高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)

摘 要：化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展具有重要的作用。為了在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)一步落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)，確保學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的有效提升，并將課程作為重要載體，實(shí)現(xiàn)化學(xué)課堂教學(xué)的拓展，教師需要針對(duì)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)教學(xué)，并且每節(jié)課要梳理出重點(diǎn)內(nèi)容，讓學(xué)生在掌握這些內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行具體應(yīng)用。本文將對(duì)高中化學(xué)教學(xué)中與證據(jù)推理和模型認(rèn)知素養(yǎng)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行綜合闡述，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的教育者提供一些建議。

關(guān)鍵詞：證據(jù)推理;模型認(rèn)知;高中化學(xué);培養(yǎng)路徑

中圖分類(lèi)號(hào)：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-9192（2021）08-0019-02

引? 言

在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的過(guò)程中，教師不能簡(jiǎn)單地對(duì)每節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行講解，而要將核心素養(yǎng)的要求和學(xué)科知識(shí)結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中真正理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，并潛移默化地培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。針對(duì)這個(gè)要求，教師在教學(xué)中要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)與教學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，對(duì)知識(shí)中蘊(yùn)含的核心素養(yǎng)內(nèi)容進(jìn)行挖掘，并采取有效的教學(xué)策略。

一、內(nèi)涵與課程目標(biāo)

（一）內(nèi)涵

學(xué)生需要具備一定的證據(jù)意識(shí)，并能夠根據(jù)證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及變化的內(nèi)容做出相應(yīng)的假設(shè)，還可以運(yùn)用分析推理來(lái)對(duì)此進(jìn)行證實(shí)，通過(guò)分析推理的方法，對(duì)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及互相之間的關(guān)系有更深入的了解，并構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的模型。此外，學(xué)生要能夠運(yùn)用模型來(lái)對(duì)化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行解釋?zhuān)默F(xiàn)象中總結(jié)規(guī)律，看出本質(zhì)問(wèn)題。

（二）課程目標(biāo)

從證據(jù)推理與模型認(rèn)知的課程目標(biāo)來(lái)看，學(xué)生要學(xué)會(huì)收集各種證據(jù)，對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)與變化提出相應(yīng)的假設(shè)，在證據(jù)的基礎(chǔ)上做好分析推理。對(duì)于證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系，教師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕忉專(zhuān)_立與科學(xué)結(jié)論相關(guān)的途徑和依據(jù)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，同時(shí)應(yīng)用模型來(lái)對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與變化進(jìn)行具體的描述，并對(duì)物質(zhì)與變化結(jié)果的可能性做出相應(yīng)的預(yù)測(cè)。從物質(zhì)與變化的信息建構(gòu)模型來(lái)看，針對(duì)化學(xué)問(wèn)題思維框架的梳理與解決，需要教師的耐心指導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]。

二、核心素養(yǎng)的內(nèi)容

（一）隱性知識(shí)

以有機(jī)化合物分子苯的具體教學(xué)過(guò)程為例，有機(jī)化合物分子本身是有一定的空間結(jié)構(gòu)的，通過(guò)對(duì)甲烷、乙烯、乙炔及苯進(jìn)行分析可知，碳原子的成鍵特點(diǎn)是具有一定規(guī)律的。對(duì)于有機(jī)物分子空間結(jié)構(gòu)的分析，我們要先從其組成元素開(kāi)始探索，然后是分子式，再尋找其中的證據(jù)，最后對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的解構(gòu)與組合，形成研究閉環(huán)。

研究有機(jī)物性質(zhì)的方法，要從分子結(jié)構(gòu)來(lái)分析，也就是要以碳的成鍵特點(diǎn)為基礎(chǔ)來(lái)對(duì)信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后通過(guò)事實(shí)與實(shí)驗(yàn)的配合做好驗(yàn)證，最后在學(xué)科觀念中，學(xué)生需要認(rèn)識(shí)到?jīng)Q定有機(jī)化合物的空間結(jié)構(gòu)及主要性質(zhì)的元素。

（二）關(guān)聯(lián)的核心素養(yǎng)

化學(xué)學(xué)科內(nèi)容所關(guān)聯(lián)到的核心素養(yǎng)主要有三個(gè)方面。第一，有關(guān)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的內(nèi)容，也就是要從事實(shí)的依據(jù)來(lái)出發(fā)。例如，對(duì)苯的分子式進(jìn)行探究，假設(shè)出一個(gè)苯分子的結(jié)構(gòu)，并對(duì)此展開(kāi)分析，推理證實(shí)該分子是否符合相關(guān)的化學(xué)性質(zhì)，然后形成邏輯關(guān)系的內(nèi)容，還可以進(jìn)一步建立運(yùn)作模型。第二，有關(guān)的化學(xué)式會(huì)牽涉宏觀變形與微觀探析的核心素養(yǎng)，根據(jù)事實(shí)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)辨認(rèn)苯的性質(zhì)，在形成結(jié)論后，再?gòu)奶荚拥某尸F(xiàn)方式來(lái)對(duì)苯的具體性質(zhì)做好相應(yīng)的補(bǔ)充。第三，在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，教師要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生探究苯的性質(zhì)，再尋找對(duì)應(yīng)的證據(jù)去驗(yàn)證假設(shè)。

