把握證據(jù)推理與模型認(rèn)知內(nèi)涵，促進(jìn)高中生發(fā)展

智瑩

【摘要】證據(jù)推理與模型認(rèn)知是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，是當(dāng)前高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生主要能力的目標(biāo)之一。但客觀上而言，這一能力素養(yǎng)的提高具有一定難度，并非一蹴而就的?；谶@一背景，本文展開了關(guān)于證據(jù)推理與模型認(rèn)知的探究，通過分析該素養(yǎng)的具體內(nèi)涵、當(dāng)前該素養(yǎng)的提升困境，給出了該素養(yǎng)的提升路徑，旨在進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升。

【關(guān)鍵詞】證據(jù)推理與模型認(rèn)知;核心素養(yǎng);高中化學(xué)

培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)是高中化學(xué)學(xué)科的重要任務(wù)，它關(guān)系到學(xué)生化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)質(zhì)量和成效。但在目前教學(xué)實踐方面，化學(xué)教師普遍反映該素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升難度比較大。為提升學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)，化學(xué)教師采取了很多方法來開展教學(xué)。但不論用哪種方法，有效把握該素養(yǎng)的真正內(nèi)涵始終是最為關(guān)鍵的要點，因此，接下來，本文就從以下三個方面來具體分析該素養(yǎng)的提升路徑，以有效促進(jìn)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和提升。

一、證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)對促進(jìn)高中生發(fā)展的重要意義

證據(jù)推理與模型認(rèn)知對于學(xué)生而言屬于高階思維能力。通過證據(jù)的推理、模型的分析和認(rèn)知，學(xué)生的邏輯思維能力、推導(dǎo)能力、發(fā)散思維能力等眾多能力都將得到有效的鍛煉和提升。同時，這些思維意識一旦形成，反過來又會提高學(xué)生對具體的知識學(xué)習(xí)和原理認(rèn)識方面的興趣和自信心，進(jìn)而提高他們的思維水平，豐富他們的基礎(chǔ)知識。所以，證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的提升對學(xué)生有十分重要的意義和價值。實踐證明，在目前的高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，證據(jù)推理與模型認(rèn)知的重要性已經(jīng)被教師意識到，并將其融入化學(xué)教學(xué)中，收獲了良好的教學(xué)效果。學(xué)生通過對證據(jù)推理與模型認(rèn)知的掌握和學(xué)習(xí)，其綜合思維能力也得到了有效提升[1]。

二、當(dāng)前證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)提升的困境

近年來，在教學(xué)改革的背景下，學(xué)科核心素養(yǎng)逐漸成為教師教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生學(xué)習(xí)效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。越來越多高中化學(xué)教師開始重視素養(yǎng)的提升，將素養(yǎng)與實際化學(xué)教學(xué)相結(jié)合，尤其是核心素養(yǎng)中的證據(jù)推理與模型認(rèn)知。但同時，我們也應(yīng)看到在實際的高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，對學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知這一素養(yǎng)的培養(yǎng)有很大的難度。高中生對該素養(yǎng)的認(rèn)識存在偏差，學(xué)習(xí)興趣偏低。教師在培養(yǎng)高中生證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)方面收效甚微，教學(xué)中依然存在不少問題，其中比較典型而且突出的問題有：教師培養(yǎng)方法不合理、不科學(xué)，在證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)培養(yǎng)中缺乏師生互動，不注重化學(xué)實驗的應(yīng)用等。這些問題的存在不利于學(xué)生高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升和發(fā)展，因此，教師在實際教學(xué)中要給予重視。

三、證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)提升路徑

（一）科學(xué)探究，培養(yǎng)證據(jù)推理能力

科學(xué)探究是一種方法，更是一種品質(zhì)。它主要的作用是提高學(xué)生的實際推理、分析能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。因此，在學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)培養(yǎng)和提升方面，教師需要加強(qiáng)對科學(xué)探究的關(guān)注，將科學(xué)探究和化學(xué)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生通過科學(xué)探究去剖析化學(xué)相關(guān)知識，把握不同化學(xué)現(xiàn)象之間可能存在的聯(lián)系，探究化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)原理之間的有機(jī)聯(lián)系和關(guān)系機(jī)制等，從而不斷提高學(xué)生的證據(jù)推理能力和化學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展[2]。

