高中化學培養學生證據推理核心素養的策略研究

錢琴紅

摘要：“證據推理與模型認知”是化學核心素養的重要組成部分，是五大化學學科核心素養的核心思想。本文以“證據推理”的內涵及理論基礎為切入點，結合高中生化學學科“證據推理”核心素養的發展現狀，深入剖析高中化學培養學生“證據推理”核心素養的有效策略，旨在全面提升高中生化學學科的證據推理能力，為提升高中生化學學科核心素養找尋可行性的發展方向。

關鍵詞：證據推理;核心素養;有效策略

文章編號：1008-0546（2022）04x-0018-03

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04x.005

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

一、證據推理內涵及理論基礎

1.證據推理的內涵

在了解證據推理內涵之前，我們需要對化學學科的核心素養有一個深入的了解。在高中教育階段，化學學科核心素養，就是培養學生化學終身學習能力和完美人格，在以幫助學生適應現代化生活為目標的前提下，通過化學課堂教學、化學實驗教學以及化學探究過程來幫助學生逐步掌握和運用化學知識[1]。“證據推理”是基于證據對物質組成、結構及其變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽[2]，這是一個過程性素養，也是一種能力思維形式，要先收集直接或者間接證據才能夠進行推理，再通過論證來得出結論，進而解決實際問題。圖1為證據推理能力內涵指向。

2.證據推理核心素養的教育學理論依據

證據推理核心素養在教育學領域中的主要依據是構建主義理論、有意義學習理論、人本主義理論以及深度學習理論。構建主義理論認為：人的認識本質是主體的“構造”過程，教學主體需要通過親身經歷和挖掘過程來構建出自己對學科知識的理解，這種構建并不是簡單的對知識的理解過程，而是真正意義上的挖掘分析構建過程;有意義學習理論認為：學習者要具備學習的心向，即對化學學科具備充足的興趣和動機，化學學科要對學生具有潛在的意義，且學習者還要在認知結構中必須具備適當的觀念來同化;人本主義理論認為：教學要以學生為教育主體，幫助學生逐步從低層次學習需要跨越到高層次的滿足，而證據推理所需的知識證據正是學生已具備的知識經驗，在逐步推理和挖掘的過程中而主動獲取更大的滿足;深度學習理論認為：學生在進行化學學習的過程中不能局限于表面背誦記憶式的淺表化學知識學習，而是要具備獨立思考和分析問題的能力，要涵蓋對舊知識挖掘和跨學科整合的能力，這些都與證據推理的核心素養內涵不謀而合。

二、高中生化學學科證據推理發展現狀

為了研究高中化學學科證據推理核心素養的發展現狀，筆者在網絡平臺開展了相關問題的問卷調查，共計發布300份網絡調查問卷，回收有效調查問卷289份，并對有效調查問卷進行了數據統計分析，為以下現狀的分析提供科學的數據參考。

1.高中生對化學學科的喜愛程度

依照本次問卷調查來看：有14.77%的學生認為在高中所學學科當中，化學是他們最為喜愛的一門課程;有54.12%的學生對化學學科表現出了濃厚的喜愛，5.12%的學生對化學持討厭觀念。由此可見：高中化學作為一門自然學科，由于學科內容貼合自然生活，源于生活實際，進而激發了學生的學習興趣，使學生愿意花時間和精力去學習化學知識。高中化學學科在本次調研中展現出了厚實的學生基礎，高中化學教師可以結合證據推理的培養方式在日常教學過程中逐步滲透化學的學科魅力，讓學生在親身體驗化學之趣的同時，逐步提高學科核心素養。

2.高中生的化學學習習慣

依照本次問卷調查來看，進入高中以后，有55.41%的學生會在化學學習的過程中選擇與老師或者同學進行積極交流，22.19%的同學具有不確定性，11.25%的學生不會與老師或者同學進行學科交流;僅有28.66%的學生在教師教授化學新課程之前會依照自己學過的舊知識來挖掘新知識，而48.32%的學生對此問題選擇了不確定選項;由以上數據可以看出：教師在高中化學教學過程當中扮演著十分重要的角色，是學生獲取化學學科知識的主要渠道，部分學生展現出了良好的發現問題和分析問題的學習習慣，近50%的學生沒有形成良好的學習習慣。

3.高中生化學證據推理能力發展現狀

本次問卷調查針對高中生化學證據推理能力在知識認知、知識結構規律性、內部知識相似性和連續性等三個方面進行考量，通過調查數據分析得出：三個方面問題的正確率依次為：34.25%、33.34%、37.21%，整體正確率剛剛超過三成，說明當前我國多數高中生尚不具備化學學科的證據推理能力，對化學學科中的“證據”認識不全面;高中生普遍缺乏對化學學科知識的認知能力，多數學生對除了實驗數據和化學現象以外的其他證據類型并不重視，難以掌握高中化學知識結構的規律性，且不能夠對化學學科的內部知識得到相似性和連續性的延展，高中生化學學科核心素養尚需提升。

