高中化學(xué)培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理核心素養(yǎng)的策略研究

錢琴紅

摘要：“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是化學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，是五大化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的核心思想。本文以“證據(jù)推理”的內(nèi)涵及理論基礎(chǔ)為切入點(diǎn)，結(jié)合高中生化學(xué)學(xué)科“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，深入剖析高中化學(xué)培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)的有效策略，旨在全面提升高中生化學(xué)學(xué)科的證據(jù)推理能力，為提升高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)找尋可行性的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：證據(jù)推理;核心素養(yǎng);有效策略

文章編號：1008-0546（2022）04x-0018-03

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04x.005

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

一、證據(jù)推理內(nèi)涵及理論基礎(chǔ)

1.證據(jù)推理的內(nèi)涵

在了解證據(jù)推理內(nèi)涵之前，我們需要對化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)有一個深入的了解。在高中教育階段，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，就是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)終身學(xué)習(xí)能力和完美人格，在以幫助學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代化生活為目標(biāo)的前提下，通過化學(xué)課堂教學(xué)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及化學(xué)探究過程來幫助學(xué)生逐步掌握和運(yùn)用化學(xué)知識[1]?！白C據(jù)推理”是基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實(shí)或證偽[2]，這是一個過程性素養(yǎng)，也是一種能力思維形式，要先收集直接或者間接證據(jù)才能夠進(jìn)行推理，再通過論證來得出結(jié)論，進(jìn)而解決實(shí)際問題。圖1為證據(jù)推理能力內(nèi)涵指向。

2.證據(jù)推理核心素養(yǎng)的教育學(xué)理論依據(jù)

證據(jù)推理核心素養(yǎng)在教育學(xué)領(lǐng)域中的主要依據(jù)是構(gòu)建主義理論、有意義學(xué)習(xí)理論、人本主義理論以及深度學(xué)習(xí)理論。構(gòu)建主義理論認(rèn)為：人的認(rèn)識本質(zhì)是主體的“構(gòu)造”過程，教學(xué)主體需要通過親身經(jīng)歷和挖掘過程來構(gòu)建出自己對學(xué)科知識的理解，這種構(gòu)建并不是簡單的對知識的理解過程，而是真正意義上的挖掘分析構(gòu)建過程;有意義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)者要具備學(xué)習(xí)的心向，即對化學(xué)學(xué)科具備充足的興趣和動機(jī)，化學(xué)學(xué)科要對學(xué)生具有潛在的意義，且學(xué)習(xí)者還要在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中必須具備適當(dāng)?shù)挠^念來同化;人本主義理論認(rèn)為：教學(xué)要以學(xué)生為教育主體，幫助學(xué)生逐步從低層次學(xué)習(xí)需要跨越到高層次的滿足，而證據(jù)推理所需的知識證據(jù)正是學(xué)生已具備的知識經(jīng)驗(yàn)，在逐步推理和挖掘的過程中而主動獲取更大的滿足;深度學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中不能局限于表面背誦記憶式的淺表化學(xué)知識學(xué)習(xí)，而是要具備獨(dú)立思考和分析問題的能力，要涵蓋對舊知識挖掘和跨學(xué)科整合的能力，這些都與證據(jù)推理的核心素養(yǎng)內(nèi)涵不謀而合。

二、高中生化學(xué)學(xué)科證據(jù)推理發(fā)展現(xiàn)狀

為了研究高中化學(xué)學(xué)科證據(jù)推理核心素養(yǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，筆者在網(wǎng)絡(luò)平臺開展了相關(guān)問題的問卷調(diào)查，共計發(fā)布300份網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷，回收有效調(diào)查問卷289份，并對有效調(diào)查問卷進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，為以下現(xiàn)狀的分析提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。

1.高中生對化學(xué)學(xué)科的喜愛程度

依照本次問卷調(diào)查來看：有14.77%的學(xué)生認(rèn)為在高中所學(xué)學(xué)科當(dāng)中，化學(xué)是他們最為喜愛的一門課程;有54.12%的學(xué)生對化學(xué)學(xué)科表現(xiàn)出了濃厚的喜愛，5.12%的學(xué)生對化學(xué)持討厭觀念。由此可見：高中化學(xué)作為一門自然學(xué)科，由于學(xué)科內(nèi)容貼合自然生活，源于生活實(shí)際，進(jìn)而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生愿意花時間和精力去學(xué)習(xí)化學(xué)知識。高中化學(xué)學(xué)科在本次調(diào)研中展現(xiàn)出了厚實(shí)的學(xué)生基礎(chǔ)，高中化學(xué)教師可以結(jié)合證據(jù)推理的培養(yǎng)方式在日常教學(xué)過程中逐步滲透化學(xué)的學(xué)科魅力，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)化學(xué)之趣的同時，逐步提高學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣

依照本次問卷調(diào)查來看，進(jìn)入高中以后，有55.41%的學(xué)生會在化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中選擇與老師或者同學(xué)進(jìn)行積極交流，22.19%的同學(xué)具有不確定性，11.25%的學(xué)生不會與老師或者同學(xué)進(jìn)行學(xué)科交流;僅有28.66%的學(xué)生在教師教授化學(xué)新課程之前會依照自己學(xué)過的舊知識來挖掘新知識，而48.32%的學(xué)生對此問題選擇了不確定選項(xiàng);由以上數(shù)據(jù)可以看出：教師在高中化學(xué)教學(xué)過程當(dāng)中扮演著十分重要的角色，是學(xué)生獲取化學(xué)學(xué)科知識的主要渠道，部分學(xué)生展現(xiàn)出了良好的發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的學(xué)習(xí)習(xí)慣，近50%的學(xué)生沒有形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

3.高中生化學(xué)證據(jù)推理能力發(fā)展現(xiàn)狀

本次問卷調(diào)查針對高中生化學(xué)證據(jù)推理能力在知識認(rèn)知、知識結(jié)構(gòu)規(guī)律性、內(nèi)部知識相似性和連續(xù)性等三個方面進(jìn)行考量，通過調(diào)查數(shù)據(jù)分析得出：三個方面問題的正確率依次為：34.25%、33.34%、37.21%，整體正確率剛剛超過三成，說明當(dāng)前我國多數(shù)高中生尚不具備化學(xué)學(xué)科的證據(jù)推理能力，對化學(xué)學(xué)科中的“證據(jù)”認(rèn)識不全面;高中生普遍缺乏對化學(xué)學(xué)科知識的認(rèn)知能力，多數(shù)學(xué)生對除了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和化學(xué)現(xiàn)象以外的其他證據(jù)類型并不重視，難以掌握高中化學(xué)知識結(jié)構(gòu)的規(guī)律性，且不能夠?qū)瘜W(xué)學(xué)科的內(nèi)部知識得到相似性和連續(xù)性的延展，高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)尚需提升。

三、高中化學(xué)培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理核心素養(yǎng)的策略

1.以科學(xué)探究為切入點(diǎn)，提升學(xué)生邏輯思維能力

高中化學(xué)教師要以培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)探究為切入點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生逐步形成化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生自我提供證據(jù)的能力，開發(fā)學(xué)生的邏輯思維能力，促進(jìn)學(xué)生奠定堅實(shí)的化學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。例如：在進(jìn)行“水溶液中的離子平衡”這一內(nèi)容的教學(xué)中，教師可針對可逆電離的核心內(nèi)容創(chuàng)建對應(yīng)的思維導(dǎo)圖，向?qū)W生展示電離平衡概念、平衡移動以及鹽的水解，從“相同體積和濃度的鹽酸與醋酸跟鎂條反應(yīng)，速率哪個快？”的淺表知識，到“為什么鹽酸與鎂條反應(yīng)速率要快？”的進(jìn)階思考，引出電離平衡概念，使學(xué)生逐步獲取由淺入深的問題探索能力，獲取邏輯思維能力。

2.依靠證實(shí)實(shí)驗(yàn)操作，提升學(xué)生證據(jù)推理水平

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中證據(jù)推理包含兩個方面：一是根據(jù)證據(jù)經(jīng)過推理得出科學(xué)結(jié)論，二是利用證據(jù)證實(shí)或證偽假設(shè)。教師要充分依靠“證實(shí)”實(shí)驗(yàn)操作的引導(dǎo)優(yōu)勢，結(jié)合化學(xué)學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而提升學(xué)生的證據(jù)推理水平[3]。譬如：弱電解質(zhì)電離平衡的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，向0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中加入CH3COONa晶體，等晶體溶解后發(fā)現(xiàn)溶液的pH增大，原因?yàn)镃H3COONa溶于水電離出大量CH3COO-離子，抑制了CH3COOH的電離，使c（H+）減小，因此溶液的pH增大。但學(xué)生會產(chǎn)生疑問，為何不能解釋為CH3COONa水解呈堿性，c（OH-）增大了，因而溶液的pH增大。此時可以繼續(xù)做如下實(shí)驗(yàn)：向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量固體CH3COONH（4CH3COONH4溶液呈中性），然后測定溶液的pH來證實(shí)。進(jìn)而使學(xué)生學(xué)習(xí)從技能訓(xùn)練轉(zhuǎn)向?yàn)樗季S發(fā)展，幫助學(xué)生挖掘出內(nèi)在的本質(zhì)，獲取知識，發(fā)展思維，提升學(xué)生的證據(jù)推理水平。