例如，在高中化學(xué)教材第三章第一節(jié)“鐵及其化合物”教學(xué)中，教師在引導(dǎo)學(xué)生理解鐵及其化合物的相關(guān)理論知識的同時，可以嵌入“鐵及其化合物的性質(zhì)”實驗活動，讓學(xué)生通過具象化的實驗從科學(xué)的角度記錄、分析、掌握鐵及其化合物的性質(zhì)。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從氧化還原反應(yīng)角度猜想：三價鐵具有氧化性，鐵具有還原性，兩種性質(zhì)兼有的是二價鐵。接下來，教師組織學(xué)生開展實驗探究活動，指導(dǎo)學(xué)生開展鐵及其化合物性質(zhì)的實驗，引導(dǎo)其記錄結(jié)果，推理猜想是否正確，如果不正確，那么通過實驗，得到的科學(xué)結(jié)論是什么。

通過上述實驗內(nèi)容與記錄、實驗現(xiàn)象和結(jié)論（見表1），學(xué)生推理和驗證了之前猜想的正確性。類似這種用實驗來驗證假設(shè)結(jié)論或現(xiàn)象的章節(jié)還有很多。這一科學(xué)推導(dǎo)方法可以有效深化學(xué)生對化學(xué)原理、化學(xué)規(guī)律的認(rèn)知，培養(yǎng)高中生的證據(jù)推理意識。

（二）微觀探析，提升模型認(rèn)知素養(yǎng)

微觀探析是開展化學(xué)研究的一種重要方法。這一方法在學(xué)生的模型認(rèn)知素養(yǎng)提升方面也同樣具有很好的作用。一般而言，化學(xué)學(xué)科的模型是對化學(xué)原理和規(guī)律的解釋，同時也是對宏觀世界進(jìn)行探索的工具，因此，化學(xué)模型的重要性不言而喻。尤其是在微觀層面的探析中，化學(xué)模型的作用更是不能忽視。所以，在培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知素養(yǎng)的過程中，教師要關(guān)注到微觀探析，借助相應(yīng)的微觀探析方法深化學(xué)生對模型的認(rèn)知。

（三）創(chuàng)設(shè)對話情境，提升論證能力

師生之間的對話與溝通互動是培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力的必要手段?？陀^而言，高中階段的學(xué)生經(jīng)歷了初中階段化學(xué)學(xué)科相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，不論化學(xué)基礎(chǔ)知識積累，還是論證能力都有一定的提升。但教師也應(yīng)看到高中階段的化學(xué)學(xué)科難度更大，對學(xué)生推理能力、論證能力的要求也更高。因此，在化學(xué)教學(xué)中，尤其是在學(xué)生論證能力培養(yǎng)和提升的過程中，教師要加強(qiáng)和學(xué)生的互動，以對話的形式來引導(dǎo)學(xué)生的思維，讓他們不斷朝著探究目標(biāo)進(jìn)行相關(guān)化學(xué)知識的探究與分析，并啟迪思維和智慧，更好地擺脫化學(xué)探究困境，實現(xiàn)論證能力的提升。

