基于證據推理與模型認知素養培養的高中化學教學策略芻議

黃小紅

摘 要：學科核心素養培養是新課改深化創新孕育的新理念，中學化學教學以核心素養理念為指引應特別注意證據推理與模型認知素養培養，通過這一素養的有效培養促進學生化學核心素養的全面提升。文章首先闡述了證據推理與模型認知素養的內涵，進一步對其培養的教學創新策略進行探究，旨在促進學生化學核心素養培養目標的順利實現。

關鍵詞：證據推理與模型認知;高中化學;核心素養

傳統枯燥單一的高中化學灌輸式教學已逐步被革新，當前，核心素養培養已成為各學科教學的主旨。宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新認識、科學態度與社會責任，這五個方面構成了高中化學核心素養，其中“證據推理與模型認知素養”處在承上啟下、融合其它方面素養的關鍵地位，高中化學教學中應特別重視，并創新這一關鍵素養培養的教學策略。下面結合教學實踐，就高中化學課堂學生證據推理與模型認知素養培養的創新教學策略進行探究，與同仁共勉。

一、證據推理與模型認知素養的內涵

證據推理具有不確定性，在假設化學理論認知成立或不成立的基礎上，從多個角度對命題的不確定性進行分析和描述，提取不同的證據并進行綜合整理，隨著證據的增加而縮小假設的范圍，以此來解決學習中的化學問題。而模型認知則可以幫助學生理解物質的本質及特征，通過模型與認知的組合，學生可以深化理解所學習的化學知識點。證據推理的抽象不確定性與模型認知的實物型模型進行綜合運用，極大地幫助了學生對相關化學理論知識的理解和內化，從而促進學生化學核心素養的整體提升。

二、高中化學證據推理與模型認知素養培養創新策略

（一）精心設計教學內容和教學過程

高中化學教學中培養學生的證據推理與模型認知素養，教師應有側重地對教學內容、過程進行設計，做到知識講授引導具有結構化，通過知識結構化的方法增強學生證據推理的深度和廣度，從而提高學生證據推理的準確性。教學的全過程具有一定的邏輯性，要引導學生深刻認識到化學學習中的邏輯性，以此培養學生的邏輯思維，提高學生證據推理的準確性。問題探究設計要有層次化，既要從宏觀的層面對問題進行分析，還要從微觀的角度對問題進行思考，引導學生學會利用直接證據進行論證，同時還要學會通過間接分析與推理尋找問題答案。通過科學合理有效的教學，促進學生的證據推理與模型認知素養不斷提升，支撐學生的化學核心素養培養目標順利達成。例如，在“鎂的提取及應用”教學中，可精心設計結構化的系列問題：“鎂的提取”、“鎂的性質”、“鎂的應用”三部分，使“鎂的提取及應用”相關知識形成有序的結構化。同時創設情境：“著名化學家戴維在1807年發現了金屬鈉，隨后他又在1808年發現了金屬鎂，當他對鎂這一化學物質進行研究的時，認為鎂的化學性質和鈉應該有許多相似之處，那么他的猜想究竟正不正確呢？然后讓學生通過自主思考、小組合作、實驗探究等方式根據這一情境問題進行證據推理。在推理過程中，有的小組查閱資料、有的小組選擇實驗探究、有的小組則采用結構分析法，在問題任務的驅動下，學生需要通過證據尋找、探究的方式對問題進行推理驗證，有效激發起學生探究意識，學生通過對問題解決建立知識模型，由此形成知識網絡，豐富了對該部分知識的認識，拓寬證據推理的廣度。

