基于证据推理与模型认知的高中化学核心素养培养

王巍

【摘 要】 作为高中化学的核心素养之一，证据推理与模型认知对提高学生的学习能力起着重要的作用。本文简要阐述了证据推理与模型认知核心素养的概念及高中化学课堂存在的问题，并以提高学生的化学素养为目标探讨教学方法，以期能实现更高效的课堂教学。

【关键词】 证据推理  模型认知  高中化学  策略

前言：

新课程标准明确指出了化学学科素养的五个维度，也为培养学生的化学综合能力提供了标准。但在课堂教学中由于分数的压力，教师与学生往往缺乏探索式的互动，从而导致学生难以获得证据推理与模型认知素养的培养。因此，本文将针对以上问题展开讨论。

一、对证据推理与模型认知核心素养的解读

（一）证据推理的含义

证据推理又称登姆普斯特—谢弗推理方法，简称D—S推理。D—S推理是将假设视作一个集合，并且对命题的不确定性作多角度的描述，进而对从不同性质的數据源中提取的证据，利用正交求和方法综合证据，通过证据的积累缩小集合，从而获得问题的解。所以以化学学科为背景的证据推理就是通过实验操作和观察获得有关实验和科学事实的证据，并对这些证据进行分析、假设和推理，最后得出结论，并进一步探索结论与证据之间的内在联系和逻辑关系。

（二）模型认知的含义

化学中的模型有很多种，“思维模型”和“物质模型”是主要的两类。其中，“物质模型”包括晶体模型、有机分子球棍模型等，“思维模型”则包括以图标为例的数学模型、以阿伏伽德罗常数为例的公式模型、以化学方程式为例的符号模型等。而模型认知即为在化学学习中利用模型将抽象的化学概念具体化，通过探讨模型来深入理解知识。

二、高中化学教学现状

（一）教学物资不够充足

化学以实验为基础，在学习过程中需要进行大量的实验操作来验证猜想，但在课堂教学中很难做到这一点。由于时间和安全等问题，只有部分试验可以由教师在教室进行操作，学生无法亲自动手。同时，实际教学中的模型种类并不丰富且数量较少，在没有对应的模型时，学生只能通过课本图片、教师画图和观看视频来了解，无法做到近距离接触。这些问题就导致学生无法进行相应的观察和推理，不利于核心素养的培养。

（二）教师教学模式化

高中化学教学往往以教师为主体，重点在于教师的“教”而不是学生的“学”，忽略了对学生思考能力的提升。学生在课堂的任务就是记笔记和听老师讲课，没有自己独立思考并提出问题的时间。这就导致学生只是知其然而不知其所以然，在面对新的问题时仍无法自己解决，从而降低了学习的积极性。证据推理与模型认知素养要求教师在教学时兼顾知识的讲解及对学生化学素养及逻辑思考能力的培养。所以教师应适当改变教学模式和教学策略，将学生放在主要地位，以提高学生的化学素养为目标。

三、证据推理与模型认知素养的培养策略

（一）提出假设，寻找证据

教师应从激发学生兴趣入手，让学生沉浸在课堂的氛围当中，并引导学生对所学内容提出问题。教师可以引导学生对发现的问题进行假设，并搜集相应的证据，让学生思考起来。以苏教版高中化学“元素周期律和元素周期表”这一课为例，教师在开始讲解元素周期表之前，不妨让学生探讨一下元素周期表如此排列的依据，学生可能会说“是按原子质量排列”“是按发现时间排列”等。学生提出猜想的过程也是学生证据推理的重要过程，教师可引导学生依据提出的猜想来搜集信息并进行证明。学生在查阅资料中会发现元素周期表是按相对原子质量大小进行排列的，同时学生可了解到有关族和周期的知识，为下一步学习打下基础。

（二）动手操作，证明推理

化学是一门实验型的学科，教师要带领学生在实验中学会知识。例如，在学习“金属Na”时，教师可利用做实验的方式增进学生对Na的理解。教师首先可将Na放在水中，这时学生会发现Na在水上快速运动并伴随着“嘶嘶”声，随后变为一个小球。由此学生可以得出，Na的密度比水小。随后滴入酚酞溶液发现变红，证明刚刚Na与水反应后产生了碱性物质。教师可引导学生点燃产生的气体，证明该气体为氢气。通过一系列的实验操作，学生对Na这种物质获得了既深刻又直观的理解，十分有利于培养学生的化学核心素养。

（三）创设情境，构建模型

模型认知主要包括两个方面，即建立模型和使用模型。两者之间是相辅相成的关系，建立模型是使用模型的前提，使用模型是建立模型的目标。利用模型可以更好地帮助学生理解知识的产生过程。例如教师在讲解“原电池”这一内容时，可以利用铜棒、锌棒和稀硫酸构建模型并让学生观察烧杯内铜棒和锌棒产生气泡及发热情况。学生通过观察可发现，烧杯壁有发热情况，铜棒无气泡，而锌棒则产生了气泡。由此可得出结论，锌与稀硫酸的反应是放热反应并在此过程中产生了氢气。随后教师在铜棒和锌棒之间连接上金属导线，一段时间后学生会发现锌棒较刚才相比变细了。随后教师引导学生接上灵敏电流计，学生会发现电流计指针发生了偏转，由此证明此过程中有电流产生。基于实验中的原电池模型，学生可以提出各种各样的问题并在思考推理的过程中构建属于自己的模型。这也对学生日后独立解决问题提供了帮助。

四、结语

证据推理与模型认知是培养学生的化学思维过程中的重要一环，也是学生学好化学这门学科必不可少的素养。教师应积极主动地调整教学方法，引导学生进行分析推理及应用模型，用更好的思维和方法学习化学。

参考文献

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[2] 余思钰.高二学生“证据推理与模型认识”核心素养的测评研究[D].广州大学，2019.

[3] 闫军基.证据推理与模型认知，培养化学核心素养[J].中学课程资源，2021，17（01）.

本文为石狮市教育科学“十三五”规划（第二批）2020年度立项课题批准号：SGC2017