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：高中化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，是高中生綜合素質的具體體現。其中“證據推理與模型認知”是化學實驗探究的思維本質與基礎，也是宏微結合與變化平衡的論證依據。在高中化學教學中，教師要特別注重學生化學思維能力培養，增強學生的證據推理與模型認知素養，為學生化學綜合能力提高提供保障，下面對此進行分析。

關鍵詞：高中化學;證據推理;教學策略

“證據推理與模型認知”是化學學科研究的思維起源與本質體現，研究近年來的高考內容，我們能明顯地感覺到越來越注重能力的考察，傳統的教學方式越來越不能滿足國家選拔培養人才的需要，再加上高中化學知識相對有深度，也相對抽象。因此高中化學教師需要全面提高對學生核心素養的培養力度，本文就如何在課堂教學中對學生進行“證據推理與模型認知”素養培養進行介紹。

一、通過科學探究強化邏輯思維能力

化學是一門建立在科學探究基礎上的課程，其對于學生本身的實際操作水平有較高的要求。高中化學教師要通過逐步指導學生建立科學的調查系統，并在發展學生提供證據和建立模型認知能力的堅實基礎上，重視發展學生的邏輯思維能力。老師們還應當設定適當的教育目標，傳達重要的有關知識點，減少學生的學習困難，為發展學生的化學能力打好基礎。

例如：教師在引導學生學習魯科版高中化學《化學反應原理》這一部分的“水溶液的行為”知識時，在教學過程中，教師可以首先創建一個對應的思維導圖，并向學生展示該章的主要內容：電離平衡常數，平衡運動和鹽水解。本章中的教學內容基于學生對可逆電離的了解。影響電離平衡的因素是學生在學習中的一個難點，在教學過程中，教師從學生的認知情況入手，給出學生問題：相同體積、相同濃度的鹽酸和醋酸分別與鎂條反應，其反應速度有什么不同？學生根據自己獲取的知識能輕松地回答出“鹽酸與鎂條反應速度比較快”，接著教師引導學生進一步思考“為什么鹽酸和鎂條反應的速度要快？”，學生可以提出與鹽酸的酸性比較強有關，在此基礎上，教師將醋酸電離平衡方程式展現出來，并引出電離平衡的概念，幫助學生理解概念知識。隨后教師讓學生思考有哪些要素會對電離平衡帶來影響，學生結合學到的知識提出溫度、壓力等都會對電離平衡造成影響。在此基礎上，教師引導學生采取控制變量法進行實驗探究，保持溫度相同，并在濃度一樣的情況下，分別用醋酸、氫氟酸與金屬鎂反應，測量PH值來進行自己的實驗。同時，老師加熱醋酸以測量PH值，通過的實驗搜索捕獲了這部分知識，強化了學生對知識本質的理解，培養了學生的證據推理能力。

二、構建特殊情境培養學生證據推理水平

對高中學生來說，他們本身缺乏良好的科學探究能力，必須在特定的情境下才能開展化學探究、推理活動。因此，在教育過程中，教師通過自主思考創造研究和思考的氛圍，讓學生逐漸了解化學定律，使用證據進行化學現象的思考和推理。教師應該鼓勵學生敢于發問質疑，得出結論并提高使用知識的能力。

例如：教師在引導學生學習《弱電解質電離，鹽類水解》中的知識點時，為了讓學生更好地進行推理、論證，在教學中，教師可以借助問題引導學生互動交流，在互動中實現推理論證。例如：假設在相同條件下，NaX，NaY和NaZ的PH值逐漸變小，問其響應酸的PH值為多少？教師給出學生問題后，讓學生通過小組活動進行討論、探究、推理，促使學生能在探究中掌握影響鹽水解的知識，以及諸如濃度和溫度之類的外部因素。在日常教學活動中，教師要特別注重指引學生反思自身的知識體系，對存在的缺陷進行完善、補充，保證學生知識學習的系統性。此外，為了增強學生對化學理論知識本質的把握，教師還可以指導學生開展必要的化學實驗。例如：緩慢加熱FeCl3溶液，對其水解速度進行觀察，同時還可以在實驗中加入適量的堿性溶液、少量鐵粉、氯化銨等，讓學生對實驗現象、實驗結論進行分析，結合自身認知推斷出相應的結果，最終獲得了鹽水解的規律：溫度越高，水解越快。通過這樣的探究活動，學生既可以掌握水解原理的知識點，又能培養學生的實驗操作水平、化學推理論證思維，能強化學生化學核心素養發展。

三、結合模型架構完善系統知識體系

該課程教學與化學模型的應用密不可分，高中生的化學模型利用能力將會直接影響到其化學學習質量。在實踐中，高中化學教師必須引導學生充分了解到化學模型架構特征，理解化學模型特點，然后在結合相關信息構建化學模型，結合化學問題。

