彭明鋒 陳學(xué)敏

摘 要：化學(xué)學(xué)科作為高中教育的基礎(chǔ)學(xué)科，是中學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)學(xué)科，在我國(guó)自然學(xué)科發(fā)展領(lǐng)域占據(jù)重要地位。教育部在2014年頒布了《關(guān)于全面深化課程改革，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》提出“教育部將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的體系”。因此，在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，如何提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)是目前教育改革的重要任務(wù)?！白C據(jù)推理與模型認(rèn)知”屬于化學(xué)核心素養(yǎng)五個(gè)維度之一，是化學(xué)核心素養(yǎng)的思維核心。本文基于化學(xué)核心素養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”簡(jiǎn)述課堂教學(xué)模型的構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”;教學(xué)模型;構(gòu)建

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求方面同其他一些理論學(xué)科方面是有很大的區(qū)別的。目前教師進(jìn)行化學(xué)教學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)比較少。在化學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)中實(shí)驗(yàn)探究是非常重要的組成部分，其對(duì)于學(xué)生化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)和掌握非常重要。學(xué)生化學(xué)必修知識(shí)和選修知識(shí)兩方面都具有很多需要實(shí)驗(yàn)探究的知識(shí)存在。我們?cè)趯?duì)化學(xué)科學(xué)進(jìn)行科學(xué)探究過(guò)程中，首先要對(duì)所研究的問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)猜想，然后通過(guò)“證據(jù)推理”來(lái)論證假設(shè)猜想的正確性，通過(guò)證據(jù)推理能夠幫助學(xué)生提高其核心素養(yǎng)，對(duì)于學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)非常重要。

化學(xué)核心素養(yǎng)也是非常重要的學(xué)科素養(yǎng)，其是根據(jù)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)來(lái)指定的，是高中化學(xué)教育通過(guò)教學(xué)讓學(xué)生培養(yǎng)的核心素養(yǎng)?！盎瘜W(xué)核心素養(yǎng)”在知識(shí)和技能方面需要教師在教學(xué)中做好實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)、生活化教學(xué)和模型教學(xué)，要求教師加強(qiáng)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，避免傳統(tǒng)教學(xué)中的重理論輕實(shí)踐的問(wèn)題出現(xiàn)，讓學(xué)生明白化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)中分?jǐn)?shù)只是學(xué)習(xí)目標(biāo)的一部分，重點(diǎn)還是提高自身進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力;在過(guò)程和方法方面要突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，教師要從傳統(tǒng)的教學(xué)主導(dǎo)者角色轉(zhuǎn)換成教學(xué)的引導(dǎo)者和參與者，指引學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù);在情感和價(jià)值觀方面要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生攻堅(jiān)克難的科研精神，為國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平的提高貢獻(xiàn)力量，由于科研工作枯燥、難度高，教師要通過(guò)合理的教學(xué)方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科研奉獻(xiàn)精神。

高中化學(xué)的特點(diǎn)是化學(xué)知識(shí)體系繁雜、知識(shí)面廣，因此導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于教師的教學(xué)內(nèi)容理解起來(lái)比較難，對(duì)于化學(xué)知識(shí)的掌握比較困難。為了解決這種問(wèn)題的存在，教師在教學(xué)中要將模型教學(xué)方法合理的融入進(jìn)去。通過(guò)模型能夠幫助學(xué)生更好的認(rèn)識(shí)其需要認(rèn)知的對(duì)象，模型也具有較強(qiáng)的詮釋性、相似性和直觀性?；瘜W(xué)學(xué)科中許多概念以模型作為傳輸?shù)妮d體，常見(jiàn)模型有形象模型、符號(hào)模型和數(shù)學(xué)模型（圖表、三維圖、等式等）等，這些模型能幫助學(xué)生更好的掌握和理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)性質(zhì)以及化學(xué)的思想方法，從而切實(shí)降低了學(xué)習(xí)難度，減輕了學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的壓力，幫助學(xué)生更加主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)化學(xué)，學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)也會(huì)有明顯的提高。所以，教師在化學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的模型意識(shí)，通過(guò)教學(xué)讓學(xué)生掌握模型建立的方法，更好的將模型運(yùn)用到解題中去。模型思維法進(jìn)行問(wèn)題解決不但能夠幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)化學(xué)，還能夠?qū)⑦@種方法運(yùn)用到其他科目學(xué)習(xí)中去，比如，在物理題目解答的時(shí)候，學(xué)生也可以進(jìn)行解題模型建立，然后運(yùn)用物理思維法來(lái)分析和解決問(wèn)題。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，教師在備課時(shí)，要對(duì)在教學(xué)過(guò)程中可能用到的模型做到成竹在胸，只有這樣才能高效的引導(dǎo)學(xué)生形成建模解決問(wèn)題的思想意識(shí)，而且教師要考慮到學(xué)生在開(kāi)始學(xué)習(xí)建模解決問(wèn)題時(shí)，會(huì)存在這樣那樣的問(wèn)題，教師要給學(xué)生留出充裕的時(shí)間讓學(xué)生建模，隨著學(xué)生對(duì)于建模越來(lái)越熟悉，并形成建模思維，教師的模型教學(xué)就會(huì)變得容易起來(lái)。模型教學(xué)對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)起到事半功倍的效果，為了模型教學(xué)的順利開(kāi)展教師應(yīng)從下面幾點(diǎn)策略著手：

