基于证据推理与模型认知素养培养的高中化学教学策略刍议

黄小红

摘 要：学科核心素养培养是新课改深化创新孕育的新理念，中学化学教学以核心素养理念为指引应特别注意证据推理与模型认知素养培养，通过这一素养的有效培养促进学生化学核心素养的全面提升。文章首先阐述了证据推理与模型认知素养的内涵，进一步对其培养的教学创新策略进行探究，旨在促进学生化学核心素养培养目标的顺利实现。

关键词：证据推理与模型认知;高中化学;核心素养

传统枯燥单一的高中化学灌输式教学已逐步被革新，当前，核心素养培养已成为各学科教学的主旨。宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新认识、科学态度与社会责任，这五个方面构成了高中化学核心素养，其中“证据推理与模型认知素养”处在承上启下、融合其它方面素养的关键地位，高中化学教学中应特别重视，并创新这一关键素养培养的教学策略。下面结合教学实践，就高中化学课堂学生证据推理与模型认知素养培养的创新教学策略进行探究，与同仁共勉。

一、证据推理与模型认知素养的内涵

证据推理具有不确定性，在假设化学理论认知成立或不成立的基础上，从多个角度对命题的不确定性进行分析和描述，提取不同的证据并进行综合整理，随着证据的增加而缩小假设的范围，以此来解决学习中的化学问题。而模型认知则可以帮助学生理解物质的本质及特征，通过模型与认知的组合，学生可以深化理解所学习的化学知识点。证据推理的抽象不确定性与模型认知的实物型模型进行综合运用，极大地帮助了学生对相关化学理论知识的理解和内化，从而促进学生化学核心素养的整体提升。

二、高中化学证据推理与模型认知素养培养创新策略

（一）精心设计教学内容和教学过程

高中化学教学中培养学生的证据推理与模型认知素养，教师应有侧重地对教学内容、过程进行设计，做到知识讲授引导具有结构化，通过知识结构化的方法增强学生证据推理的深度和广度，从而提高学生证据推理的准确性。教学的全过程具有一定的逻辑性，要引导学生深刻认识到化学学习中的逻辑性，以此培养学生的逻辑思维，提高学生证据推理的准确性。问题探究设计要有层次化，既要从宏观的层面对问题进行分析，还要从微观的角度对问题进行思考，引导学生学会利用直接证据进行论证，同时还要学会通过间接分析与推理寻找问题答案。通过科学合理有效的教学，促进学生的证据推理与模型认知素养不断提升，支撑学生的化学核心素养培养目标顺利达成。例如，在“镁的提取及应用”教学中，可精心设计结构化的系列问题：“镁的提取”、“镁的性质”、“镁的应用”三部分，使“镁的提取及应用”相关知识形成有序的结构化。同时创设情境：“著名化学家戴维在1807年发现了金属钠，随后他又在1808年发现了金属镁，当他对镁这一化学物质进行研究的时，认为镁的化学性质和钠应该有许多相似之处，那么他的猜想究竟正不正确呢？然后让学生通过自主思考、小组合作、实验探究等方式根据这一情境问题进行证据推理。在推理过程中，有的小组查阅资料、有的小组选择实验探究、有的小组则采用结构分析法，在问题任务的驱动下，学生需要通过证据寻找、探究的方式对问题进行推理验证，有效激发起学生探究意识，学生通过对问题解决建立知识模型，由此形成知识网络，丰富了对该部分知识的认识，拓宽证据推理的广度。

