基于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)培養(yǎng)的化學(xué)課堂教學(xué)策略研究

摘 要：高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是高中生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)。其中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的思維本質(zhì)與基礎(chǔ)，也是宏微結(jié)合與變化平衡的論證依據(jù)。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要特別注重學(xué)生化學(xué)思維能力培養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)，為學(xué)生化學(xué)綜合能力提高提供保障，下面對(duì)此進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);證據(jù)推理;教學(xué)策略

“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是化學(xué)學(xué)科研究的思維起源與本質(zhì)體現(xiàn)，研究近年來(lái)的高考內(nèi)容，我們能明顯地感覺(jué)到越來(lái)越注重能力的考察，傳統(tǒng)的教學(xué)方式越來(lái)越不能滿足國(guó)家選拔培養(yǎng)人才的需要，再加上高中化學(xué)知識(shí)相對(duì)有深度，也相對(duì)抽象。因此高中化學(xué)教師需要全面提高對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)力度，本文就如何在課堂教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)培養(yǎng)進(jìn)行介紹。

一、通過(guò)科學(xué)探究強(qiáng)化邏輯思維能力

化學(xué)是一門建立在科學(xué)探究基礎(chǔ)上的課程，其對(duì)于學(xué)生本身的實(shí)際操作水平有較高的要求。高中化學(xué)教師要通過(guò)逐步指導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)的調(diào)查系統(tǒng)，并在發(fā)展學(xué)生提供證據(jù)和建立模型認(rèn)知能力的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上，重視發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力。老師們還應(yīng)當(dāng)設(shè)定適當(dāng)?shù)慕逃繕?biāo)，傳達(dá)重要的有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，減少學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，為發(fā)展學(xué)生的化學(xué)能力打好基礎(chǔ)。

例如：教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)魯科版高中化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理》這一部分的“水溶液的行為”知識(shí)時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中，教師可以首先創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的思維導(dǎo)圖，并向?qū)W生展示該章的主要內(nèi)容：電離平衡常數(shù)，平衡運(yùn)動(dòng)和鹽水解。本章中的教學(xué)內(nèi)容基于學(xué)生對(duì)可逆電離的了解。影響電離平衡的因素是學(xué)生在學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中，教師從學(xué)生的認(rèn)知情況入手，給出學(xué)生問(wèn)題：相同體積、相同濃度的鹽酸和醋酸分別與鎂條反應(yīng)，其反應(yīng)速度有什么不同？學(xué)生根據(jù)自己獲取的知識(shí)能輕松地回答出“鹽酸與鎂條反應(yīng)速度比較快”，接著教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考“為什么鹽酸和鎂條反應(yīng)的速度要快？”，學(xué)生可以提出與鹽酸的酸性比較強(qiáng)有關(guān)，在此基礎(chǔ)上，教師將醋酸電離平衡方程式展現(xiàn)出來(lái)，并引出電離平衡的概念，幫助學(xué)生理解概念知識(shí)。隨后教師讓學(xué)生思考有哪些要素會(huì)對(duì)電離平衡帶來(lái)影響，學(xué)生結(jié)合學(xué)到的知識(shí)提出溫度、壓力等都會(huì)對(duì)電離平衡造成影響。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生采取控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，保持溫度相同，并在濃度一樣的情況下，分別用醋酸、氫氟酸與金屬鎂反應(yīng)，測(cè)量PH值來(lái)進(jìn)行自己的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，老師加熱醋酸以測(cè)量PH值，通過(guò)的實(shí)驗(yàn)搜索捕獲了這部分知識(shí)，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)知識(shí)本質(zhì)的理解，培養(yǎng)了學(xué)生的證據(jù)推理能力。

二、構(gòu)建特殊情境培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理水平

對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們本身缺乏良好的科學(xué)探究能力，必須在特定的情境下才能開(kāi)展化學(xué)探究、推理活動(dòng)。因此，在教育過(guò)程中，教師通過(guò)自主思考創(chuàng)造研究和思考的氛圍，讓學(xué)生逐漸了解化學(xué)定律，使用證據(jù)進(jìn)行化學(xué)現(xiàn)象的思考和推理。教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生敢于發(fā)問(wèn)質(zhì)疑，得出結(jié)論并提高使用知識(shí)的能力。

