基于證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)培養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)策略探究

施揚敏

（福建省三明市寧化縣第一中學(xué)，福建 三明 365400）

課程改革已步入學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)階段，高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)由五個要素組成，其中證據(jù)推理與模型認知能力是推動學(xué)生化學(xué)綜合能力獲得發(fā)展的重中之重，同時又支撐著對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的整體理解，可以成為高中化學(xué)教師理解核心素養(yǎng)并實現(xiàn)核心素養(yǎng)落地的突破口。下面結(jié)合高中化學(xué)教學(xué)實踐，就證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)培養(yǎng)的創(chuàng)新策略進行探究，與同仁共勉。

1 證據(jù)推理與模型認知能力的理解

縱觀高中化學(xué)核心素養(yǎng)，其包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任五個方面，其中對證據(jù)推理與模型認知的正確理解，可從以下兩個方面進行：

一是證據(jù)推理強調(diào)學(xué)生收集證據(jù)，對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與變化提出自己的猜想、假設(shè)，然后通過邏輯推理進行證明。證據(jù)推理強調(diào)證據(jù)收集的充分性，與推理過程的嚴(yán)謹(jǐn)性。當(dāng)然，考慮到高中學(xué)生在知識掌握與邏輯認知方面存在的不足，證據(jù)推理素養(yǎng)的形成過程，可能需要一個循序漸進的過程，這就考驗著教師的教學(xué)智慧。

二是模型認知強調(diào)在證據(jù)推理的基礎(chǔ)上獲得結(jié)論性認識，一旦結(jié)論被證實是正確的，那么就要盡量用模型呈現(xiàn)結(jié)論，因為模型是對化學(xué)學(xué)習(xí)與研究對象的高度概括，其凸顯著對研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素等。模型認知是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)品質(zhì)的基本體現(xiàn)，同時也是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要目標(biāo)。證據(jù)推理是模型認知的基礎(chǔ)，而模型認知是證據(jù)推理的目標(biāo)。證據(jù)推理走向模型建立，這其中的認知過程應(yīng)當(dāng)是高中化學(xué)教學(xué)中需要高度重視的環(huán)節(jié)，某種程度上講，正是模型認知素養(yǎng)的形成，使得證據(jù)推理與模型建立之間有了一個重要的橋梁，同時滿足了學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)品質(zhì)培養(yǎng)的需要。

2 證據(jù)推理與模型認知能力培養(yǎng)教學(xué)設(shè)計

高中化學(xué)教學(xué)中，如何在重視化學(xué)知識建構(gòu)的基礎(chǔ)上，有效地形成核心素養(yǎng)培育的思路，考驗著化學(xué)教師對教學(xué)過程的改進與優(yōu)化水平。對于證據(jù)推理與模型認知這一素養(yǎng)要素而言，如果能夠在知識建構(gòu)的過程中，強化學(xué)生收集、利用證據(jù)的意識，培養(yǎng)學(xué)生的推理水平，提升學(xué)生的建模能力，那這一要素的培養(yǎng)就能夠得到保證。

例如，在“鹽類的水解”這一知識的教學(xué)中，通過給學(xué)生呈現(xiàn)一些基本的素材，如分別取少量的H3COONa、Na2CO3、KNO3、NaCl、Al2(SO4)3、NH4Cl等固體，然后讓它們?nèi)苡谒M而去測出這些溶液的pH，進而讓學(xué)生判斷鹽溶液的酸堿性與生成該鹽的酸和堿的強弱有什么關(guān)系。在這樣的一個教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要收集的證據(jù)是這些固體溶于水之后的pH，其后的推理則體現(xiàn)在與其它化學(xué)反應(yīng)進行對比的過程中形成的新的認識。待學(xué)生用正確的邏輯推理得出強酸弱堿的鹽溶液呈現(xiàn)出酸性、強酸強堿的鹽溶液呈現(xiàn)出中性、強堿弱酸的鹽溶液呈現(xiàn)出堿性這一結(jié)論之后，其實學(xué)生會自發(fā)地進行總結(jié)與歸納，他們會發(fā)現(xiàn)鹽溶液的酸堿性實際上取決于生成該鹽的酸或堿的強弱，而且是“誰強就顯什么性”——這是一個非常通俗的表達，但卻反映了學(xué)生的內(nèi)心推理過程，所形成的認識就很容易上升到模型的高度，成為學(xué)生認識、判斷新情境中類似問題的基本工具。