一、以實(shí)驗(yàn)探究為基礎(chǔ)構(gòu)建證據(jù)模型

化學(xué)的本質(zhì)是“在原子、分子的微觀水平上研究物質(zhì)及其變化”，是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。在高中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是最基礎(chǔ)的教學(xué)方法，教師利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更好的了解物質(zhì)本身的特點(diǎn)，并且化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法也和學(xué)生學(xué)習(xí)需要相符，能夠幫助學(xué)生更好的了解科學(xué)研究的整個(gè)過(guò)程，從而進(jìn)行化學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)思維的建立。比如，在進(jìn)行苯教學(xué)時(shí)，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，教師可以在上課前給學(xué)生播放一些視頻，比如進(jìn)行漂亮住房和豪華裝修的展示，這樣學(xué)生也能夠真正的感受到生活的舒適度。然后再讓學(xué)生找到其中包含的大氣污染。這種情況下，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣很容易得到激發(fā)，學(xué)生也很容易提到甲醛污染以及苯污染等。接著在學(xué)習(xí)苯的分子結(jié)構(gòu)時(shí)，先給出苯的分子式C6H6然后讓學(xué)生根據(jù)前面所學(xué)烷烴、烯烴、炔烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行苯分子結(jié)構(gòu)的推測(cè)，這種情況下，學(xué)生也能夠發(fā)揮自己的想象力。教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生將自己認(rèn)為的苯分子結(jié)構(gòu)寫出來(lái)。又如在教學(xué)Na2O2的性質(zhì)時(shí)，先演示“滴水生火”的實(shí)驗(yàn)，激起學(xué)生的好奇心，學(xué)生腦中同時(shí)會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)：水一般是用來(lái)滅火的，為什么在這里卻能生火呢？隨著疑問(wèn)的產(chǎn)生學(xué)生的思維又得到培養(yǎng)。主動(dòng)探索新知識(shí)的愿望就會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。

二、以化學(xué)史構(gòu)建智慧模型

我國(guó)著名化學(xué)家傅鷹教授曾說(shuō)過(guò)：“化學(xué)給人知識(shí)，化學(xué)史給人智慧”?；瘜W(xué)史可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，開(kāi)拓學(xué)生的思維，掌握科學(xué)研究方法，對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育和激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，使之發(fā)奮學(xué)習(xí)報(bào)效祖國(guó)。例如“元素周期表的發(fā)現(xiàn)”對(duì)元素周期表發(fā)現(xiàn)和完善的過(guò)程進(jìn)行介紹，能夠?qū)w納方法和分類方法體現(xiàn)出來(lái)，能夠展示科學(xué)家的奮斗精神，以及從相對(duì)原子質(zhì)量到原子序數(shù)認(rèn)識(shí)周期表的科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程等，幫助學(xué)生更好的了解科學(xué)發(fā)展的整個(gè)規(guī)律，從而更好的理解事物的本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神，幫助學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法。比如，在進(jìn)行氯氣介紹的時(shí)候，教師可以通過(guò)氯氣發(fā)現(xiàn)來(lái)進(jìn)行引入，這樣學(xué)生能夠更好的了解氯氣發(fā)現(xiàn)的整個(gè)過(guò)程，感受到科研工作的不容易;因些在課學(xué)教學(xué)中利用化學(xué)史構(gòu)建模型有利于從科學(xué)觀念、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度與創(chuàng)新精神等方面發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、以簡(jiǎn)化為導(dǎo)向構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型

模型是為了研究人員解決復(fù)雜抽象的問(wèn)題而構(gòu)建出的簡(jiǎn)單方式，多數(shù)情況下，模型同原型之間存在一定的相似性的，但有的時(shí)候模型只是為了方便研究，同原型之間不存在相關(guān)性，例如：元素周期表中的元素符號(hào)，它是瑞典化學(xué)家貝采里烏斯對(duì)化學(xué)符號(hào)進(jìn)行整理提出的一種命名方式，它是一種人工模型，但是卻沒(méi)有對(duì)應(yīng)的原型，只是為了方便學(xué)生進(jìn)行化學(xué)元素的記憶，將其現(xiàn)實(shí)意義體現(xiàn)出來(lái)。并且模型制作的時(shí)候，比較重視其特征的模擬，能夠和原型接近，不能夠替代原型。比如，有機(jī)化學(xué)中球棍模型代表甲烷分子，球棍模型只是為了形象的表示甲烷分子的分子結(jié)構(gòu)，模型中原子的大小不能代表原子的實(shí)際大小，原子之間的棍長(zhǎng)也不是分子的實(shí)際鍵長(zhǎng)，甚至C、H分子之間的棍只是為了形象的表示原子結(jié)構(gòu)，在原型中其實(shí)是不存在的。

