把握證據推理與模型認知內涵，促進高中生發展

智瑩

【摘要】證據推理與模型認知是化學學科核心素養的重要內容，是當前高中化學教學中培養學生主要能力的目標之一。但客觀上而言，這一能力素養的提高具有一定難度，并非一蹴而就的。基于這一背景，本文展開了關于證據推理與模型認知的探究，通過分析該素養的具體內涵、當前該素養的提升困境，給出了該素養的提升路徑，旨在進一步促進學生綜合能力的提升。

【關鍵詞】證據推理與模型認知;核心素養;高中化學

培養學生的證據推理與模型認知素養是高中化學學科的重要任務，它關系到學生化學學科的學習質量和成效。但在目前教學實踐方面，化學教師普遍反映該素養的培養和提升難度比較大。為提升學生證據推理與模型認知素養，化學教師采取了很多方法來開展教學。但不論用哪種方法，有效把握該素養的真正內涵始終是最為關鍵的要點，因此，接下來，本文就從以下三個方面來具體分析該素養的提升路徑，以有效促進學生的證據推理與模型認知素養的進一步發展和提升。

一、證據推理與模型認知素養對促進高中生發展的重要意義

證據推理與模型認知對于學生而言屬于高階思維能力。通過證據的推理、模型的分析和認知，學生的邏輯思維能力、推導能力、發散思維能力等眾多能力都將得到有效的鍛煉和提升。同時，這些思維意識一旦形成，反過來又會提高學生對具體的知識學習和原理認識方面的興趣和自信心，進而提高他們的思維水平，豐富他們的基礎知識。所以，證據推理與模型認知素養的提升對學生有十分重要的意義和價值。實踐證明，在目前的高中化學學科教學中，證據推理與模型認知的重要性已經被教師意識到，并將其融入化學教學中，收獲了良好的教學效果。學生通過對證據推理與模型認知的掌握和學習，其綜合思維能力也得到了有效提升[1]。

二、當前證據推理與模型認知素養提升的困境

近年來，在教學改革的背景下，學科核心素養逐漸成為教師教學質量、學生學習效果的衡量標準之一。越來越多高中化學教師開始重視素養的提升，將素養與實際化學教學相結合，尤其是核心素養中的證據推理與模型認知。但同時，我們也應看到在實際的高中化學學科教學中，對學生證據推理與模型認知這一素養的培養有很大的難度。高中生對該素養的認識存在偏差，學習興趣偏低。教師在培養高中生證據推理與模型認知素養方面收效甚微，教學中依然存在不少問題，其中比較典型而且突出的問題有：教師培養方法不合理、不科學，在證據推理與模型認知素養培養中缺乏師生互動，不注重化學實驗的應用等。這些問題的存在不利于學生高中化學學科核心素養的提升和發展，因此，教師在實際教學中要給予重視。

三、證據推理與模型認知素養提升路徑

（一）科學探究，培養證據推理能力

科學探究是一種方法，更是一種品質。它主要的作用是提高學生的實際推理、分析能力，提高學生學習興趣。因此，在學生證據推理與模型認知素養培養和提升方面，教師需要加強對科學探究的關注，將科學探究和化學教學有機結合起來，使學生通過科學探究去剖析化學相關知識，把握不同化學現象之間可能存在的聯系，探究化學現象和化學原理之間的有機聯系和關系機制等，從而不斷提高學生的證據推理能力和化學學習質量，促進學生的發展[2]。

例如，在高中化學教材第三章第一節“鐵及其化合物”教學中，教師在引導學生理解鐵及其化合物的相關理論知識的同時，可以嵌入“鐵及其化合物的性質”實驗活動，讓學生通過具象化的實驗從科學的角度記錄、分析、掌握鐵及其化合物的性質。首先，教師可以引導學生從氧化還原反應角度猜想：三價鐵具有氧化性，鐵具有還原性，兩種性質兼有的是二價鐵。接下來，教師組織學生開展實驗探究活動，指導學生開展鐵及其化合物性質的實驗，引導其記錄結果，推理猜想是否正確，如果不正確，那么通過實驗，得到的科學結論是什么。

通過上述實驗內容與記錄、實驗現象和結論（見表1），學生推理和驗證了之前猜想的正確性。類似這種用實驗來驗證假設結論或現象的章節還有很多。這一科學推導方法可以有效深化學生對化學原理、化學規律的認知，培養高中生的證據推理意識。