（三）教學(xué)資源分析

歷史上有很多科學(xué)家根據(jù)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)[2]，他們通過(guò)多種方式收集了許多相關(guān)的證據(jù)，在經(jīng)過(guò)多次的假設(shè)與證明后，利用科學(xué)儀器對(duì)分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。這就是一個(gè)漫長(zhǎng)的證據(jù)推理與模型認(rèn)知的過(guò)程。從科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)中，我們可以看到所有的數(shù)據(jù)和探究過(guò)程，都可以作為重要的科學(xué)資料依據(jù)。教師可以展示出來(lái)，讓學(xué)生從中獲取有效信息，并利用這些信息進(jìn)行分析推理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確認(rèn)分子的結(jié)構(gòu)，了解到碳的常見(jiàn)特點(diǎn)與性質(zhì)關(guān)系模型等，形成正確的科學(xué)思想觀，并掌握具體的方法。

三、實(shí)踐分析

培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理和模型認(rèn)知素養(yǎng)是化學(xué)教學(xué)的目標(biāo)之一。教師經(jīng)過(guò)科學(xué)探究的方式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)，能夠讓學(xué)生根據(jù)事實(shí)提出相關(guān)的問(wèn)題并進(jìn)行假設(shè)，最終通過(guò)驗(yàn)證來(lái)得出結(jié)論。例如，在探究過(guò)程中，學(xué)生可以從宏觀和微觀的角度來(lái)綜合分析苯的性質(zhì)、苯的鹵代物結(jié)構(gòu)等，通過(guò)證據(jù)推理的方式來(lái)具體分析苯的結(jié)構(gòu)模型、碳的呈現(xiàn)類(lèi)型與結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。從回歸課堂教學(xué)的角度來(lái)看，教師可以讓學(xué)生深刻體會(huì)證據(jù)推理、模型認(rèn)知等方面的探究學(xué)習(xí)過(guò)程，進(jìn)一步提升學(xué)生的推理能力和模型認(rèn)知能力，促進(jìn)其核心素養(yǎng)的發(fā)展[3]。

在化學(xué)教學(xué)中，教師在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ倪^(guò)程中，可以進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知能力，進(jìn)而充分發(fā)揮化學(xué)知識(shí)體系的作用。教師要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)的重要性，通過(guò)特定問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生選取對(duì)應(yīng)的角度，使他們經(jīng)過(guò)推理之后形成一定的認(rèn)知路徑并實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。這便是通過(guò)證據(jù)推理與模型認(rèn)知來(lái)達(dá)到的教學(xué)效果，能讓學(xué)生在知識(shí)認(rèn)識(shí)和素養(yǎng)發(fā)展上都有所進(jìn)步。同時(shí)，在思考相關(guān)內(nèi)容的過(guò)程中，教師要針對(duì)不同核心素養(yǎng)的內(nèi)涵目標(biāo)及形成路徑，做好相應(yīng)的研究。

教師在與學(xué)生交流的過(guò)程中，要讓學(xué)生充分感受到以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)施情況。學(xué)生在課堂上的收獲是包含多個(gè)層面的。在經(jīng)過(guò)課程研究后，學(xué)生對(duì)證據(jù)推理和建立認(rèn)識(shí)模型的科學(xué)方法有了全面的認(rèn)知。這樣，學(xué)生就可以掌握系統(tǒng)的科學(xué)探究方法，學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中針對(duì)證據(jù)進(jìn)行收集和提出假設(shè)，通過(guò)推理驗(yàn)證來(lái)證實(shí)最終的結(jié)論，以嚴(yán)密的邏輯性為基礎(chǔ)建立模型，進(jìn)而解決實(shí)際問(wèn)題。這是化學(xué)教學(xué)中教師需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)的關(guān)鍵要素，而且在探究過(guò)程中，教師是要秉持著科學(xué)的態(tài)度來(lái)幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)研究的道路上走得更為穩(wěn)健[4]。

通過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)物質(zhì)世界會(huì)有更深入的了解，能開(kāi)闊自己的視野，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生活中，進(jìn)而增強(qiáng)成就感。但是，這些都需要建立在一定的依據(jù)基礎(chǔ)上[5]。很多學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的概念模糊，很可能會(huì)導(dǎo)致在日常生活中對(duì)化學(xué)知識(shí)實(shí)施了錯(cuò)誤應(yīng)用，所以教師在教學(xué)過(guò)程中要及時(shí)糾正學(xué)生的一些錯(cuò)誤想法和操作。

結(jié)? 語(yǔ)

總之，在化學(xué)教學(xué)中，教師要始終著眼于長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃，讓學(xué)生的核心素養(yǎng)得到有效培養(yǎng)，同時(shí)要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中明白化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是提升他們化學(xué)綜合水平的重要途徑?；诖耍處熞獙⒆C據(jù)推理與模型認(rèn)知融入日常教學(xué)中，讓學(xué)生理解其內(nèi)涵，并進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)[6]。從不同知識(shí)所具有的核心素養(yǎng)價(jià)值來(lái)分析，教師針對(duì)教學(xué)內(nèi)容做好相應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，使核心素養(yǎng)與課堂教學(xué)內(nèi)容完美結(jié)合。

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基金項(xiàng)目：本文系2019年度莆田市名師專(zhuān)項(xiàng)課題“基于證據(jù)推理與模型認(rèn)知的初高中化學(xué)教學(xué)銜接策略”（立項(xiàng)編號(hào)：PTMS19013）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：楊明輝（1983.7-），男，福建莆田人， 本科學(xué)歷，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向?yàn)楦咧谢瘜W(xué)教學(xué)。