在高中化學(xué)教材第七章第三節(jié)“乙醇和乙酸”中“乙醇、乙酸的主要性質(zhì)”的實驗教學(xué)中，教師可以將師生對話情境創(chuàng)設(shè)應(yīng)用到教學(xué)中，以引導(dǎo)學(xué)生的思維，啟發(fā)學(xué)生的意識，增強(qiáng)學(xué)生的論證能力。首先，教師可以提問：從剛才的乙醇和銅的實驗中，你們觀察到了哪些現(xiàn)象？學(xué)生1：銅絲經(jīng)過灼燒變成了黑色;學(xué)生2：插入乙醇中后，銅絲從黑色變成紅色，而且聞到了刺鼻氣味……教師：這些現(xiàn)象說明了怎樣的原理呢？請大家進(jìn)行小組討論！學(xué)生代表：乙醇與氧化銅反應(yīng)，氧化銅被還原為銅，乙醇被氧化。通過這樣的師生互動模式，學(xué)生的思維從化學(xué)表面現(xiàn)象被引領(lǐng)到了化學(xué)本質(zhì)規(guī)律的推導(dǎo)中，學(xué)生的論證能力得到了有效的培養(yǎng)和提升。

（四）導(dǎo)入科學(xué)實驗，完善化學(xué)模型

化學(xué)離不開科學(xué)實驗。不論化學(xué)元素特征、原理還是化學(xué)現(xiàn)象，學(xué)生都需要通過一定的化學(xué)實驗來進(jìn)行驗證和推導(dǎo)。這樣不但可以增強(qiáng)學(xué)生的推理能力、求真求實的科學(xué)精神，而且能讓學(xué)生進(jìn)一步觸摸化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)，將抽象、生澀的理論知識符號轉(zhuǎn)化為具體生動的實驗現(xiàn)象，從中總結(jié)化學(xué)知識或現(xiàn)象的特點，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，進(jìn)而構(gòu)建出科學(xué)的化學(xué)模型，借助化學(xué)模型進(jìn)一步推導(dǎo)和分析相關(guān)化學(xué)知識，達(dá)到聞一知十的目的。因此，在培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)時，教師要重視對科學(xué)實驗的應(yīng)用，借助合理、貼切的實驗去深化高中生對化學(xué)的認(rèn)知，不斷完善和提煉化學(xué)模型，最終達(dá)到幫助學(xué)生掌握化學(xué)學(xué)科知識、提升綜合思維能力的理想效果。

在高中化學(xué)教材第五章“化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素”章節(jié)內(nèi)容教學(xué)中，教師就可以引入“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”的實驗來增強(qiáng)學(xué)生的模型認(rèn)知能力。首先，教師根據(jù)學(xué)生已掌握“BaCl2、NaOH、Na2CO3性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)規(guī)律”的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗步驟、準(zhǔn)備實驗物品。其次，教師指導(dǎo)學(xué)生依照設(shè)計好的實驗步驟進(jìn)行實驗，并記錄、觀察實驗現(xiàn)象，通過這些現(xiàn)象來不斷完善有關(guān)BaCl2、NaOH、Na2CO3物質(zhì)性質(zhì)和規(guī)律的模型，以加強(qiáng)學(xué)生對上述物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)和具體應(yīng)用的掌握能力。例如，在除去Mg2+時，加入稍過量的NaOH溶液可將其轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾除去。這是利用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中雜質(zhì)離子的重要方法和步驟，通過這樣一個實驗，學(xué)生對不同化學(xué)物質(zhì)之間的成分構(gòu)成和化學(xué)反應(yīng)認(rèn)知有了進(jìn)一步理解，并形成科學(xué)意識，嘗試通過科學(xué)實驗去完善化學(xué)模型，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

總之，證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)水平提高的重要表現(xiàn)。因此，在高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，教師必須重視對學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的培養(yǎng)，并有效把握其內(nèi)涵，從而有效提升學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)，提高其高中化學(xué)學(xué)習(xí)能力。

【參考文獻(xiàn)】

孫磊，孫國輝，徐潔，等.指向證據(jù)推理與模型認(rèn)知的“有機(jī)反應(yīng)再認(rèn)識”教學(xué)[J].化學(xué)教育（中英文），2020，41（13）：28-36.

李斌，李繼良.從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)到高中生學(xué)習(xí)活動：基于證據(jù)推理與模型認(rèn)知的“空氣”教學(xué)[J].化學(xué)教育（中英文），2020，41（03）：52-60.