（二）引导学生结合证据开展问题探究

问题探究需要有理有据，高中化学教学中，教师应有意识地培养学生的问题意识，引导学生结合证据开展问题探究，帮助学生提升分析问题、获得有效信息的能力。结合证据对题目中的疑点进行探究挖掘，并依据题目的客观要求对未知事物进行假设，可以帮助学生有效地克服定势思维模式的弊端，使学生能够掌握解决问题的思路和方法，帮助学生进行科学建模。例如，在教学“原子结构与元素的性质”时，学生对于物质的认识从简单的化学反应转移到了化学元素的结构上。在这节课中，学生需要掌握元素的性质与原子结构的关系，教师可以引导学生建立原子模型来理解元素的活泼性与原子结构的关系，如某元素M原子的次外层电子数等于最外层电子数的2倍，由该元素构成的5.6g单质与足量O2充分反应，可得到12g化合物，请画出该原子的结构示意图”，学生根据“元素M原子的次外层电子数等于最外层电子数的2倍”得出元素M的最外层电子数可能为4个，次外层电子数为8个，也可能是次外层为2个电子，最外层为1个电子，该元素可能是Li或Si元素。当然，还可以应用更多的证据来证明或确认以上得出的结论，比如题中还已知了该元素构成的单质与氧气反应的质量比为7：8，而两种元素的单质分别与氧气反应方程式为4Li+O2=2Li2O，Si+O2=SiO2，计算可知，两个反应中反应物的质量比都是7：8，从而也就确认了我们的结论是正确的。依据证据进行化学建模的过程中，学生可以参与到解决问题的各个环节中，思考证据与化学模型的联系，这不仅有助于学生熟悉和掌握化学原理，还可以帮助学生对化学知识进行反复揣摩，帮助学生建立逻辑思维。

（三）帮助学生建立思维模型顺利解决问题

证据推理阶段是基于化学实践和化学原理的推理和判断，也是化学学习的重要环节。在建模活动中，任何假设推理的验证都需要现实依据来辅助。只有学生认识到推理过程中证据的重要性，才能更好地加强逻辑思维的发展。在化学题目中，每一点提示或是数据都包含一定的信息，学生可以通过分析这些细节，获得一定的提示和灵感，来拓展和完善化学模型。从证据的角度出发进行推理，可以培养学生理性思考、客观推理的意识，帮助学生提升学科核心素养。例如，在教学“影响化学反应速率的因素”时，由于学生需要掌握的知识点比较琐碎，教师可以通过开展专题探究的方式来帮助学生建立模型、形成证据推理思维。本节课中，学生需要熟悉掌握的是可逆反应的平衡问题。例如，在容积可变容器中进行反应C（s）+H2O（g）？CO（g）+H2（g），增加碳的量或减小容器容积，反应如何进行？分析该题目时，学生能从题干中获得的信息是能改变压强的物质只有气体。也就是说增加碳的含量对反应没有影响，而容器容积减小的操作会使气体浓度变大，反应向气体分子数减少的方向进行。教师可以帮助学生建立起思维模型，帮助学生理顺解决问题的方法和途径。思维模型的建立标志着学生逻辑思维的成熟，有助于提高学生的问题意识，帮助学生更好地依据化学数据进行归纳推理。

（四）布置开放性课后作业强化核心素养培养

课后作业是夯实学生学习成果的重要途径，在高中化学教学中侧重培养学生证据推理与模型认知素养，教师可以通过布置一些开放性的作业，对学生的核心素养进行完善与补充，进一步推动学生的综合发展。例如，以小组为单位讨论化学知识的形成过程，梳理知识间的逻辑关系并自主绘制相关的思维导图;联系学生实际生活，鼓励学生自主设计微型化学实验，对化学知识的科学性进行验证等，让学生在不断搜集证据、建立模型的过程中，实现自身化学核心素养的提升。

总之，核心素养理念引领下的高中化学教学，应特别注重学生证据推理与模型认知素养培养，实践教学中，教师要不断地深研创新教学策略，遵循新课改的要求，设计符合学生实际学习情况的教学方案，有侧重地培养學生的证据推理与模型认知素养，确保学生获取终身发展的必需品格和必备能力。

参考文献：

[1]林秉珠.基于“证据推理与模型认知”素养培养的化学课堂教学策略研究[J].考试周刊，2020（01）.

[2]黄云鹏.培育“证据推理与模型认知”的高中化学教学实践研究[J].高考，2020（04）.

[3]郑杏红.高中化学教学对学生核心素养的培养[J].课程教育研究，2019（07）.