高中化學教學中培養學生證據推理與模型認知素養

摘 要：化學學科核心素養對學生的未來發展具有重要的作用。為了在教學過程中進一步落實立德樹人的根本任務，確保學生化學核心素養的有效提升，并將課程作為重要載體，實現化學課堂教學的拓展，教師需要針對學生的化學學習過程進行重點教學，并且每節課要梳理出重點內容，讓學生在掌握這些內容的基礎上進行具體應用。本文將對高中化學教學中與證據推理和模型認知素養相關的內容進行綜合闡述，希望能夠為相關的教育者提供一些建議。

關鍵詞：證據推理;模型認知;高中化學;培養路徑

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-9192（2021）08-0019-02

引? 言

在培養學生化學學科核心素養的過程中，教師不能簡單地對每節課的內容進行講解，而要將核心素養的要求和學科知識結合起來，使學生在學習過程中真正理解學習內容，并潛移默化地培養學科核心素養。針對這個要求，教師在教學中要進一步強調與教學相關的內容，對知識中蘊含的核心素養內容進行挖掘，并采取有效的教學策略。

一、內涵與課程目標

（一）內涵

學生需要具備一定的證據意識，并能夠根據證據對物質組成、結構及變化的內容做出相應的假設，還可以運用分析推理來對此進行證實，通過分析推理的方法，對研究對象的本質特征、構成要素及互相之間的關系有更深入的了解，并構建相對應的模型。此外，學生要能夠運用模型來對化學現象進行解釋，并從現象中總結規律，看出本質問題。

（二）課程目標

從證據推理與模型認知的課程目標來看，學生要學會收集各種證據，對物質的性質與變化提出相應的假設，在證據的基礎上做好分析推理。對于證據與結論之間的關系，教師應進行適當的解釋，確立與科學結論相關的途徑和依據，讓學生認識到化學現象與模型之間的聯系，同時應用模型來對物質的結構性質與變化進行具體的描述，并對物質與變化結果的可能性做出相應的預測。從物質與變化的信息建構模型來看，針對化學問題思維框架的梳理與解決，需要教師的耐心指導來實現[1]。

二、核心素養的內容

（一）隱性知識

以有機化合物分子苯的具體教學過程為例，有機化合物分子本身是有一定的空間結構的，通過對甲烷、乙烯、乙炔及苯進行分析可知，碳原子的成鍵特點是具有一定規律的。對于有機物分子空間結構的分析，我們要先從其組成元素開始探索，然后是分子式，再尋找其中的證據，最后對分子結構進行有效的解構與組合，形成研究閉環。

研究有機物性質的方法，要從分子結構來分析，也就是要以碳的成鍵特點為基礎來對信息進行預測，然后通過事實與實驗的配合做好驗證，最后在學科觀念中，學生需要認識到決定有機化合物的空間結構及主要性質的元素。

（二）關聯的核心素養

化學學科內容所關聯到的核心素養主要有三個方面。第一，有關證據推理與模型認知的內容，也就是要從事實的依據來出發。例如，對苯的分子式進行探究，假設出一個苯分子的結構，并對此展開分析，推理證實該分子是否符合相關的化學性質，然后形成邏輯關系的內容，還可以進一步建立運作模型。第二，有關的化學式會牽涉宏觀變形與微觀探析的核心素養，根據事實與實驗現象來辨認苯的性質，在形成結論后，再從碳原子的呈現方式來對苯的具體性質做好相應的補充。第三，在實驗探究過程中，教師要精心設計實驗，引導學生探究苯的性質，再尋找對應的證據去驗證假設。