分析學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，包含著學(xué)生在情境中遇到問題時出現(xiàn)的種種認識，如認知沖突、問題疑惑等。而早有研究表明，沖突、疑惑、預(yù)設(shè)、推理和論證，正是學(xué)生化學(xué)思維外顯的過程，也是一個學(xué)生認識螺旋上升的過程，通過推理學(xué)生不斷接近“本質(zhì)”，只有抓住對本質(zhì)的理解，學(xué)生才能建構(gòu)知識模型，在解決陌生問題時，他們才能主動運用知識進行有效的推理和論證。其實，上述例子中，還有進一步的證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)培育的空間，如提出問題“為什么像CH3COONa的水溶液會呈現(xiàn)堿性呢”然后引導(dǎo)學(xué)生從鹽的水解角度進行分析，學(xué)生就知其然且知其所以然了。這對于深化學(xué)生對剛才的模型認識更有幫助，實際上也就培養(yǎng)了學(xué)生的核心素養(yǎng)。

3 教學(xué)注意事項

3.1 創(chuàng)設(shè)豐富的情境素材

證據(jù)推理需要大量的情景素材，而素材必須有大量的線索和證據(jù)以供學(xué)生去挖掘。素材可以是貼近學(xué)生生活實際、學(xué)生生活中能夠感知，卻沒有深入思考的化學(xué)現(xiàn)象；素材也可以是實驗室模擬的工業(yè)生產(chǎn)過程，有利于學(xué)生認識到化學(xué)學(xué)科對于社會發(fā)展、人類生活的重大意義；素材還可以是同一實驗現(xiàn)象的不同認識，這樣的素材不僅能夠引起學(xué)生的興趣和共鳴，還有利于培育學(xué)生收集證據(jù)、邏輯推理、科學(xué)論證能力，也有助于不斷完善實現(xiàn)模型的完善和化學(xué)知識的生成。例如，通過煽聞濃氨水分析“廁所刺鼻原因”“科學(xué)除臭原理”“白煙生成原因”等情景，為學(xué)生提供了豐富的線索，包括了“提出猜想——實驗驗證——建立模型——應(yīng)用模型——修正模型——科學(xué)認知”的過程。

3.2 設(shè)計邏輯合理的教學(xué)環(huán)節(jié)

教學(xué)實踐中，素材往往不夠“完美”，許多的情景素材體現(xiàn)化學(xué)原理的一部分“面貌”，能實現(xiàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的部分功能。這就要求我們在設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)時，要充分考慮這些環(huán)節(jié)和素材之間的邏輯聯(lián)系，讓學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，在對證據(jù)抽絲剝繭的分析中認知規(guī)律，在證據(jù)推理中形成模型，在應(yīng)用模型中完善模型，在完善模型的過程中尋找更多的證據(jù)，從而形成教學(xué)的閉環(huán)。

3.3 服務(wù)于學(xué)生思維的發(fā)展

高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理和模型認知”能力，要求學(xué)生能夠遷移、分析和評價化學(xué)知識，要揭示更高層次的價值追求。在形成、應(yīng)用模型的過程中要注重體現(xiàn)解釋化學(xué)現(xiàn)象，應(yīng)用化學(xué)規(guī)律，在解決問題的過程中，逐步提升“證據(jù)推理與模型認知”能力。教師要明確引導(dǎo)學(xué)生知識的學(xué)習(xí)要服務(wù)于學(xué)生思維的發(fā)展。

總之，高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證思維的過程。教無定法，教師要深刻把握證據(jù)推理與模型認知能力的內(nèi)涵，加強教學(xué)設(shè)計，通過引導(dǎo)學(xué)生提出疑問，尋找證據(jù)進行推理，對觀點進行證實和證偽，進而在充分落實科學(xué)論證的思維過程中，有效落實“證據(jù)推理與模型認知”素養(yǎng)培養(yǎng)。