化學學科核心素養“證據推理與模型認知”在教學中的有效培養

劉波

摘 要：教育部新版《普通高中化學課程標準》中指出化學學科在國民經濟發展中的重要作用。發展化學學科的核心素養，成為教改的首要任務。本文在撰寫過程中以“證據推理與模型認知”核心素養在高中化學中的有效培養為研究切入點，結合現有的理論研究，旨在研究如何在教學中進行“證據推理與模型認知”核心素養的培養，幫助學生建立化學核心學素養所應具有的學科知識、能力和科學的態度。

關鍵詞：高中化學核心素養;證據推理與模型認知

化學工業是國家的基礎產業，對社會、經濟的發展具有重要的決定作用。教育部新版《高中化學課程標準》指出要以培養化學學科素養為主旨，構建全面發展學生化學學科素養的高中化學課程目標體系。化學核心素養的思維核心是“證據推理與模型認知”。學生根據化學基礎知識收集相關證據，在合理的推理分析基礎上建立化學知識模型，通過驗證推理結論達到學習掌握化學知識，培養化學核心素養的目的。

1 “證據推理”與“模型認知”的內涵與關系

“證據推理”在化學教學中的作用主要是依據化學各種實驗現象推測探究物質性質，比如在學習金屬鈉的性質時，先進行課堂演示實驗鈉與水的反應，學生觀測到“浮、熔、游、響、紅”的實驗現象，進而建立推理，對鈉的物理性質密度、沸點和化學性質金屬性、與水反應生成物以及能量變化做出判斷， 進一步掌握鈉的性質。

“模型認知”在化學教學中的作用是幫輔助學生理解抽象的知識點，通過化學模型揭示化學學科問題的核心。例如《化學能與電能》中學習中的原電池模型，可以有效輔助學生理解原電池的反應原理等知識。

總之，模型認知需要證據推理的假設與建立，證據推理需要模型認知完善和驗證。證據推理圍繞化學基礎知識進行，具有不確定性，模型認知是物質及其性質變化建立的具有典范性的化學模型。

2 “證據推理與模型認知”的教學有效性研究

化學學科的本質是“研究微觀原子、分子構成的物質性質及其變化”，是一門實驗型的學科。通過實驗探究活動培養學生“證據推理與模型認知”的能力，能起到事半功倍的作用，在探究活動可以培養學生收集、整理、分析實驗信息的能力，既培養學生的團隊合作精神，又鍛煉學生獨立分析問題的能力。通過對實驗證據的推理、判斷和探究，建立合理的化學模型，對學生探究，思辨的核心能力培養具有重要作用。《高中化學課程標準》對“證據推理與模型認知”的具體落實，在教學中給出了三個方面的教學設置。

1.學生掌握收集各種實驗證據并提出假設。

2.學生學會根據證據進行推理分析和驗證。

3.學生能夠建立化學模型并輔助研究化學知識。

“證據推理”是在證據的基礎上做出假設，幾名同學組成合作小組，通過查閱文獻、書籍、網絡等，獲得有參考價值的資料，對所研究的物質性質變化規律簡單的了解，每名成員分工有別，有的同學收集相關資料，有的同學整理實驗數據，還有同學進行匯報結論等，職責每次互換，都能培養學生不同的能力，達到對學生全面的鍛煉。提出假設并驗證假設的正確性，需要建立化學模型，建立模型只是一方面，還要運用模型進行分析。建立模型要基于化學教材的知識內容，充分調動學生在學習中的主動性，引導學生利用高中學習過的化學基礎理論，做出假設建立模型，再結合化學模型與知識內容，分析、概括、解決化學問題。

教師在平時的教學中要盡可能運用模型知識，在備課時，教學過程的設計要涉及各種教學應用的化學模型，高中化學知識涉及內容雜而廣，學生學習難度較初中大很多，在平時教學設計中教師要不斷利用化學模型教學。尤其對于抽象難懂的問題，運用化學模型分析會使題目更容易理解，解題變得簡單。這就需要老師在教學中培養學生建立模型意識，鼓勵學生多嘗試建立化學模型，勇于表達自己想法，主動上手操作，勤于動腦思考，善于聽取其他同學的改進意見，培養學生主動參與、主動探索的積極學習態度。可能開始嘗試建立化學模型時，學生會出現各種各樣的錯誤，但是隨著建立化學模型次數增多，學生會逐漸掌握建立模型的正確方法和步驟，學生在頭腦中就會存留越來越多的化學模型思想，有利于學生形成自主建立模型解決化學問題的核心能力。

3 結論

化學教學中“證據推理與模型認知”核心素養的培養，是適應新課程改革要求的結果。發展學生化學學科的核心素養，首先，要求老師在化學教學中必須夯實化學基本知識、基本原理。高中化學知識內容繁多，章節之間跨度大、涉及層面廣，計算題與初中相比更顯復雜，化學方程式多且記憶難度大。在常規教學中，教師要能夠具體問題具體分析，針對學生特點選擇適合的教學方法，幫助學生培養核心素養，掌握化學核心知識。其次，化學核心能力眾多，實驗能力、邏輯思維能力、創新能力等等。化學實驗能力既要培養學生在化學實驗中的動手能力， 還要拓展培養學生的觀察能力，分析、假設、推理能力，化學模型建立能力，還有歸納總結能力。化學邏輯思維能力要求學生以化學知識為依據，多角度多層面分析思考，用化學思維解決問題的能力，并能根據問題給出多種解決方案。化學創新能力要求學生根據化學學科技術，提出創造性方案，提高人類生產效率和生產生活水平等。在教學中教師要鼓勵學生運用一題多解、一題多變，培養學生的創新思維，成立課外興趣小組，利用周末和寒暑假假期進行化學學科探究活動，并撰寫研究性活動小論文。最后，教師在教學中要讓學生認識到化學學科的重要性，調動學生學習化學的熱情，幫助學生建立熱愛化學的核心態度，激發學生的民族自豪感。促使學生養成化學核心態度，愛上化學學科。

我國對核心素養的提出還比較晚，目前還處于探究摸索階段，很多教育理論還沒有進行有效的教學檢驗，尤其是在高中化學教學與學習中廣大師生還欠缺“證據推理與模型認知”核心素養的培養意識。以“證據推理與模型認知”核心素養的培養為目標開展的研究，需要在漫長的實踐道路上循序漸進的完成。

參考文獻：

[1] 楊梓生.對高中化學學科核心素養的認識[J].中學化學教學參考（上半月），2016（8）：1-2.

[2] 陳進前.核心素養導向下的化學教學[J].中學化學教學參考.2017，（1-2）

[3] 孫海艷，王建民.“宏微結合”核心素養在化學課堂教學中的應用[J].中學化學2017（3）：11～12.