完善酚類物質的性質模型，能夠用模型思想認識酚類物質及其變化的一般規(guī)律。

化學核心素養(yǎng)的形成，需要學生通過感性認知的積累，不斷思考和探究，在學習實踐中不斷鞏固、完善和發(fā)展。筆者以新聞中“某工廠排放苯酚廢水導致的水源污染事故”為情境，讓學生尋求解決實際問題的方法，完善模型認知。

三、結語與展望

在教學過程中，化學學科核心素養(yǎng)是從多方面進行落實的，并不局限于某一種素養(yǎng)的培養(yǎng)，只是根據(jù)教學內容特點對素養(yǎng)的培養(yǎng)有所側重而已，期待更多的同仁能在這個方面進行更深入的研究。

參考文獻：

[1]吳星.對高中化學核心素養(yǎng)的認識[J].化學教學， 2017（5）：3-7