3.采用情境搭建方式，強(qiáng)化學(xué)生證據(jù)推理能力

高中生普遍不具備良好的科學(xué)探究能力，因此，在高中化學(xué)教學(xué)過程中，化學(xué)教師需要以情境搭建的方式對學(xué)生進(jìn)行探究和推理引導(dǎo)，使學(xué)生逐步掌握化學(xué)規(guī)律，通過對化學(xué)現(xiàn)象的思考和論證來提升證據(jù)推理能力，獲取化學(xué)核心素養(yǎng)。譬如：在預(yù)防齲齒的論證過程中，選用日常防齲齒使用的含氟牙膏來設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，逐步提出相應(yīng)問題。第一步，提出為什么產(chǎn)生齲齒？學(xué)生通過探究知道，牙齒的主要成分為[Ca（5PO4）3OH]，會與口腔中食物產(chǎn)生的有機(jī)酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，造成羥基磷灰石[Ca（5PO4）3OH]溶解，產(chǎn)生齲齒;第二步，提出含氟牙膏為什么可以預(yù)防齲齒？學(xué)生通過論證和探索就會發(fā)現(xiàn)，羥基磷灰石[Ca（5PO4）3OH]與氟離子發(fā)生反應(yīng)會產(chǎn)生更難溶的氟磷灰石，進(jìn)而保護(hù)牙齒。通過情境搭建，學(xué)生從生活實(shí)際的角度一步步理解和挖掘出問題的論證過程，強(qiáng)化了證據(jù)推理能力，提高了證據(jù)推理核心素養(yǎng)。

4.深度融合信息化技術(shù)，完善學(xué)生證據(jù)推理發(fā)散思維的形成

高中化學(xué)培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)是幫助學(xué)生在腦海中構(gòu)建化學(xué)模型，以促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維能力的形成[4]。高中階段的學(xué)生普遍對微觀化學(xué)沒有形成完善的模型認(rèn)知，學(xué)生對“原子級”的摸不到、看不著的微觀化學(xué)普遍存在認(rèn)知障礙，無法有效地進(jìn)行化學(xué)模型的構(gòu)建。高中化學(xué)教師要充分應(yīng)用信息化技術(shù)在展示微觀化學(xué)和化學(xué)思維模型方面的優(yōu)勢，幫助學(xué)生在腦海中構(gòu)建出形象的微觀化學(xué)模型，激發(fā)學(xué)生抽象思維的形成，進(jìn)而完善學(xué)生證據(jù)推理發(fā)散思維的形成。譬如：在“原子結(jié)構(gòu)”一章教學(xué)中，教師可充分利用多媒體技術(shù)和多媒體設(shè)備，以圖形和視頻形式向?qū)W生展示微觀原子的結(jié)構(gòu)特征，并利用三維投影技術(shù)向?qū)W生展示立體多維的“原子結(jié)構(gòu)”模型，學(xué)生通過更加直觀的視覺感官獲取化學(xué)微觀世界的結(jié)構(gòu)模型和運(yùn)動現(xiàn)象，進(jìn)而逐步形成更具真實(shí)性的化學(xué)模型，便于學(xué)生進(jìn)一步完善證據(jù)推理的發(fā)散思維能力。

化學(xué)是一門培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力、分析能力以及操作能力的應(yīng)用型學(xué)科。證據(jù)推理是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)思維能力的體現(xiàn)，對推動高中學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)具有十分重要的作用。教師要對培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)引起足夠的重視，結(jié)合“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”對提升學(xué)生思維能力和認(rèn)知能力的巨大優(yōu)勢，注重培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識、推理能力和科學(xué)態(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生探索化學(xué)規(guī)律，掌握化學(xué)核心素養(yǎng)，進(jìn)而全面激發(fā)學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性。

參考文獻(xiàn)

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[4]黃云鵬.培育“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐研究[J].高考，2020（19）：101.