高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)

楊明輝

（福建省莆田擢英中學(xué)，福建莆田 351100）

引 言

在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的過程中，教師不能簡單地對每節(jié)課的內(nèi)容進行講解，而要將核心素養(yǎng)的要求和學(xué)科知識結(jié)合起來，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，并潛移默化地培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。針對這個要求，教師在教學(xué)中要進一步強調(diào)與教學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，對知識中蘊含的核心素養(yǎng)內(nèi)容進行挖掘，并采取有效的教學(xué)策略。

一、內(nèi)涵與課程目標

（一）內(nèi)涵

學(xué)生需要具備一定的證據(jù)意識，并能夠根據(jù)證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及變化的內(nèi)容做出相應(yīng)的假設(shè)，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(zhì)特征、構(gòu)成要素及互相之間的關(guān)系有更深入的了解，并構(gòu)建相對應(yīng)的模型。此外，學(xué)生要能夠運用模型來對化學(xué)現(xiàn)象進行解釋，并從現(xiàn)象中總結(jié)規(guī)律，看出本質(zhì)問題。

（二）課程目標

從證據(jù)推理與模型認知的課程目標來看，學(xué)生要學(xué)會收集各種證據(jù)，對物質(zhì)的性質(zhì)與變化提出相應(yīng)的假設(shè)，在證據(jù)的基礎(chǔ)上做好分析推理。對于證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系，教師應(yīng)進行適當(dāng)?shù)慕忉?，確立與科學(xué)結(jié)論相關(guān)的途徑和依據(jù)，讓學(xué)生認識到化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，同時應(yīng)用模型來對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與變化進行具體的描述，并對物質(zhì)與變化結(jié)果的可能性做出相應(yīng)的預(yù)測。從物質(zhì)與變化的信息建構(gòu)模型來看，針對化學(xué)問題思維框架的梳理與解決，需要教師的耐心指導(dǎo)來實現(xiàn)[1]。

二、核心素養(yǎng)的內(nèi)容

（一）隱性知識

以有機化合物分子苯的具體教學(xué)過程為例，有機化合物分子本身是有一定的空間結(jié)構(gòu)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(guī)律的。對于有機物分子空間結(jié)構(gòu)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(jù)，最后對分子結(jié)構(gòu)進行有效的解構(gòu)與組合，形成研究閉環(huán)。

研究有機物性質(zhì)的方法，要從分子結(jié)構(gòu)來分析，也就是要以碳的成鍵特點為基礎(chǔ)來對信息進行預(yù)測，然后通過事實與實驗的配合做好驗證，最后在學(xué)科觀念中，學(xué)生需要認識到?jīng)Q定有機化合物的空間結(jié)構(gòu)及主要性質(zhì)的元素。

（二）關(guān)聯(lián)的核心素養(yǎng)

化學(xué)學(xué)科內(nèi)容所關(guān)聯(lián)到的核心素養(yǎng)主要有三個方面。第一，有關(guān)證據(jù)推理與模型認知的內(nèi)容，也就是要從事實的依據(jù)來出發(fā)。例如，對苯的分子式進行探究，假設(shè)出一個苯分子的結(jié)構(gòu)，并對此展開分析，推理證實該分子是否符合相關(guān)的化學(xué)性質(zhì)，然后形成邏輯關(guān)系的內(nèi)容，還可以進一步建立運作模型。第二，有關(guān)的化學(xué)式會牽涉宏觀變形與微觀探析的核心素養(yǎng)，根據(jù)事實與實驗現(xiàn)象來辨認苯的性質(zhì)，在形成結(jié)論后，再從碳原子的呈現(xiàn)方式來對苯的具體性質(zhì)做好相應(yīng)的補充。第三，在實驗探究過程中，教師要精心設(shè)計實驗，引導(dǎo)學(xué)生探究苯的性質(zhì)，再尋找對應(yīng)的證據(jù)去驗證假設(shè)。

