关于中学化学“证据推理与模型认知”素养的解析

于亚萍

摘要：新标准要求，将化学学科素养的培养作为主旨。其中“证据推理与模型认知”贯穿于学生探究学习的全过程，是核心素养的思维核心。通过建立认知模型，对现象和规律的本质进行分析与解释。因此应重视该素养的发展和运用，帮助学生形成基于证据，得出结论的逻辑思维，为后续学习做好铺垫。

关键词：证据推理;模型认知;核心素养

化学核心素养是学生必备的科学素养，而据已有研究，中学生的“证据推理与模型认知”能力水平仍较低，这与我国传统的灌注式教学方式与应试教育思想有关。因此本文拟通过对该素养的深入解析和思考，从概念到意义引起大家的关注与重视。

1.证据推理的涵义理解

1.1 基于证据的理解

对于证据的定义有很多种说法，各类字典与网络的解释说法也很多，但中心意思是一致的，以百度百科的解释：为用来证明事物的依据。而在化学学科领域，证据一般指的是科学事实，即在学生探究活动中，用以证明提出的猜想、假设以及从未知到达已知领域的事实性材料。在化学中证据一般是与数据或知识有关的信息，而数据通常是来源于我们平时做的或教师演示的实验现象或调查结果等。但并不是所有的信息都能成为用于推理的证据，只有符合客观性、科学性的信息才有可能成为用以帮助我们的证据。在化学教学中应有意识地去培养学生收集证据的能力，以此对物质的性质及变化提出可能的假设。

1.2 基于推理的理解

推理本质上可以指人们思维的一种基本形式。综合多种解释，具体含义包括：第一，推理属于理性认识阶段的思维形式，是思维活动的外化表现;第二，推理是收集整合的判断组成的，又有其独特性。笔者认为，在化学学科中关于 “推理”的理解可以是多方面的，但都属于科学推理，可以理解为：（1）将两者都看成动词，即根据证据提出新假说，并且对假说进行检验、评价及修正等活动的思维方式。其中提出新理论是我们所说的“推”的过程，对理论进行筛选与修正是“理”的过程。（2）只将“推”看作动词，而“理”作为我们说的事实或理论，作名词使用，推出新的结论。因此，推理就是人进行有意识的意义建构。

1.3 基于证据推理的整体理解

“证据推理”是合成名词，但不能将其理解为简单的词语叠加，它们是一个统一体，是基于证据的推理，是一个有机统一的整体。证据是前提条件，推理是思维过程，通过多方观察从现象或情境中提取有用信息，结合已有图示进行整合或推演，形成主张，从而获得结论。在所有的科学探究中，学者都是以科学的推理思维，进行证据的迁移与表达。因此在积极主动的推理过程中会让学生享受到思辨的快乐，培养学生证据推理的学科思维方式。

2.模型认知的涵义理解

2.1 基于模型的理解

有关模型的定义有以下几种说法：（1）模型是指对于某个实际问题或客观事物、规律进行抽象后的一种形式化表达方式;（2）通过主观意识借助实体或者虚拟表现构成客观阐述形态结构的一种表达目的的物件。学者们从广义角度对模型进行分类，可以分为数学模型、逻辑模型、结构模型、数据模型、理论模型等，而其中与化学学科高度相关的有数学模型、课程模型、教学模型、混合模型、教育学模型、数据模型以及理论模型。当下的研究集中在教学模型与课程模型，即所谓的科学教育模型。例如，教学模型就可以是我们在课堂中进行实验探究或知识探究时证实或证伪的过程。因此基于素养下的化学“模型”主要是对于科学认知与探究过程中进行抽象或具体的模型建构。

2.2 基于模型认知的整体理解

模型认知从字面上讲，就是基于对模型的研究，再现本体或相关客体的本质、属性、功能的一种思维方式。模型对于化学学科的必要性在于化学学科的特殊性，它是从宏观和微观角度研究物质的组成、结构与变化，而微观角度的分子、原子、电子等具有抽象性和不可观测性，因此需要建构模型来揭示本质，更契合学生的认知水平，有利于学生的理解。从学过的很多理论可以发现，由于化学的学科特点，化学的发展可以说是对于模型不断建构、应用与修正的过程。例如最经典的原子结构模型，通过模型的一步一步发展更新，深化了对原子结构本质的认识。在科学活动中，对于模型的建构是认识与解释物质所必需的，因此教师应有意识地引导学生积极参与建模活动，如“基于证据进行推理，并进行模型的建构与认知，应用于微观知识领域的本质与规律的解释，进而用于生活现象的分析”。

3.证据推理与模型认知的整体理解

证据推理与模型认知简单的看是两者的加和，但并不是简单的名词词组叠加，而是相互关联的两个过程，通过问题情景或现实生活发现问题并进行证据采集与整合，提出相关的假设，进而推理验证，学生在整个过程始终处于主动思维，对知识主动建构，对模型主动建构，进而对知识更为深入的理解。当模型的建构对于宏观与微观知识体系的解释都是科学的，则可把该模型应用于其他相关知识的验证学習;而当微观知识与模型不相适应时，需要进行二轮的证据搜集，再次推理，直到宏观与微观相统一，即可进行模型的认知与应用。

4.证据推理与模型认知素养的对于化学学习的意义

在现代教学理念下，学习中主动进行思维推理是适应时代对于学生的要求，从古代到现代甚至到未来，科学家们都是在观察与经验中获取证据，进行推理假设，并最终建构相关模型，学生则在前人的基础上，学习科学家们的思维方式进行化学学习，老师也需要在教学中如利用化学史的情景教学培养学生的证据意识，但并不是所有的科学事实都要告诉学生，应该考虑到学生的认知发展水平和学生的接受能力，在此基础上学生进行推理，加强对宏观基础知识的理解，最后通过模型进行认知，加强对微观知识的理解，通过从知识的起源到模型的认知一个连贯整体的过程，学生能在整个过程积极思考，讨论，搭建知识框架，对于知识的理解与记忆就更加深刻，利于培养学生的学科思维，创新精神，实现有意义学习，形成完整的知识体系，为以后的学习做好铺垫，形成良好的学习方式。该核心素养适应化学学科的特点，是中学化学学习必备的技能与方式，因此在化学中具有重要的价值。

参考文献

[1]核心素养课题研究组.中国教育学刊，2016（10）：1-3

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