黃云鵬

摘 要：“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”屬于化學(xué)核心素養(yǎng)五個維度之一，是化學(xué)核心素養(yǎng)的思維核心。能夠幫助學(xué)生掌握核心知識、提高核心能力、培養(yǎng)核心態(tài)度，使學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科的思想和方法。本文以高中化學(xué)中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的培育為出發(fā)點，對高中化學(xué)教學(xué)案例進行了初步研究。從化學(xué)知識結(jié)構(gòu)化、教學(xué)過程邏輯化與科學(xué)探究層次化三個部分，結(jié)合具體教學(xué)案例簡述了如何立足課堂和教材，創(chuàng)設(shè)具體的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生證據(jù)推理，培育他們“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);證據(jù)推理與模型認(rèn)知;案例分析

引言：在高中化學(xué)的教學(xué)中，證據(jù)推理與模型認(rèn)知其內(nèi)涵要求學(xué)生具有證據(jù)意識，能在學(xué)習(xí)中根據(jù)相關(guān)化學(xué)概念與化學(xué)模型，通過如比較分析、歸納演繹等方式對問題進行求證推理，以獲取新知識。高中化學(xué)的教學(xué)中，為提高學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力，我們可以從以下三個方面開展教學(xué)實踐：

一、化學(xué)知識結(jié)構(gòu)化

在培育學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)時，學(xué)生常會由于思維受困而出現(xiàn)思考問題過淺等情況{1]。所以，我們可通過知識結(jié)構(gòu)化的方法增強學(xué)生證據(jù)推理的廣度。

案例：在"鎂的提取及應(yīng)用"課堂教學(xué)中，教師通過精心設(shè)計系列問題，形成問題鏈，將"鎂的提取"、"鎂的性質(zhì)"、"鎂的應(yīng)用"三部分內(nèi)容串聯(lián)起來，使知識結(jié)構(gòu)化。同時展示如下學(xué)習(xí)情境：著名化學(xué)家戴維在1807年發(fā)現(xiàn)了金屬鈉，隨后他又在1808年發(fā)現(xiàn)了金屬鎂，當(dāng)他對鎂這一化學(xué)物質(zhì)進行研究的時候，認(rèn)為鎂的化學(xué)性質(zhì)和鈉應(yīng)該有許多相似之處，那么他的猜想究竟正不正確呢？然后讓學(xué)生通過自主思考、小組合作、實驗探究等方式根據(jù)這一情境問題進行證據(jù)推理。在推理過程中，有的小組使用了資料查閱的方式，通過對鎂和鈉的相關(guān)化學(xué)文獻查閱，這一小組認(rèn)為鎂和鈉從化學(xué)性質(zhì)上都比較活潑;有的小組選擇了實驗探究的方法，通過鎂、鈉與水、氧氣、二氧化碳等化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)實驗探究，得出鎂和鈉化學(xué)性質(zhì)具有一定相似性，在化學(xué)反應(yīng)中都具有還原性;有的小組則采用了結(jié)構(gòu)分析的方法，通過對鎂與鈉的原子結(jié)構(gòu)分析研究，該小組認(rèn)為這兩者都應(yīng)該屬于活潑金屬單質(zhì)。

分析：案例中教師采用了任務(wù)教學(xué)的方法，在學(xué)習(xí)任務(wù)的問題驅(qū)動之下，學(xué)生需要通過證據(jù)尋找、探究的方式對問題進行推理驗證。這種教學(xué)模式使知識問題化，能夠激發(fā)學(xué)生探究意識，學(xué)生通過對問題解決建立知識模型，由此形成知識網(wǎng)絡(luò)，豐富對該部分知識的認(rèn)識，拓寬證據(jù)推理的廣度。

二、教學(xué)過程邏輯化

化學(xué)學(xué)科在國民經(jīng)濟發(fā)展中扮有重要角色{2]，在高中化學(xué)教學(xué)中，為培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力，我們必須讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)學(xué)習(xí)中的邏輯性，以此培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維，提高學(xué)生證據(jù)推理的準(zhǔn)確性。

