關(guān)于中學(xué)化學(xué)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)的解析

于亞萍

摘要：新標(biāo)準(zhǔn)要求，將化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)作為主旨。其中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”貫穿于學(xué)生探究學(xué)習(xí)的全過程，是核心素養(yǎng)的思維核心。通過建立認(rèn)知模型，對(duì)現(xiàn)象和規(guī)律的本質(zhì)進(jìn)行分析與解釋。因此應(yīng)重視該素養(yǎng)的發(fā)展和運(yùn)用，幫助學(xué)生形成基于證據(jù)，得出結(jié)論的邏輯思維，為后續(xù)學(xué)習(xí)做好鋪墊。

關(guān)鍵詞：證據(jù)推理;模型認(rèn)知;核心素養(yǎng)

化學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)，而據(jù)已有研究，中學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力水平仍較低，這與我國傳統(tǒng)的灌注式教學(xué)方式與應(yīng)試教育思想有關(guān)。因此本文擬通過對(duì)該素養(yǎng)的深入解析和思考，從概念到意義引起大家的關(guān)注與重視。

1.證據(jù)推理的涵義理解

1.1 基于證據(jù)的理解

對(duì)于證據(jù)的定義有很多種說法，各類字典與網(wǎng)絡(luò)的解釋說法也很多，但中心意思是一致的，以百度百科的解釋：為用來證明事物的依據(jù)。而在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，證據(jù)一般指的是科學(xué)事實(shí)，即在學(xué)生探究活動(dòng)中，用以證明提出的猜想、假設(shè)以及從未知到達(dá)已知領(lǐng)域的事實(shí)性材料。在化學(xué)中證據(jù)一般是與數(shù)據(jù)或知識(shí)有關(guān)的信息，而數(shù)據(jù)通常是來源于我們平時(shí)做的或教師演示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或調(diào)查結(jié)果等。但并不是所有的信息都能成為用于推理的證據(jù)，只有符合客觀性、科學(xué)性的信息才有可能成為用以幫助我們的證據(jù)。在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)有意識(shí)地去培養(yǎng)學(xué)生收集證據(jù)的能力，以此對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)及變化提出可能的假設(shè)。

1.2 基于推理的理解

推理本質(zhì)上可以指人們思維的一種基本形式。綜合多種解釋，具體含義包括：第一，推理屬于理性認(rèn)識(shí)階段的思維形式，是思維活動(dòng)的外化表現(xiàn);第二，推理是收集整合的判斷組成的，又有其獨(dú)特性。筆者認(rèn)為，在化學(xué)學(xué)科中關(guān)于 “推理”的理解可以是多方面的，但都屬于科學(xué)推理，可以理解為：（1）將兩者都看成動(dòng)詞，即根據(jù)證據(jù)提出新假說，并且對(duì)假說進(jìn)行檢驗(yàn)、評(píng)價(jià)及修正等活動(dòng)的思維方式。其中提出新理論是我們所說的“推”的過程，對(duì)理論進(jìn)行篩選與修正是“理”的過程。（2）只將“推”看作動(dòng)詞，而“理”作為我們說的事實(shí)或理論，作名詞使用，推出新的結(jié)論。因此，推理就是人進(jìn)行有意識(shí)的意義建構(gòu)。

1.3 基于證據(jù)推理的整體理解

“證據(jù)推理”是合成名詞，但不能將其理解為簡單的詞語疊加，它們是一個(gè)統(tǒng)一體，是基于證據(jù)的推理，是一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一的整體。證據(jù)是前提條件，推理是思維過程，通過多方觀察從現(xiàn)象或情境中提取有用信息，結(jié)合已有圖示進(jìn)行整合或推演，形成主張，從而獲得結(jié)論。在所有的科學(xué)探究中，學(xué)者都是以科學(xué)的推理思維，進(jìn)行證據(jù)的遷移與表達(dá)。因此在積極主動(dòng)的推理過程中會(huì)讓學(xué)生享受到思辨的快樂，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理的學(xué)科思維方式。

2.模型認(rèn)知的涵義理解

2.1 基于模型的理解

有關(guān)模型的定義有以下幾種說法：（1）模型是指對(duì)于某個(gè)實(shí)際問題或客觀事物、規(guī)律進(jìn)行抽象后的一種形式化表達(dá)方式;（2）通過主觀意識(shí)借助實(shí)體或者虛擬表現(xiàn)構(gòu)成客觀闡述形態(tài)結(jié)構(gòu)的一種表達(dá)目的的物件。學(xué)者們從廣義角度對(duì)模型進(jìn)行分類，可以分為數(shù)學(xué)模型、邏輯模型、結(jié)構(gòu)模型、數(shù)據(jù)模型、理論模型等，而其中與化學(xué)學(xué)科高度相關(guān)的有數(shù)學(xué)模型、課程模型、教學(xué)模型、混合模型、教育學(xué)模型、數(shù)據(jù)模型以及理論模型。當(dāng)下的研究集中在教學(xué)模型與課程模型，即所謂的科學(xué)教育模型。例如，教學(xué)模型就可以是我們在課堂中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究或知識(shí)探究時(shí)證實(shí)或證偽的過程。因此基于素養(yǎng)下的化學(xué)“模型”主要是對(duì)于科學(xué)認(rèn)知與探究過程中進(jìn)行抽象或具體的模型建構(gòu)。