四、以選擇為導(dǎo)向構(gòu)建最佳模型

模型往往比較直觀和具體，能夠幫助學(xué)生更好的掌握相關(guān)的理論，受到了廣大師生的的熱烈歡迎。當(dāng)學(xué)生用模型思維解決化學(xué)問(wèn)題時(shí)，可以針對(duì)同一個(gè)化學(xué)問(wèn)題建立多種模型來(lái)分析和解決問(wèn)題，然后在對(duì)多種模型解題思路和過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，找出最優(yōu)的解題模型。比如，在進(jìn)行鋁三角問(wèn)題解決的時(shí)候，我們課題通過(guò)兩種模型建立來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的分析。首先可以進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立，將氫氧化鈉溶液加入到鋁鹽中去，從而出現(xiàn)沉淀，沉淀便是氫氧化鋁，這種情況下鋁離子與氫氧根滿足1：3的數(shù)學(xué)關(guān)系，若是繼續(xù)進(jìn)行氫氧化鈉的滴加，那么其也會(huì)和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，從而生成偏鋁酸根，此時(shí)鋁離子與氫氧根滿足1：4的數(shù)學(xué)關(guān)系，若是顛倒滴加溶液的順序，那么鋁離子與氫氧根首先滿足1：4的數(shù)學(xué)關(guān)系，不產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀產(chǎn)生，當(dāng)繼續(xù)添加氫氧化鋁溶液此時(shí)偏鋁酸根與鋁離子滿足3：1的數(shù)學(xué)關(guān)系，產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀。中學(xué)生對(duì)于這兩種模型都非常熟悉，但考慮到“鋁三角”題目的變型比較多，學(xué)生應(yīng)該對(duì)不同的模型進(jìn)行分析，選擇最優(yōu)的解題模型，更好地理解題意，提高學(xué)生建立和使用模型的意識(shí)和能力。

五、案例分析——以人教版必修二“元素周期率”為例

1.史話點(diǎn)題，探究發(fā)現(xiàn)歷程

[情境導(dǎo)入]同學(xué)們，英語(yǔ)有26個(gè)英文字母，這些字母組成了單詞，單詞組成句子，句子組成文章，在化學(xué)學(xué)科中也有自己的基礎(chǔ)語(yǔ)言字母，就是化學(xué)元素符號(hào)，在每一冊(cè)化學(xué)教材最后一頁(yè)都附有元素周期表，你們知道元素周期表是誰(shuí)編排的嗎？

[學(xué)生回答]門捷列夫

[史話支持]展示化學(xué)家門捷列夫在進(jìn)行元素整理時(shí)的工作圖片，弘揚(yáng)化學(xué)研究精神。

2.結(jié)構(gòu)猜想、證明推理

[實(shí)驗(yàn)探究]根據(jù)需要將學(xué)生分成四個(gè)小組，讓四個(gè)小組的學(xué)生分別進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，每一組探究一種元素遞變性質(zhì)。第一組進(jìn)行“原子序數(shù)與最外層電子數(shù)及元素化合價(jià)”的關(guān)系探究，第二組進(jìn)行原子序數(shù)和原子半徑關(guān)系探究，第三組進(jìn)行原子序數(shù)和金屬性關(guān)系探究，第四組進(jìn)行原子序數(shù)和非金屬關(guān)系探究，每一組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前先對(duì)其規(guī)律進(jìn)行假設(shè)性推論，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

“原子序數(shù)與最外層電子數(shù)及元素化合價(jià)”的關(guān)系，第二組探究“原子序數(shù)與原子半徑的關(guān)系”，第三組探究“原子序數(shù)與金屬性”的關(guān)系，第四組探究“原子序數(shù)與非金屬”的關(guān)系。

[實(shí)驗(yàn)探究1]以第三周期金屬元素Na、Mg、Al元素為例，通過(guò)四個(gè)方面探究元素的金屬性變化規(guī)律。

[實(shí)驗(yàn)探究2]以第ⅦA族為例，驗(yàn)證F2、Cl2、Br2、I2與氫氣化合的劇烈程度，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。

[結(jié)論分析]通過(guò)對(duì)四組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探究對(duì)比得出元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，讓學(xué)生們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的成就和樂(lè)趣。

在教育體制改革不斷深入的今天，高中化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)要符合國(guó)家新課標(biāo)的要求。高中化學(xué)教學(xué)要把提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)作為根本的教學(xué)目標(biāo)，通過(guò)不斷改進(jìn)教學(xué)方式，運(yùn)用“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的教學(xué)方式來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)教育，幫助學(xué)生提高其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰秃诵乃仞B(yǎng)，從而給我個(gè)自然科學(xué)更好的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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（本文系嶺南師范學(xué)院創(chuàng)建國(guó)家教師教育創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)建設(shè)2018年校級(jí)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高中化學(xué)微課教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)與利用”的研究成果，項(xiàng)目編號(hào)：LSJGJC1831）