高中化学教学中“证据推理与模型认知”核心素养的培养

摘要：在高中化学教学时，证据推理与模型认知属于高中化学学科素养中的关键一点，可真正锻炼学生发现证据及应用证据的能力。通过证据，对相关化学结构进行假设。进入高中时期，高中化学知识点极其复杂，对学生的学习要求有所提高，需要学生从微观构型以及反应机理等方面进行深入理解，而这些内容学生难以直观了解，便加大了学生学习难度。鉴于此，本文结合高中化学教学实践，进一步阐述如何借助宏观物质有效学习化学，指导学生合理推理，不断培养学生核心素养。

关键词：高中化学;证据推理;模型认知;核心素养;教学实践

前言：

在高中化学教学时，发现学生经常会被化学实验所吸引，但如若化学实验仅追求“热闹”，则会导致学生在学习过程中分不清主次点，难以透彻分析实验现象，整理实验数据，不利于培养学生推理能力。相比初中化学知识，高中化学知识极其繁琐，包含众多抽象内容，大多实验现象学生无法直观感受，只能通过真实情景进行思考、推理。因此，就需要高中化学教师善于革新传统化学教学理念，使用已有现象和已知知识，指导学生推力，令学生学会应用证据推理，结合模型加深对数学知识的印象，逐步生成优良的科学素养。

一、证据推理与模型认知教学概述

“证据推理与模型认知”是高中化学核心所演的关键内容之一，重点在于培养学生形成正确意识，促使其可针对证据物质结构和物质变化等内容作出假设。通过仔细推理与分析，判断自己的想法是否真实或虚假，掌握观点、结论，细致把握证据、理论以及结论间的关系。通过“证据推理”与“模型认知”有效的培养学生推理化学知识和分析化学知识的能力，通过实践感受化学对象本质特点、化学构成要素和化学知识与知识间的关系。如今，培养学生化学学科科学推理能力和化学思维，并促进学生化学思维发展，已成为新课改后高中化学教学的重点内容。全面培养学生识别证据、筛选证据、转换证据和应用证据的能力，在学生进行化学实践或者化学探究时，都少不了这些能力的支持。高中化学教学之际，促使学生认知模型以及推理证据，结合二者即可促进学生进一步分析抽象问题，将抽象问题具体化，增强学生学习化学学科的兴趣，并且加深学生对化学知识的了解和记忆程度，帮助学生提高这一学科的综合素养。

二、“证据推理与模型认知”核心素养培养策略

（一）以实验研究为导向，培养学生的推理分析能力

在高中化学教学时，实验教学是极其关键的一部分内容。具体教学时，教师要鼓励学生全面动手操作，操作过程中关于知识的掌握与应用效果，更强于教师传统理论式教学取得的效果，能够令学生有效认知模型，并且善于针对证据进行推理。在实际授课之际，教师就可以带领学生参加各种实验活动，立足实验，训练学生如何推理问题以及如何分析问题，令学生在实验过程中感受化学本质。比如，在学习“金属Na”之际，教师则可以指导学生借助实验获得相关信息，指导学生在实验过程中细致观察，了解“钠”在水中出现了哪些反应现象，在“钠”浮在水上的时候，“钠”会快速的游动，并且发出“嘶”的声响，钠变成小球，接着滴入事先准备好的酚酞溶液，会变成红色，产生了氣体，而这种气体可以被点燃，教师带领学生进行观察、猜想以及推测，重点分析相关问题，当钠浮在水面的时候，说明此时此刻水的密度大于钠的密度，所以钠会出现化学反应，试管壁会随之变热。这种情况下，滴入酚酞溶液就会变红，表明里面出现了碱性物质，而融成了小球，表示钠的熔点足够低，产生的气体之所以能被点燃，证明该气体属于“氢气” 。学生在动手操作以及细致观察的过程中，观察了相关现象，而且练习了分析和推理能力，进一步了解了金属钠的密度、金属钠的熔点和相关物理性质、化学性质。在学生操作以及分析推理后，即可助力学生掌握相关化学知识，学习效果有所改善，进一步丰富化学学科核心素养，令学生持续保持学习化学以及学好化学的热情和信心。