例如：教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《弱電解質(zhì)電離，鹽類水解》中的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，為了讓學(xué)生更好地進(jìn)行推理、論證，在教學(xué)中，教師可以借助問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生互動(dòng)交流，在互動(dòng)中實(shí)現(xiàn)推理論證。例如：假設(shè)在相同條件下，NaX，NaY和NaZ的PH值逐漸變小，問(wèn)其響應(yīng)酸的PH值為多少？教師給出學(xué)生問(wèn)題后，讓學(xué)生通過(guò)小組活動(dòng)進(jìn)行討論、探究、推理，促使學(xué)生能在探究中掌握影響鹽水解的知識(shí)，以及諸如濃度和溫度之類的外部因素。在日常教學(xué)活動(dòng)中，教師要特別注重指引學(xué)生反思自身的知識(shí)體系，對(duì)存在的缺陷進(jìn)行完善、補(bǔ)充，保證學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性。此外，為了增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)理論知識(shí)本質(zhì)的把握，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展必要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。例如：緩慢加熱FeCl3溶液，對(duì)其水解速度進(jìn)行觀察，同時(shí)還可以在實(shí)驗(yàn)中加入適量的堿性溶液、少量鐵粉、氯化銨等，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析，結(jié)合自身認(rèn)知推斷出相應(yīng)的結(jié)果，最終獲得了鹽水解的規(guī)律：溫度越高，水解越快。通過(guò)這樣的探究活動(dòng)，學(xué)生既可以掌握水解原理的知識(shí)點(diǎn)，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平、化學(xué)推理論證思維，能強(qiáng)化學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展。

三、結(jié)合模型架構(gòu)完善系統(tǒng)知識(shí)體系

該課程教學(xué)與化學(xué)模型的應(yīng)用密不可分，高中生的化學(xué)模型利用能力將會(huì)直接影響到其化學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量。在實(shí)踐中，高中化學(xué)教師必須引導(dǎo)學(xué)生充分了解到化學(xué)模型架構(gòu)特征，理解化學(xué)模型特點(diǎn)，然后在結(jié)合相關(guān)信息構(gòu)建化學(xué)模型，結(jié)合化學(xué)問(wèn)題。

例如：教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)》的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，由于在化學(xué)領(lǐng)域中，物質(zhì)結(jié)構(gòu)通常起著重要作用，因此教師可以首先將其用作理解碳原子共同結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。同時(shí)，老師講解了有關(guān)結(jié)構(gòu)的概念。在此過(guò)程中，教師得出物質(zhì)的相關(guān)屬性，推論出同位素之間的異同，并繼續(xù)系統(tǒng)地計(jì)劃有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)又加深了學(xué)生的邏輯思維。在測(cè)試該過(guò)程中的鍵斷裂反應(yīng)，研究相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理以及更好地理解相關(guān)特性的條件下，能夠證明物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相對(duì)變化。同時(shí)，老師首先創(chuàng)建一個(gè)模型供學(xué)生測(cè)試相關(guān)項(xiàng)目，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了解相關(guān)特征，然后指引學(xué)生對(duì)模型進(jìn)行完善，并明確利用模型的根本目標(biāo)。在教學(xué)中，教師需要先引導(dǎo)學(xué)生分析物質(zhì)的物理性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的拓展，如“異構(gòu)體”的知識(shí)，使學(xué)生更容易研究實(shí)驗(yàn)和計(jì)劃知識(shí)系統(tǒng)。在教學(xué)過(guò)程中，教師還可以為學(xué)生詳細(xì)介紹怎樣對(duì)一種物質(zhì)的特性進(jìn)行測(cè)試，并利用相應(yīng)的模型、多媒體視頻進(jìn)行剖析，便于學(xué)生感知。

四、信息化技術(shù)運(yùn)用，促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維構(gòu)建