例如：教師在引導學生學習《物質結構》的相關內容時，由于在化學領域中，物質結構通常起著重要作用，因此教師可以首先將其用作理解碳原子共同結構的基礎。同時，老師講解了有關結構的概念。在此過程中，教師得出物質的相關屬性，推論出同位素之間的異同，并繼續系統地計劃有關物質結構的相關知識，同時又加深了學生的邏輯思維。在測試該過程中的鍵斷裂反應，研究相關的化學反應機理以及更好地理解相關特性的條件下，能夠證明物質內部結構的相對變化。同時，老師首先創建一個模型供學生測試相關項目，通過實驗研究了解相關特征，然后指引學生對模型進行完善，并明確利用模型的根本目標。在教學中，教師需要先引導學生分析物質的物理性質，在此基礎上進行相應的拓展，如“異構體”的知識，使學生更容易研究實驗和計劃知識系統。在教學過程中，教師還可以為學生詳細介紹怎樣對一種物質的特性進行測試，并利用相應的模型、多媒體視頻進行剖析，便于學生感知。

四、信息化技術運用，促進學生發散思維構建

化學模型的構建是促進學生發散思維能力提升的關鍵，而作為化學知識體系中的重要組成部分，微觀化學知識的學習常面對較大的困難。這是由于很多學生對微觀化學沒有形成模型認識，加之化學基礎相對薄弱，由于對宏觀物質的思維定式因素使然，學生對“摸不到、看不到”的微觀化學難以進行化學模型的構建。在以往的化學微觀知識教學中，由于受限于教學條件，很多教師只是通過實物模型、圖片等直觀教具向學生展示微觀化學的世界，這種教育并不能很形象的展示微觀粒子的運動特征，難以在學生頭腦中構建出形象化的微觀粒子模型，不利于加深學生對微觀世界的認識。因此，在開展化學核心素養教育過程中，尤其要關注學生模型意識的形成，培養學生的抽象思維能力。這就要求教師在教學過程中可以充分利用信息化技術，為學生營造探究氛圍，將原本十分抽象難懂的化學知識以形象化的模式進行展示，并鼓勵學生基于證據進行推理，增強對微觀化學的認識能力，得出微觀化學物質的相關屬性，構建知識體系。

以魯科版化學《原子結構》的教學為例，在教學過程中教師可以利用多媒體演示的方法來更好地展示微觀原子的結構特征，利用三維投影等來創設“原子結構”模型，向學生提出探索問題。通過多媒體展示，學生觀察了微觀化學世界的原子結構和運動現象，并根據這些現象進行了適當的分析和推斷，最終掌握微觀化學模型和相關的規律。在生動趣味性的多媒體展示過程中加深學生對原子結構的認識，更清晰、生動的展現原子內部的結構關系。利用多媒體視頻的方式來構建原子內部粒子運動的關系模式，學生也更容易理解微觀粒子是在不斷運動的性質，在頭腦中形成對原子結構模型的直觀認識。現代信息技術相比于書本展示的更加清晰明確，是學生認識微觀化學世界，學習微觀化學知識的一個非常有效的方法。

結束語

在高中教育中，通過化學教育可以很好地培養學生思維能力、創新能力、操作能力，有助于學生的綜合發展。新課程標準指出在化學教學中需要特別注重培養學生的核心素養，而“證據推理與模型認知”則是化學核心素養的關鍵部分，通過培養學生的這部分能力，可以讓學生對知識進行否定、推理、論證的過程，有助于學生對知識本質的把握。在高中化學教學中，學生“證據推理與模型認知”能力的培養是相互融合的，所以教師要指引學生學會在證據推理中認知模型，在模型利用中進行證據推理。同時教師還可以在教學中，通過多樣化的手段，如創設情境、合作探究、情感互動等，培養學生的物質解釋思維，使得學生能結合物質變化的規律制作出相應的模型，利用模型來解決相應的化學難點。教師在教學過程中，也需要著重培養學生的化學思維，讓學生可以學會用科學的方式開展證據推理，激活學生的學習熱情，通過學生感興趣的話題、問題，指引學生探索化學規律，并通過具體的化學實驗提升學生的證據推理、模型認知能力。對當代高中生來說，他們的思維還不太成熟，習慣于依靠自身實際經驗來獲取知識，所以教師要注重引導學生樹立新的思維觀念，要敢于提出自己的觀點、想法，主動地創新、創造。

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作者簡介：朱春筍.出生年月：1976年11月;性別：男;籍貫：山東省濟南市;民族：漢;學歷：本科;職稱：高級教師;研究方向：中學化學課堂教學;單位：濟南市歷城第五中學