（二）以实验数据为证据，对分子构型进行推导证实

在高中化学教学之际，乙醇结构式推导教学过程极其经典，教师令学生结合实验数据，将实验数据作为证据证实或者证伪可能结构模型。学生通过分析，发现乙醇分子式乙、醇价键理论，这时教师就可以引导学生绘制乙醇可能的结构式。很多学生在绘制结构式时，主要有如下图1、图2所示的两种形式。

图1                       图2

通过观察这两种结构，便可以发现差异。在图1中，5个氢原子与碳原子互相连接，有一个氢原子和氧原子互相连接，氢原子与其他氢原子不同。氢原子无法用肉眼观察，但物质却能被我们感受与接触，而且可以测量。教师向学生提问“氢原子能够转变成什么？”学生第一感觉是可以转化成氢气，教师给予提示“那乙醇是不是也能和钠反应生成氢气呢？”“通过观看这两种结构中的氢原子差异，猜想一下它们所产生的氢气量是相同的还是不相同的？”答案非常清晰，学生结合教师提供的实验数据展开计算，通过计算得出结论，发现乙醇物质量和生成氢气的物质量呈倍数关系，乙醇物质量为2倍，氢气务质量为1倍，这就表示1mol乙醇分子中只有1lom氢原子可以反应变成氢气。然而，乙醇分子6个氢原子中，有一个极其特别，与其它氢原子不同，这时学生便可深刻了解图2乙醇结构式内容。

（三）基于基础装置模型，引导学生推导反应的机理

在高中化学教学实践过程中，需要应用众多装置，而这些装置都属于固定搭配，比如在制备气体时需要应用电解池以及原电池。教师恰恰就可以以基础装置为模型，将实验现象作为证据，指导学生推理反应机理。例如，在化学教学课堂上，与能量变化中原电池部分相关的知识，向来都是学生理解的难点。教师为了能促使学生深刻理解及掌握微观世界的反应机理，即可应用原电池基础装置做成模型，指导学生参照气泡在“Cu片”上发生的现象，以此为证据展开深入分析，最后得出反应机理。在后期遇到原电池有关的教学内容和习题时，教师便可以将这一技术模型作为核心分析点，引导学生深刻探讨，以促使学生在反复实践及复习过程中，生成条件反射意识，不断锻炼推理能力。

（四）提高学生学习兴趣，学会建立化学模型并研究

教师在教学之际，增强学生兴趣，指导学生创建化学模型。众所周知，化学以实验教学为主，学生通过观察实验现象，挖掘实验现象背后原因，将实验现象作为证据，引导学生推理，进而深刻认知物质微观构成。在讲解“原电池”之际，教师指导学生制作“Cu-Zn原电池”，并观察实验器材在连接前和连接后都出现了哪些现象，引导学生分析现象发生的本质。学生通过观察及操作，发现原电池模型出现了“电子迁移现象”。在了解电解池后，进一步分析电解池模型，感受二者间存在的差异与相同点，学会自主建构模型，积累化学学习经验。

结束语：

综上所述，在化学学科授课过程中，化学教师需要意识到“证据推理”与“模型认知”二者间属于相辅相成的状态，指导学生认知模型以及推理证据，全面发散学生化学学习思维，保障学生高效解决化学问题，教师应帮助学生有机协调二者关系，令学生考虑学习时出现的问题，不断假设及分析、推理，最终提高应用模型的实力，锻炼化学解题技巧，致力于提高化学学习的综合能力。

参考文献：

[1]张永强.基于核心素养的高中化学课堂教学提问策略研究[J].学周刊，2022（01）：60-61.

[2]沙勇军.基于“关键能力”培养的高中化学教学策略探讨[J].学周刊，2022（01）：140-141.

[3]纪圆圆.在培养核心素养的背景下开展高中化学教学的策略研究[J].天天爱科学（教育前沿），2021（12）：91-92.

作者简介：胡福建，1975年5月，男，汉族，山东省枣庄市，大学本科，中教一级，研究方向：高中化学新课改核心素养培养，单位：邹城市兖矿第一中学