三、高中化學培養學生證據推理核心素養的策略

1.以科學探究為切入點，提升學生邏輯思維能力

高中化學教師要以培養學生形成科學探究為切入點，指導學生逐步形成化學科學素養，發展學生自我提供證據的能力，開發學生的邏輯思維能力，促進學生奠定堅實的化學學習基礎。例如：在進行“水溶液中的離子平衡”這一內容的教學中，教師可針對可逆電離的核心內容創建對應的思維導圖，向學生展示電離平衡概念、平衡移動以及鹽的水解，從“相同體積和濃度的鹽酸與醋酸跟鎂條反應，速率哪個快？”的淺表知識，到“為什么鹽酸與鎂條反應速率要快？”的進階思考，引出電離平衡概念，使學生逐步獲取由淺入深的問題探索能力，獲取邏輯思維能力。

2.依靠證實實驗操作，提升學生證據推理水平

實驗教學中證據推理包含兩個方面：一是根據證據經過推理得出科學結論，二是利用證據證實或證偽假設。教師要充分依靠“證實”實驗操作的引導優勢，結合化學學科的教學目標，設計實驗進行驗證，進而提升學生的證據推理水平[3]。譬如：弱電解質電離平衡的實驗教學中，向0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中加入CH3COONa晶體，等晶體溶解后發現溶液的pH增大，原因為CH3COONa溶于水電離出大量CH3COO-離子，抑制了CH3COOH的電離，使c（H+）減小，因此溶液的pH增大。但學生會產生疑問，為何不能解釋為CH3COONa水解呈堿性，c（OH-）增大了，因而溶液的pH增大。此時可以繼續做如下實驗：向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量固體CH3COONH（4CH3COONH4溶液呈中性），然后測定溶液的pH來證實。進而使學生學習從技能訓練轉向為思維發展，幫助學生挖掘出內在的本質，獲取知識，發展思維，提升學生的證據推理水平。

3.采用情境搭建方式，強化學生證據推理能力

高中生普遍不具備良好的科學探究能力，因此，在高中化學教學過程中，化學教師需要以情境搭建的方式對學生進行探究和推理引導，使學生逐步掌握化學規律，通過對化學現象的思考和論證來提升證據推理能力，獲取化學核心素養。譬如：在預防齲齒的論證過程中，選用日常防齲齒使用的含氟牙膏來設置教學內容，逐步提出相應問題。第一步，提出為什么產生齲齒？學生通過探究知道，牙齒的主要成分為[Ca（5PO4）3OH]，會與口腔中食物產生的有機酸性物質發生反應，造成羥基磷灰石[Ca（5PO4）3OH]溶解，產生齲齒;第二步，提出含氟牙膏為什么可以預防齲齒？學生通過論證和探索就會發現，羥基磷灰石[Ca（5PO4）3OH]與氟離子發生反應會產生更難溶的氟磷灰石，進而保護牙齒。通過情境搭建，學生從生活實際的角度一步步理解和挖掘出問題的論證過程，強化了證據推理能力，提高了證據推理核心素養。

4.深度融合信息化技術，完善學生證據推理發散思維的形成

高中化學培養學生證據推理核心素養的重要環節是幫助學生在腦海中構建化學模型，以促進學生發散思維能力的形成[4]。高中階段的學生普遍對微觀化學沒有形成完善的模型認知，學生對“原子級”的摸不到、看不著的微觀化學普遍存在認知障礙，無法有效地進行化學模型的構建。高中化學教師要充分應用信息化技術在展示微觀化學和化學思維模型方面的優勢，幫助學生在腦海中構建出形象的微觀化學模型，激發學生抽象思維的形成，進而完善學生證據推理發散思維的形成。譬如：在“原子結構”一章教學中，教師可充分利用多媒體技術和多媒體設備，以圖形和視頻形式向學生展示微觀原子的結構特征，并利用三維投影技術向學生展示立體多維的“原子結構”模型，學生通過更加直觀的視覺感官獲取化學微觀世界的結構模型和運動現象，進而逐步形成更具真實性的化學模型，便于學生進一步完善證據推理的發散思維能力。

化學是一門培養學生思維能力、創新能力、分析能力以及操作能力的應用型學科。證據推理是化學學科核心素養思維能力的體現，對推動高中學生綜合素質培養具有十分重要的作用。教師要對培養學生化學核心素養引起足夠的重視，結合“證據推理與模型認知”對提升學生思維能力和認知能力的巨大優勢，注重培養學生證據意識、推理能力和科學態度，引導學生探索化學規律，掌握化學核心素養，進而全面激發學生的主觀能動性和創造性。

參考文獻

[1]何淑玲.論高中化學核心素養滲透策略—以證據推理與模型認知為例[J].數理化解題研究，2020（18）：78-79.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[3]翁永通.基于化學核心素養的高中化學微課教學初探—以“鹽類的水解”教學為例[J].考試周刊，2019（04）：150-151.

[4]黃云鵬.培育“證據推理與模型認知”的高中化學教學實踐研究[J].高考，2020（19）：101.