（三）教學(xué)資源分析

歷史上有很多科學(xué)家根據(jù)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)做了相關(guān)實驗[2]，他們通過多種方式收集了許多相關(guān)的證據(jù)，在經(jīng)過多次的假設(shè)與證明后，利用科學(xué)儀器對分子的結(jié)構(gòu)進行檢測。這就是一個漫長的證據(jù)推理與模型認知的過程。從科學(xué)家的實驗中，我們可以看到所有的數(shù)據(jù)和探究過程，都可以作為重要的科學(xué)資料依據(jù)。教師可以展示出來，讓學(xué)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(jié)構(gòu)，了解到碳的常見特點與性質(zhì)關(guān)系模型等，形成正確的科學(xué)思想觀，并掌握具體的方法。

三、實踐分析

培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理和模型認知素養(yǎng)是化學(xué)教學(xué)的目標之一。教師經(jīng)過科學(xué)探究的方式來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的科學(xué)知識，能夠讓學(xué)生根據(jù)事實提出相關(guān)的問題并進行假設(shè)，最終通過驗證來得出結(jié)論。例如，在探究過程中，學(xué)生可以從宏觀和微觀的角度來綜合分析苯的性質(zhì)、苯的鹵代物結(jié)構(gòu)等，通過證據(jù)推理的方式來具體分析苯的結(jié)構(gòu)模型、碳的呈現(xiàn)類型與結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。從回歸課堂教學(xué)的角度來看，教師可以讓學(xué)生深刻體會證據(jù)推理、模型認知等方面的探究學(xué)習(xí)過程，進一步提升學(xué)生的推理能力和模型認知能力，促進其核心素養(yǎng)的發(fā)展[3]。

在化學(xué)教學(xué)中，教師在培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ倪^程中，可以進一步提升學(xué)生對知識的認知能力，進而充分發(fā)揮化學(xué)知識體系的作用。教師要讓學(xué)生認識到知識的重要性，通過特定問題的驅(qū)動引導(dǎo)學(xué)生選取對應(yīng)的角度，使他們經(jīng)過推理之后形成一定的認知路徑并實現(xiàn)目標。這便是通過證據(jù)推理與模型認知來達到的教學(xué)效果，能讓學(xué)生在知識認識和素養(yǎng)發(fā)展上都有所進步。同時，在思考相關(guān)內(nèi)容的過程中，教師要針對不同核心素養(yǎng)的內(nèi)涵目標及形成路徑，做好相應(yīng)的研究。

教師在與學(xué)生交流的過程中，要讓學(xué)生充分感受到以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計內(nèi)容與實施情況。學(xué)生在課堂上的收獲是包含多個層面的。在經(jīng)過課程研究后，學(xué)生對證據(jù)推理和建立認識模型的科學(xué)方法有了全面的認知。這樣，學(xué)生就可以掌握系統(tǒng)的科學(xué)探究方法，學(xué)會在學(xué)習(xí)過程中針對證據(jù)進行收集和提出假設(shè)，通過推理驗證來證實最終的結(jié)論，以嚴密的邏輯性為基礎(chǔ)建立模型，進而解決實際問題。這是化學(xué)教學(xué)中教師需要向?qū)W生強調(diào)的關(guān)鍵要素，而且在探究過程中，教師是要秉持著科學(xué)的態(tài)度來幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)研究的道路上走得更為穩(wěn)健[4]。

通過化學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生對物質(zhì)世界會有更深入的了解，能開闊自己的視野，將所學(xué)知識應(yīng)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(jù)基礎(chǔ)上[5]。很多學(xué)生對化學(xué)知識的概念模糊，很可能會導(dǎo)致在日常生活中對化學(xué)知識實施了錯誤應(yīng)用，所以教師在教學(xué)過程中要及時糾正學(xué)生的一些錯誤想法和操作。

結(jié) 語

總之，在化學(xué)教學(xué)中，教師要始終著眼于長遠的規(guī)劃，讓學(xué)生的核心素養(yǎng)得到有效培養(yǎng)，同時要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中明白化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是提升他們化學(xué)綜合水平的重要途徑。基于此，教師要將證據(jù)推理與模型認知融入日常教學(xué)中，讓學(xué)生理解其內(nèi)涵，并進行有針對性的學(xué)習(xí)[6]。從不同知識所具有的核心素養(yǎng)價值來分析，教師針對教學(xué)內(nèi)容做好相應(yīng)教學(xué)設(shè)計與實施，使核心素養(yǎng)與課堂教學(xué)內(nèi)容完美結(jié)合。