化學(xué)模型的構(gòu)建是促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維能力提升的關(guān)鍵，而作為化學(xué)知識(shí)體系中的重要組成部分，微觀化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)常面對(duì)較大的困難。這是由于很多學(xué)生對(duì)微觀化學(xué)沒(méi)有形成模型認(rèn)識(shí)，加之化學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，由于對(duì)宏觀物質(zhì)的思維定式因素使然，學(xué)生對(duì)“摸不到、看不到”的微觀化學(xué)難以進(jìn)行化學(xué)模型的構(gòu)建。在以往的化學(xué)微觀知識(shí)教學(xué)中，由于受限于教學(xué)條件，很多教師只是通過(guò)實(shí)物模型、圖片等直觀教具向?qū)W生展示微觀化學(xué)的世界，這種教育并不能很形象的展示微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特征，難以在學(xué)生頭腦中構(gòu)建出形象化的微觀粒子模型，不利于加深學(xué)生對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)。因此，在開(kāi)展化學(xué)核心素養(yǎng)教育過(guò)程中，尤其要關(guān)注學(xué)生模型意識(shí)的形成，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。這就要求教師在教學(xué)過(guò)程中可以充分利用信息化技術(shù)，為學(xué)生營(yíng)造探究氛圍，將原本十分抽象難懂的化學(xué)知識(shí)以形象化的模式進(jìn)行展示，并鼓勵(lì)學(xué)生基于證據(jù)進(jìn)行推理，增強(qiáng)對(duì)微觀化學(xué)的認(rèn)識(shí)能力，得出微觀化學(xué)物質(zhì)的相關(guān)屬性，構(gòu)建知識(shí)體系。

以魯科版化學(xué)《原子結(jié)構(gòu)》的教學(xué)為例，在教學(xué)過(guò)程中教師可以利用多媒體演示的方法來(lái)更好地展示微觀原子的結(jié)構(gòu)特征，利用三維投影等來(lái)創(chuàng)設(shè)“原子結(jié)構(gòu)”模型，向?qū)W生提出探索問(wèn)題。通過(guò)多媒體展示，學(xué)生觀察了微觀化學(xué)世界的原子結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，并根據(jù)這些現(xiàn)象進(jìn)行了適當(dāng)?shù)姆治龊屯茢?，最終掌握微觀化學(xué)模型和相關(guān)的規(guī)律。在生動(dòng)趣味性的多媒體展示過(guò)程中加深學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，更清晰、生動(dòng)的展現(xiàn)原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)關(guān)系。利用多媒體視頻的方式來(lái)構(gòu)建原子內(nèi)部粒子運(yùn)動(dòng)的關(guān)系模式，學(xué)生也更容易理解微觀粒子是在不斷運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，在頭腦中形成對(duì)原子結(jié)構(gòu)模型的直觀認(rèn)識(shí)。現(xiàn)代信息技術(shù)相比于書本展示的更加清晰明確，是學(xué)生認(rèn)識(shí)微觀化學(xué)世界，學(xué)習(xí)微觀化學(xué)知識(shí)的一個(gè)非常有效的方法。

結(jié)束語(yǔ)

在高中教育中，通過(guò)化學(xué)教育可以很好地培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力、操作能力，有助于學(xué)生的綜合發(fā)展。新課程標(biāo)準(zhǔn)指出在化學(xué)教學(xué)中需要特別注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，而“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”則是化學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵部分，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的這部分能力，可以讓學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行否定、推理、論證的過(guò)程，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)本質(zhì)的把握。在高中化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力的培養(yǎng)是相互融合的，所以教師要指引學(xué)生學(xué)會(huì)在證據(jù)推理中認(rèn)知模型，在模型利用中進(jìn)行證據(jù)推理。同時(shí)教師還可以在教學(xué)中，通過(guò)多樣化的手段，如創(chuàng)設(shè)情境、合作探究、情感互動(dòng)等，培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)解釋思維，使得學(xué)生能結(jié)合物質(zhì)變化的規(guī)律制作出相應(yīng)的模型，利用模型來(lái)解決相應(yīng)的化學(xué)難點(diǎn)。教師在教學(xué)過(guò)程中，也需要著重培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，讓學(xué)生可以學(xué)會(huì)用科學(xué)的方式開(kāi)展證據(jù)推理，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過(guò)學(xué)生感興趣的話題、問(wèn)題，指引學(xué)生探索化學(xué)規(guī)律，并通過(guò)具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生的證據(jù)推理、模型認(rèn)知能力。對(duì)當(dāng)代高中生來(lái)說(shuō)，他們的思維還不太成熟，習(xí)慣于依靠自身實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)獲取知識(shí)，所以教師要注重引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立新的思維觀念，要敢于提出自己的觀點(diǎn)、想法，主動(dòng)地創(chuàng)新、創(chuàng)造。

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作者簡(jiǎn)介：朱春筍.出生年月：1976年11月;性別：男;籍貫：山東省濟(jì)南市;民族：漢;學(xué)歷：本科;職稱：高級(jí)教師;研究方向：中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué);單位：濟(jì)南市歷城第五中學(xué)