（二）引導學生結合證據開展問題探究

問題探究需要有理有據，高中化學教學中，教師應有意識地培養學生的問題意識，引導學生結合證據開展問題探究，幫助學生提升分析問題、獲得有效信息的能力。結合證據對題目中的疑點進行探究挖掘，并依據題目的客觀要求對未知事物進行假設，可以幫助學生有效地克服定勢思維模式的弊端，使學生能夠掌握解決問題的思路和方法，幫助學生進行科學建模。例如，在教學“原子結構與元素的性質”時，學生對于物質的認識從簡單的化學反應轉移到了化學元素的結構上。在這節課中，學生需要掌握元素的性質與原子結構的關系，教師可以引導學生建立原子模型來理解元素的活潑性與原子結構的關系，如某元素M原子的次外層電子數等于最外層電子數的2倍，由該元素構成的5.6g單質與足量O2充分反應，可得到12g化合物，請畫出該原子的結構示意圖”，學生根據“元素M原子的次外層電子數等于最外層電子數的2倍”得出元素M的最外層電子數可能為4個，次外層電子數為8個，也可能是次外層為2個電子，最外層為1個電子，該元素可能是Li或Si元素。當然，還可以應用更多的證據來證明或確認以上得出的結論，比如題中還已知了該元素構成的單質與氧氣反應的質量比為7：8，而兩種元素的單質分別與氧氣反應方程式為4Li+O2=2Li2O，Si+O2=SiO2，計算可知，兩個反應中反應物的質量比都是7：8，從而也就確認了我們的結論是正確的。依據證據進行化學建模的過程中，學生可以參與到解決問題的各個環節中，思考證據與化學模型的聯系，這不僅有助于學生熟悉和掌握化學原理，還可以幫助學生對化學知識進行反復揣摩，幫助學生建立邏輯思維。

（三）幫助學生建立思維模型順利解決問題

證據推理階段是基于化學實踐和化學原理的推理和判斷，也是化學學習的重要環節。在建模活動中，任何假設推理的驗證都需要現實依據來輔助。只有學生認識到推理過程中證據的重要性，才能更好地加強邏輯思維的發展。在化學題目中，每一點提示或是數據都包含一定的信息，學生可以通過分析這些細節，獲得一定的提示和靈感，來拓展和完善化學模型。從證據的角度出發進行推理，可以培養學生理性思考、客觀推理的意識，幫助學生提升學科核心素養。例如，在教學“影響化學反應速率的因素”時，由于學生需要掌握的知識點比較瑣碎，教師可以通過開展專題探究的方式來幫助學生建立模型、形成證據推理思維。本節課中，學生需要熟悉掌握的是可逆反應的平衡問題。例如，在容積可變容器中進行反應C（s）+H2O（g）？CO（g）+H2（g），增加碳的量或減小容器容積，反應如何進行？分析該題目時，學生能從題干中獲得的信息是能改變壓強的物質只有氣體。也就是說增加碳的含量對反應沒有影響，而容器容積減小的操作會使氣體濃度變大，反應向氣體分子數減少的方向進行。教師可以幫助學生建立起思維模型，幫助學生理順解決問題的方法和途徑。思維模型的建立標志著學生邏輯思維的成熟，有助于提高學生的問題意識，幫助學生更好地依據化學數據進行歸納推理。

（四）布置開放性課后作業強化核心素養培養

課后作業是夯實學生學習成果的重要途徑，在高中化學教學中側重培養學生證據推理與模型認知素養，教師可以通過布置一些開放性的作業，對學生的核心素養進行完善與補充，進一步推動學生的綜合發展。例如，以小組為單位討論化學知識的形成過程，梳理知識間的邏輯關系并自主繪制相關的思維導圖;聯系學生實際生活，鼓勵學生自主設計微型化學實驗，對化學知識的科學性進行驗證等，讓學生在不斷搜集證據、建立模型的過程中，實現自身化學核心素養的提升。

總之，核心素養理念引領下的高中化學教學，應特別注重學生證據推理與模型認知素養培養，實踐教學中，教師要不斷地深研創新教學策略，遵循新課改的要求，設計符合學生實際學習情況的教學方案，有側重地培養學生的證據推理與模型認知素養，確保學生獲取終身發展的必需品格和必備能力。

參考文獻：

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