2.2 基于模型認(rèn)知的整體理解

模型認(rèn)知從字面上講，就是基于對(duì)模型的研究，再現(xiàn)本體或相關(guān)客體的本質(zhì)、屬性、功能的一種思維方式。模型對(duì)于化學(xué)學(xué)科的必要性在于化學(xué)學(xué)科的特殊性，它是從宏觀和微觀角度研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與變化，而微觀角度的分子、原子、電子等具有抽象性和不可觀測性，因此需要建構(gòu)模型來揭示本質(zhì)，更契合學(xué)生的認(rèn)知水平，有利于學(xué)生的理解。從學(xué)過的很多理論可以發(fā)現(xiàn)，由于化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，化學(xué)的發(fā)展可以說是對(duì)于模型不斷建構(gòu)、應(yīng)用與修正的過程。例如最經(jīng)典的原子結(jié)構(gòu)模型，通過模型的一步一步發(fā)展更新，深化了對(duì)原子結(jié)構(gòu)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。在科學(xué)活動(dòng)中，對(duì)于模型的建構(gòu)是認(rèn)識(shí)與解釋物質(zhì)所必需的，因此教師應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生積極參與建模活動(dòng)，如“基于證據(jù)進(jìn)行推理，并進(jìn)行模型的建構(gòu)與認(rèn)知，應(yīng)用于微觀知識(shí)領(lǐng)域的本質(zhì)與規(guī)律的解釋，進(jìn)而用于生活現(xiàn)象的分析”。

3.證據(jù)推理與模型認(rèn)知的整體理解

證據(jù)推理與模型認(rèn)知簡單的看是兩者的加和，但并不是簡單的名詞詞組疊加，而是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)過程，通過問題情景或現(xiàn)實(shí)生活發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行證據(jù)采集與整合，提出相關(guān)的假設(shè)，進(jìn)而推理驗(yàn)證，學(xué)生在整個(gè)過程始終處于主動(dòng)思維，對(duì)知識(shí)主動(dòng)建構(gòu)，對(duì)模型主動(dòng)建構(gòu)，進(jìn)而對(duì)知識(shí)更為深入的理解。當(dāng)模型的建構(gòu)對(duì)于宏觀與微觀知識(shí)體系的解釋都是科學(xué)的，則可把該模型應(yīng)用于其他相關(guān)知識(shí)的驗(yàn)證學(xué)習(xí);而當(dāng)微觀知識(shí)與模型不相適應(yīng)時(shí)，需要進(jìn)行二輪的證據(jù)搜集，再次推理，直到宏觀與微觀相統(tǒng)一，即可進(jìn)行模型的認(rèn)知與應(yīng)用。

4.證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的對(duì)于化學(xué)學(xué)習(xí)的意義

在現(xiàn)代教學(xué)理念下，學(xué)習(xí)中主動(dòng)進(jìn)行思維推理是適應(yīng)時(shí)代對(duì)于學(xué)生的要求，從古代到現(xiàn)代甚至到未來，科學(xué)家們都是在觀察與經(jīng)驗(yàn)中獲取證據(jù)，進(jìn)行推理假設(shè)，并最終建構(gòu)相關(guān)模型，學(xué)生則在前人的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)科學(xué)家們的思維方式進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)，老師也需要在教學(xué)中如利用化學(xué)史的情景教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，但并不是所有的科學(xué)事實(shí)都要告訴學(xué)生，應(yīng)該考慮到學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和學(xué)生的接受能力，在此基礎(chǔ)上學(xué)生進(jìn)行推理，加強(qiáng)對(duì)宏觀基礎(chǔ)知識(shí)的理解，最后通過模型進(jìn)行認(rèn)知，加強(qiáng)對(duì)微觀知識(shí)的理解，通過從知識(shí)的起源到模型的認(rèn)知一個(gè)連貫整體的過程，學(xué)生能在整個(gè)過程積極思考，討論，搭建知識(shí)框架，對(duì)于知識(shí)的理解與記憶就更加深刻，利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維，創(chuàng)新精神，實(shí)現(xiàn)有意義學(xué)習(xí)，形成完整的知識(shí)體系，為以后的學(xué)習(xí)做好鋪墊，形成良好的學(xué)習(xí)方式。該核心素養(yǎng)適應(yīng)化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)必備的技能與方式，因此在化學(xué)中具有重要的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]核心素養(yǎng)課題研究組.中國教育學(xué)刊，2016（10）：1-3

[2]嚴(yán)姿.化學(xué)學(xué)科“證據(jù)推理”素養(yǎng)現(xiàn)狀調(diào)查研究[D]. 上海師范大學(xué)， 2019.

[3]楊玉琴 倪娟. 證據(jù)推理與模型認(rèn)知內(nèi)涵解析及實(shí)踐策略[J]. 化學(xué)教育（中英文）， 2019.

[4]趙銘 趙華.“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的內(nèi)涵與教學(xué)研討[J].揚(yáng)州學(xué)校， 2020.

[5]傅愛華.基于證據(jù)推理與模型認(rèn)知的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐[J].華東師范大學(xué)附屬中學(xué)， 2021.