（三）教學資源分析

歷史上有很多科學家根據物質的分子結構做了相關實驗[2]，他們通過多種方式收集了許多相關的證據，在經過多次的假設與證明后，利用科學儀器對分子的結構進行檢測。這就是一個漫長的證據推理與模型認知的過程。從科學家的實驗中，我們可以看到所有的數據和探究過程，都可以作為重要的科學資料依據。教師可以展示出來，讓學生從中獲取有效信息，并利用這些信息進行分析推理，通過實驗來確認分子的結構，了解到碳的常見特點與性質關系模型等，形成正確的科學思想觀，并掌握具體的方法。

三、實踐分析

培養學生的證據推理和模型認知素養是化學教學的目標之一。教師經過科學探究的方式來引導學生學習相應的科學知識，能夠讓學生根據事實提出相關的問題并進行假設，最終通過驗證來得出結論。例如，在探究過程中，學生可以從宏觀和微觀的角度來綜合分析苯的性質、苯的鹵代物結構等，通過證據推理的方式來具體分析苯的結構模型、碳的呈現類型與結構性質等。從回歸課堂教學的角度來看，教師可以讓學生深刻體會證據推理、模型認知等方面的探究學習過程，進一步提升學生的推理能力和模型認知能力，促進其核心素養的發展[3]。

在化學教學中，教師在培養學生實驗能力的過程中，可以進一步提升學生對知識的認知能力，進而充分發揮化學知識體系的作用。教師要讓學生認識到知識的重要性，通過特定問題的驅動引導學生選取對應的角度，使他們經過推理之后形成一定的認知路徑并實現目標。這便是通過證據推理與模型認知來達到的教學效果，能讓學生在知識認識和素養發展上都有所進步。同時，在思考相關內容的過程中，教師要針對不同核心素養的內涵目標及形成路徑，做好相應的研究。

教師在與學生交流的過程中，要讓學生充分感受到以核心素養為導向的教學設計內容與實施情況。學生在課堂上的收獲是包含多個層面的。在經過課程研究后，學生對證據推理和建立認識模型的科學方法有了全面的認知。這樣，學生就可以掌握系統的科學探究方法，學會在學習過程中針對證據進行收集和提出假設，通過推理驗證來證實最終的結論，以嚴密的邏輯性為基礎建立模型，進而解決實際問題。這是化學教學中教師需要向學生強調的關鍵要素，而且在探究過程中，教師是要秉持著科學的態度來幫助學生在學習研究的道路上走得更為穩健[4]。

通過化學學習，學生對物質世界會有更深入的了解，能開闊自己的視野，將所學知識應用到生活中，進而增強成就感。但是，這些都需要建立在一定的依據基礎上[5]。很多學生對化學知識的概念模糊，很可能會導致在日常生活中對化學知識實施了錯誤應用，所以教師在教學過程中要及時糾正學生的一些錯誤想法和操作。

結? 語

總之，在化學教學中，教師要始終著眼于長遠的規劃，讓學生的核心素養得到有效培養，同時要讓學生在學習過程中明白化學學科核心素養是提升他們化學綜合水平的重要途徑?；诖?，教師要將證據推理與模型認知融入日常教學中，讓學生理解其內涵，并進行有針對性的學習[6]。從不同知識所具有的核心素養價值來分析，教師針對教學內容做好相應教學設計與實施，使核心素養與課堂教學內容完美結合。

[參考文獻]

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廖偉梁.指向“證據推理與模型認知”的教學研究：以“電解池電極反應的書寫”復習課為例[J].化學教與學，2019（06）：47-50.

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胡玲燕.“證據推理與模型認知”素養培養在化學教學中的體現：以“從海水中提取溴和碘”為例[J].中學化學，2019（05）：16-18.

林新敏.高中化學教學中“證據推理與模型認知”核心素質的培養[J].當代家庭教育，2019（28）：102.

基金項目：本文系2019年度莆田市名師專項課題“基于證據推理與模型認知的初高中化學教學銜接策略”（立項編號：PTMS19013）的研究成果。

作者簡介：楊明輝（1983.7-），男，福建莆田人， 本科學歷，中學一級教師，研究方向為高中化學教學。