基于高中“離子反應”主題培養“證據推理核心素養的進階性教學研究

一“離子反應”主題在高中課標中不同學段的進階要求

離子反應的概念最初是在高中必修階段提出的。這一階段，教材中主要對離子反應發生的條件進行了初步的總結，從微觀上引導學生認識離子反應，但限于知識層面，離子反應的本質在這一階段學生尚未了解。學生在選修階段對離子反應的認識逐步加深，從化學平衡和定量的角度逐步掌握其實質。到了高三的復習階段，學生需要聯系離子反應與元素化合物的知識，電化學的知識，反應速度與平衡，氧化還原的基礎理論等，綜合要求很高。可見，“離子反應”的主題教學滲透在不同學段，并具有連貫且逐漸深人的發展路徑。

二“證據推理”核心素養在高中階段的不同水平劃分

2017年版《課程標準》提出了“證據推理與模型認知”的基本核心素養，在課程標準中這樣描述：“具有證據意識，能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；建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系”。縱觀化學這門學科的五大素養，無一不離“證”的支撐：宏觀視野的確立，微觀視野的確立，都在“宏觀辨識與微觀探析”之中；實踐層面的“科學探究與創新意識”，同樣離不開取證與分析推理，而“科學態度與社會責任”的價值追求，則在推論與造型中得到了充分的鍛煉與升華。這些都充分說明“證據推理與模式認知”是化學學科素養的思維核心，具有重要的教學價值。

三、“離子反應”主題內容和“證據推理”核心素養進階的關系

通過對“離子反應”主題的不同學段的內容分析及“證據推理”核心素養的不同水平的劃分，筆者將“離子反應”主題對應的“證據推理”素養進行關聯，以期在不同學段的教學中，重點培養學生不同水平的素養能力。初中階段學生從物質性質或反應事實中獲取離子反應的證據，屬于證據推理素養的最低層次要求。高中必修階段學習了電離、離子反應的概念，并要求正確書寫離子方程式，需要學生能夠從宏觀實驗角度尋找證據證明反應，并能轉換視角于微觀角度理解離子反應的本質。高三是綜合能力提升階段，學生需要面對更為復雜和陌生情境，證據的呈現方式更為豐富，體系更為復雜，學生要綜合分析數據、圖表等證據，能夠運用動態平衡的觀點分析多平衡體系中的離子反應甚至定量計算問題，綜合視角分析、推理解決問題。該階段對應了“證據推理”水平的2、3兩個層次。高三是綜合能力提升階段，學生需要面對更為復雜和陌生情境，證據的呈現方式更為豐富，體系更為復雜，學生要綜合分析數據、圖表等證據，能夠運用動態平衡的觀點分析多平衡體系中的離子反應甚至定量計算問題，綜合視角分析、推理解決問題。該階段對應了“證據推理”水平4的層次。

四、如何將“證據推理”素養的各水平融入課堂教學的各階段

1．高中化學必修階段教學中應設計合理的、嚴謹的推理活動

“證據推理”核心素養的培養不是一蹴而就的，需要在的新課教學中設計教學活動培養學生“證據推理”核心素養。例如一些教材中直接給出的實驗現象、方程式書寫，在新授課時讓學生根據已有知識分析預測實驗現象或反應產物，并說出相應理由，由此培養學生從宏觀現象中提取證據并解釋證據與結論之間的邏輯關系的能力。在這個過程中，不管是假說的提出，還是結論的獲取，都需要借助合理嚴密的推理過程，需要在宏觀證據、微觀證據、定量證據、邏輯證據等推理過程中尋找各種證據，以證說理。教師可以通過一些合理、嚴謹的推理活動，如問題串的設計，實驗探究、項目式學習等方式，讓學生主動參與說理過程，才能在學科知識學習中體會到證據推理的核心素養的意義和價值，才能充分認識到從提出問題到得出結論是一種“通過獲取證據、分析證據、合理推理、突出證據推理的邏輯思維”。

2.高中化學選修階段教學中應鼓勵學生從多角度尋找最優證據

高中選修階段學生已學習元素化合物性質、化學反應原理、溶液中的離子平衡相關知識，除了能從實驗現象宏觀地理解反應的發生與否，能用方程式表示反應過程中微粒的變化，還能定量地利用平衡常數等各種數據理解反應的特點，對離子反應的本質進行更準確和科學的認識。學生在進行“證據推理”的教學活動中，教師應鼓勵學生從不同角度尋找證據，由淺入深，由感性到理性，由定性到定量，從事實性證據到科學性證據，并鼓勵學生將已有知識和提供的信息結合，這樣才能培養學生調取舊知，聯系信息解決新問題、提出新觀點的能力。在多種證據存在情況下，教師還可以適當啟發學生尋找最優證據說明問題。

3.高中化學高三復習階段教學中應注重知識在生產生活中的綜合應用。

高三復習是“證據推理”綜合能力提升階段，在更復雜和陌生情境中，證據的呈現方式也更豐富，學生需要從陌生情境中提取“有效信息”，明確研究對象（反應體系），綜合分析實驗現象、測量數據、圖表信息等證據，運用動態平衡的觀點分析多平衡體系中的離子反應甚至定量計算問題。為了鍛煉從綜合視角分析、推理解決問題的能力，在高三復習階段的教學中，應以具體的、真實的“科學問題”（如工農業生產或實驗過程）為線索，讓學生體會生產生活中涉及的化學問題（反應能否發生、發生的快慢、反應的限度等），以及如何應用化學反應規律來解決物質轉化、物質檢測等實際問題。在“學以致用”的過程中，學生作為解決“科學問題”的主體，從明確探究的科學問題，到提出完善科學假設，再到收集、處理證據分析推理，都充分滲透了“證據推理”核心素養。

【本文系廣州市教育科學規劃課題2024年度立項課題“基于‘證據推理與模型認知’核心素養的中學化學教學策略研究”（課題編號：202316545）研究成果】