基于證據(jù)推理與模型認(rèn)知的高中化學(xué)教學(xué)

楊立超

【摘 要】關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，促進學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力的提升，這是新時期高中化學(xué)教育工作者的重要工作任務(wù)，也是促進高中化學(xué)教學(xué)進一步滿足高中生學(xué)習(xí)需求與發(fā)展需求的必然之舉。因此，為真正貫徹落實立德樹人根本任務(wù)，這篇文章將從高中化學(xué)核心素養(yǎng)之一“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力的培養(yǎng)入手對如何開展高中化學(xué)教學(xué)展開探討。

【關(guān)鍵詞】證據(jù)推理;模型認(rèn)知;高中化學(xué);核心素養(yǎng)

在高中化學(xué)教育教學(xué)改革中，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的提升是最值得廣大教師關(guān)注的話題，證據(jù)推理與模型認(rèn)知作為學(xué)生高中化學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，既包括手機證據(jù)，對物質(zhì)性質(zhì)及其變化提出可能性假設(shè)的能力，也包括對證據(jù)進行分析推理，驗證偽假設(shè)的能力，既包括證據(jù)與結(jié)論之間關(guān)系能力的解釋，也包括科學(xué)結(jié)論形成過程中證據(jù)途徑的尋找;既包括建立化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，也包括運用多種模型描述與結(jié)束化學(xué)現(xiàn)象的能力。可以說，證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力將陪伴學(xué)生高中化學(xué)學(xué)習(xí)的始終，將對高中生化學(xué)學(xué)習(xí)能力與思維能力產(chǎn)生深遠影響。那么，在新時期的高中化學(xué)教學(xué)實踐中，教師依照何種方式開展高中化學(xué)教學(xué)，更有助于學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)呢？我們建議廣大教師從以下環(huán)節(jié)入手，循序漸進，指導(dǎo)探究。

一、引入話題，激發(fā)興趣

從興趣入手引入話題，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣，這是帶領(lǐng)學(xué)生走進化學(xué)課堂的第一步，更加激發(fā)學(xué)生活力，引導(dǎo)學(xué)生提升核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。因此，在培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力之前，我們建議從實物入手、從故事入手、從歷史發(fā)現(xiàn)入手對學(xué)生進行引導(dǎo)，使學(xué)生對本節(jié)課所學(xué)知識有著濃厚的興趣，并帶著自己的求知欲走進化學(xué)世界。例如當(dāng)教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“乙醇”時，不妨將其與新冠肺炎疫情期間，居家的必備“法寶”酒精入手對學(xué)生進行適當(dāng)引導(dǎo)，讓學(xué)生對酒精的顏色、狀態(tài)進行觀察和分析。如果教師是圍繞元素周期表引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，則可以將“元素周期表”與英文的26個字母進行對比，通過強調(diào)元素周期表的“化學(xué)的語言”來引導(dǎo)學(xué)生積極參與到元素周期表的認(rèn)知中來。

二、猜想結(jié)構(gòu)，證明推理

當(dāng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣被調(diào)動起來以后，教師則可以帶領(lǐng)學(xué)生走進“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力培養(yǎng)的下一步環(huán)節(jié)“猜想結(jié)構(gòu)，證明推理”。我們以“元素周期表”的引導(dǎo)為例，教師可以通過這樣的方式對學(xué)生進行猜想引導(dǎo)“如果你是門捷列夫，你會按照何種方式對元素進行排列？”在這樣的引導(dǎo)下，學(xué)生可能會說，按照“發(fā)現(xiàn)的時間順序來排列”、“按照元素相對原子質(zhì)量大小來排列”、“按照電子層數(shù)來排列”、“按照半徑來排列”……每一種排列方式的提出，都是一個學(xué)生循序漸進走進科學(xué)思維的一個進步。我們再以“乙醇”的講解為例，如果教師直接將乙醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)顯示出來，并不能給予學(xué)生深刻的印象，但如果教師將乙醇的分子式C2H6O展示出來，讓學(xué)生根據(jù)這一元素符號中所包含的分子進行化學(xué)結(jié)構(gòu)的猜想，則可以進一步提升學(xué)生參與興趣與思考能力。按照學(xué)生的猜想，由于各種元素排列組合的不同，可能出現(xiàn)多種不同的結(jié)構(gòu)，而這些不同結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)，實際上就是學(xué)生證據(jù)推理的重要步驟之一。

三、實驗探究，證明推理

當(dāng)然，化學(xué)核心素養(yǎng)的提升并不能僅僅建立在猜想上，在合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，對其進行推理分析，進一步驗證，更是“化學(xué)人”應(yīng)該有的思維方法與認(rèn)知能力。因此當(dāng)學(xué)生完成上述猜想以后，教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生找到實驗探究的方法，并在實驗探究的過程中進一步對自己的想法進行驗證，從而證明自己的推理是“真命題”亦或是“偽命題”。在元素周期表的實驗證明過程中，教師可以將學(xué)生以小組為單位進行劃分，每組負(fù)責(zé)完成相應(yīng)的實驗任務(wù)，如第一組負(fù)責(zé)探究“原子序數(shù)與原子半徑的關(guān)系”，第二組探究“原子序數(shù)與原子發(fā)現(xiàn)先后順序之間的關(guān)系”，第三組探究“原子序數(shù)與原子質(zhì)量之間的關(guān)系”……學(xué)生有多少猜想，就將學(xué)生分為多少個小組，并鼓勵各個小組在數(shù)據(jù)、圖表支撐的基礎(chǔ)上完成相應(yīng)的探究任務(wù)，以證明之前猜想的合理性。再如教師引導(dǎo)學(xué)生對乙醇化學(xué)結(jié)構(gòu)進行猜想時，由于學(xué)生可能出現(xiàn)多種猜想，但乙醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)卻只有一個，如何判斷對“真假美猴王”進行辨別，教師就可以組織學(xué)生進行相應(yīng)探討，明確判斷乙醇真正化學(xué)結(jié)構(gòu)的實驗方案，讓學(xué)生結(jié)合已有知識，發(fā)散思維，真正走進證據(jù)推理之中，如：將乙醇與鈉進行反應(yīng)實驗，驗證乙醇是否可以被置換出H2，從而判斷出這兩種結(jié)構(gòu)中原子的斷鍵方式，（通過鈉不能與烴類物質(zhì)反應(yīng)，即鈉不可以使C-H鍵斷裂，而可以使O-H鍵斷裂來驗證）。

由此可見，在高中化學(xué)教學(xué)中，無論是引導(dǎo)學(xué)生深入認(rèn)知元素周期表，還是要引導(dǎo)學(xué)生走進乙醇的世界，都是可以通過引入話題激發(fā)興趣、猜想結(jié)構(gòu)證明推理以及實驗探究證明推理來鍛煉學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)提升的。希望本文提出的通過證據(jù)推理與模型認(rèn)知開展高中化學(xué)教學(xué)的實踐性探索能夠?qū)V大教師有所啟示。

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（黑龍江省大慶實驗中學(xué)，黑龍江 大慶 163000）