案例：混有少量氯化鉀的硝酸鉀粉末，參照溶解度曲線（見圖1），設(shè)計實驗方案分離提純硝酸鉀。課堂上有學(xué)生提出質(zhì)疑：為什么氯化鉀在溫度降低的過程中不會同時析出？顯然，要消除學(xué)生的疑慮，定性講解是不夠的，教學(xué)中教師結(jié)合了相關(guān)物質(zhì)的一些溶解度數(shù)據(jù)（見下表），引導(dǎo)學(xué)生進行推理，達到良好的教學(xué)效果。

學(xué)生經(jīng)過一番計算得出，當(dāng)溫度降低到一定數(shù)值時（假定為10℃），在此溫度下氯化鉀不會析出結(jié)晶。通過設(shè)定的數(shù)據(jù)進行推理，證實了將上述濃溶液冷卻到一定溫度時，氯化鉀的溶解度隨溫度變化不大，因而不會析出結(jié)晶的事實{3]。

分析：案例中教師采用了邏輯性的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)的分析推理加以證實或證偽，讓學(xué)生尋找觀點、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系。這種教學(xué)模式不僅使學(xué)生循序漸進地學(xué)習(xí)了化學(xué)知識，也培養(yǎng)了學(xué)生的證據(jù)意識和邏輯思維。

三、科學(xué)探究層次化

依據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計切實可行的實驗方案是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)。而科學(xué)探究層次化要求學(xué)生從宏觀的層面對問題進行分析，還要從微觀的角度對問題進行思考;既要學(xué)會利用直接證據(jù)進行論證，還要學(xué)會通過間接分析與推理尋找問題答案。所以，我們要引導(dǎo)學(xué)生實驗探究過程中積極尋找合理的證據(jù)，進行分析推理、建立模型，并能基于證據(jù)對構(gòu)建模型進行驗證。

案例：乙酸乙酯水解實驗探究，學(xué)生在試管中滴入1ml0.1mol/l的NaOH溶液、4滴酚酞溶液、2ml乙酸乙酯溶液后，使用水浴控溫70°的方法對試管加熱2分鐘并振蕩，發(fā)現(xiàn)試管中溶液的紅色褪去了。針對這一實驗現(xiàn)象，教師要求學(xué)生以小組為單位對紅色褪去的原因進行實驗探究分析。甲小組通過反應(yīng)原理分析認(rèn)為紅色褪去的原因是由于實驗中乙酸乙酯水解（CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH）造成的;乙小組則通過實驗的方法發(fā)現(xiàn)振蕩之后溶液中還有明顯的油層，通過對油層的實驗探究，該小組認(rèn)為乙酸乙酯并不能在加熱2分鐘的情況下水解。教師同時為學(xué)生提供了酚酞的結(jié)構(gòu)圖，讓丙小組通過對酚酞結(jié)構(gòu)的分析，進行問題思考。最后，引導(dǎo)學(xué)生通過綜合分析得出結(jié)論：乙酸乙酯在堿性的條件下水解速度慢，溶液的紅色褪去是由于極性酚酞分子被極性乙酸乙酯萃取。

分析：案例中甲小組依據(jù)的是教材事實，乙小組依據(jù)的是宏觀證據(jù)，教師提供的是微觀證據(jù)。這種教學(xué)方法不僅能夠為學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)機會，而且能夠讓學(xué)生在宏觀與微觀分析中收獲證據(jù)推理的深度，讓學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)識能力得到潛移默化的培養(yǎng)。

四、總結(jié)

總之，在高中化學(xué)的教學(xué)中，我們應(yīng)該根據(jù)核心素養(yǎng)培育要求，強化學(xué)生的證據(jù)意識，結(jié)合化學(xué)實驗研究找出相關(guān)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，建立起化學(xué)模型，并能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，使學(xué)生掌握化學(xué)知識的本質(zhì)，促進學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻

[1]佚名.關(guān)于證據(jù)推理與模型認(rèn)知的一些思考[J].教學(xué)月刊：中學(xué)版（教學(xué)參考），2019，823（4）：3-8.

[2]高中化學(xué)教學(xué)中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[D].哈爾濱師范大學(xué)，2018.

[3]丁浩，黃金泉.例談基于數(shù)據(jù)推理的化學(xué)教學(xué)實踐[J].化學(xué)教學(xué)，2019，（7）：56-57.

本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度立項課題“學(xué)習(xí)進階視角下培育“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的教學(xué)實踐研究（課題批準(zhǔn)號：FJJKXB19-406）階段性研究成果。