（二）微觀探析，提升模型認知素養

微觀探析是開展化學研究的一種重要方法。這一方法在學生的模型認知素養提升方面也同樣具有很好的作用。一般而言，化學學科的模型是對化學原理和規律的解釋，同時也是對宏觀世界進行探索的工具，因此，化學模型的重要性不言而喻。尤其是在微觀層面的探析中，化學模型的作用更是不能忽視。所以，在培養學生模型認知素養的過程中，教師要關注到微觀探析，借助相應的微觀探析方法深化學生對模型的認知。

（三）創設對話情境，提升論證能力

師生之間的對話與溝通互動是培養學生證據推理與模型認知能力的必要手段。客觀而言，高中階段的學生經歷了初中階段化學學科相關知識的學習，不論化學基礎知識積累，還是論證能力都有一定的提升。但教師也應看到高中階段的化學學科難度更大，對學生推理能力、論證能力的要求也更高。因此，在化學教學中，尤其是在學生論證能力培養和提升的過程中，教師要加強和學生的互動，以對話的形式來引導學生的思維，讓他們不斷朝著探究目標進行相關化學知識的探究與分析，并啟迪思維和智慧，更好地擺脫化學探究困境，實現論證能力的提升。

在高中化學教材第七章第三節“乙醇和乙酸”中“乙醇、乙酸的主要性質”的實驗教學中，教師可以將師生對話情境創設應用到教學中，以引導學生的思維，啟發學生的意識，增強學生的論證能力。首先，教師可以提問：從剛才的乙醇和銅的實驗中，你們觀察到了哪些現象？學生1：銅絲經過灼燒變成了黑色;學生2：插入乙醇中后，銅絲從黑色變成紅色，而且聞到了刺鼻氣味……教師：這些現象說明了怎樣的原理呢？請大家進行小組討論！學生代表：乙醇與氧化銅反應，氧化銅被還原為銅，乙醇被氧化。通過這樣的師生互動模式，學生的思維從化學表面現象被引領到了化學本質規律的推導中，學生的論證能力得到了有效的培養和提升。

（四）導入科學實驗，完善化學模型

化學離不開科學實驗。不論化學元素特征、原理還是化學現象，學生都需要通過一定的化學實驗來進行驗證和推導。這樣不但可以增強學生的推理能力、求真求實的科學精神，而且能讓學生進一步觸摸化學學科的本質，將抽象、生澀的理論知識符號轉化為具體生動的實驗現象，從中總結化學知識或現象的特點，從而發現規律，進而構建出科學的化學模型，借助化學模型進一步推導和分析相關化學知識，達到聞一知十的目的。因此，在培養學生的證據推理與模型認知素養時，教師要重視對科學實驗的應用，借助合理、貼切的實驗去深化高中生對化學的認知，不斷完善和提煉化學模型，最終達到幫助學生掌握化學學科知識、提升綜合思維能力的理想效果。

在高中化學教材第五章“化工生產中的重要非金屬元素”章節內容教學中，教師就可以引入“用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子”的實驗來增強學生的模型認知能力。首先，教師根據學生已掌握“BaCl2、NaOH、Na2CO3性質及化學反應規律”的基礎上，引導學生設計實驗步驟、準備實驗物品。其次，教師指導學生依照設計好的實驗步驟進行實驗，并記錄、觀察實驗現象，通過這些現象來不斷完善有關BaCl2、NaOH、Na2CO3物質性質和規律的模型，以加強學生對上述物質的性質、反應和具體應用的掌握能力。例如，在除去Mg2+時，加入稍過量的NaOH溶液可將其轉化為沉淀，過濾除去。這是利用化學沉淀法去除粗鹽中雜質離子的重要方法和步驟，通過這樣一個實驗，學生對不同化學物質之間的成分構成和化學反應認知有了進一步理解，并形成科學意識，嘗試通過科學實驗去完善化學模型，培養化學學科核心素養。

總之，證據推理與模型認知素養是化學學科核心素養的重要組成部分，是學生化學學習水平提高的重要表現。因此，在高中化學學科教學中，教師必須重視對學生證據推理與模型認知素養的培養，并有效把握其內涵，從而有效提升學生的證據推理與模型認知素養，提高其高中化學學習能力。

【參考文獻】

孫磊，孫國輝，徐潔，等.指向證據推理與模型認知的“有機反應再認識”教學[J].化學教育（中英文），2020，41（13）：28-36.

李斌，李繼良.從化學學科核心素養到高中生學習活動：基于證據推理與模型認知的“空氣”教學[J].化學教育（中英文），2020，41（03）：52-60.