基于证据推理与模型认知的高中化学教学

杨立超

【摘 要】关注学生核心素养的提升，促进学生证据推理与模型认知能力的提升，这是新时期高中化学教育工作者的重要工作任务，也是促进高中化学教学进一步满足高中生学习需求与发展需求的必然之举。因此，为真正贯彻落实立德树人根本任务，这篇文章将从高中化学核心素养之一“证据推理与模型认知”能力的培养入手对如何开展高中化学教学展开探讨。

【关键词】证据推理;模型认知;高中化学;核心素养

在高中化学教育教学改革中，促进学生核心素养的提升是最值得广大教师关注的话题，证据推理与模型认知作为学生高中化学核心素养的重要组成部分，既包括手机证据，对物质性质及其变化提出可能性假设的能力，也包括对证据进行分析推理，验证伪假设的能力，既包括证据与结论之间关系能力的解释，也包括科学结论形成过程中证据途径的寻找;既包括建立化学现象与模型之间的联系，也包括运用多种模型描述与结束化学现象的能力。可以说，证据推理与模型认知能力将陪伴学生高中化学学习的始终，将对高中生化学学习能力与思维能力产生深远影响。那么，在新时期的高中化学教学实践中，教师依照何种方式开展高中化学教学，更有助于学生证据推理与模型认知能力的培养呢？我们建议广大教师从以下环节入手，循序渐进，指导探究。

一、引入话题，激发兴趣

从兴趣入手引入话题，引导学生思考，激发学生兴趣，这是带领学生走进化学课堂的第一步，更加激发学生活力，引导学生提升核心素养的重要环节。因此，在培养学生证据推理与模型认知能力之前，我们建议从实物入手、从故事入手、从历史发现入手对学生进行引导，使学生对本节课所学知识有着浓厚的兴趣，并带着自己的求知欲走进化学世界。例如当教师引导学生学习“乙醇”时，不妨将其与新冠肺炎疫情期间，居家的必备“法宝”酒精入手对学生进行适当引导，让学生对酒精的颜色、状态进行观察和分析。如果教师是围绕元素周期表引导学生学习，则可以将“元素周期表”与英文的26个字母进行对比，通过强调元素周期表的“化学的语言”来引导学生积极参与到元素周期表的认知中来。

二、猜想结构，证明推理

当学生的化学学习兴趣被调动起来以后，教师则可以带领学生走进“证据推理与模型认知”能力培养的下一步环节“猜想结构，证明推理”。我们以“元素周期表”的引导为例，教师可以通过这样的方式对学生进行猜想引导“如果你是门捷列夫，你会按照何种方式对元素进行排列？”在这样的引导下，学生可能会说，按照“发现的时间顺序来排列”、“按照元素相对原子质量大小来排列”、“按照电子层数来排列”、“按照半径来排列”……每一种排列方式的提出，都是一个学生循序渐进走进科学思维的一个进步。我们再以“乙醇”的讲解为例，如果教师直接将乙醇的化学结构显示出来，并不能给予学生深刻的印象，但如果教师将乙醇的分子式C2H6O展示出来，让学生根据这一元素符号中所包含的分子进行化学结构的猜想，则可以进一步提升学生参与兴趣与思考能力。按照学生的猜想，由于各种元素排列组合的不同，可能出现多种不同的结构，而这些不同结构的呈现，实际上就是学生证据推理的重要步骤之一。

三、实验探究，证明推理

当然，化学核心素养的提升并不能仅仅建立在猜想上，在合理假设的基础上，对其进行推理分析，进一步验证，更是“化学人”应该有的思维方法与认知能力。因此当学生完成上述猜想以后，教师还应该引导学生找到实验探究的方法，并在实验探究的過程中进一步对自己的想法进行验证，从而证明自己的推理是“真命题”亦或是“伪命题”。在元素周期表的实验证明过程中，教师可以将学生以小组为单位进行划分，每组负责完成相应的实验任务，如第一组负责探究“原子序数与原子半径的关系”，第二组探究“原子序数与原子发现先后顺序之间的关系”，第三组探究“原子序数与原子质量之间的关系”……学生有多少猜想，就将学生分为多少个小组，并鼓励各个小组在数据、图表支撑的基础上完成相应的探究任务，以证明之前猜想的合理性。再如教师引导学生对乙醇化学结构进行猜想时，由于学生可能出现多种猜想，但乙醇的化学结构却只有一个，如何判断对“真假美猴王”进行辨别，教师就可以组织学生进行相应探讨，明确判断乙醇真正化学结构的实验方案，让学生结合已有知识，发散思维，真正走进证据推理之中，如：将乙醇与钠进行反应实验，验证乙醇是否可以被置换出H2，从而判断出这两种结构中原子的断键方式，（通过钠不能与烃类物质反应，即钠不可以使C-H键断裂，而可以使O-H键断裂来验证）。

由此可见，在高中化学教学中，无论是引导学生深入认知元素周期表，还是要引导学生走进乙醇的世界，都是可以通过引入话题激发兴趣、猜想结构证明推理以及实验探究证明推理来锻炼学生化学核心素养提升的。希望本文提出的通过证据推理与模型认知开展高中化学教学的实践性探索能够对广大教师有所启示。

【参考文献】

[1]周业虹，王晶.素养为本的化学教学设计——以“铝及其化合物”为例[J].化学教学，2018（12）

[2]保志明.证据推理与模型认知：“化学键”的教学与思考[J].中学化学教学参考，2018（13）

（黑龙江省大庆实验中学，黑龙江 大庆 163000）