高中化学培养学生证据推理核心素养的策略研究

钱琴红

摘要：“证据推理与模型认知”是化学核心素养的重要组成部分，是五大化学学科核心素养的核心思想。本文以“证据推理”的内涵及理论基础为切入点，结合高中生化学学科“证据推理”核心素养的发展现状，深入剖析高中化学培养学生“证据推理”核心素养的有效策略，旨在全面提升高中生化学学科的证据推理能力，为提升高中生化学学科核心素养找寻可行性的发展方向。

关键词：证据推理;核心素养;有效策略

文章编号：1008-0546（2022）04x-0018-03

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

中圖分类号：G632.41

文献标识码：B

一、证据推理内涵及理论基础

1.证据推理的内涵

在了解证据推理内涵之前，我们需要对化学学科的核心素养有一个深入的了解。在高中教育阶段，化学学科核心素养，就是培养学生化学终身学习能力和完美人格，在以帮助学生适应现代化生活为目标的前提下，通过化学课堂教学、化学实验教学以及化学探究过程来帮助学生逐步掌握和运用化学知识[1]。“证据推理”是基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪[2]，这是一个过程性素养，也是一种能力思维形式，要先收集直接或者间接证据才能够进行推理，再通过论证来得出结论，进而解决实际问题。图1为证据推理能力内涵指向。

2.证据推理核心素养的教育学理论依据

证据推理核心素养在教育学领域中的主要依据是构建主义理论、有意义学习理论、人本主义理论以及深度学习理论。构建主义理论认为：人的认识本质是主体的“构造”过程，教学主体需要通过亲身经历和挖掘过程来构建出自己对学科知识的理解，这种构建并不是简单的对知识的理解过程，而是真正意义上的挖掘分析构建过程;有意义学习理论认为：学习者要具备学习的心向，即对化学学科具备充足的兴趣和动机，化学学科要对学生具有潜在的意义，且学习者还要在认知结构中必须具备适当的观念来同化;人本主义理论认为：教学要以学生为教育主体，帮助学生逐步从低层次学习需要跨越到高层次的满足，而证据推理所需的知识证据正是学生已具备的知识经验，在逐步推理和挖掘的过程中而主动获取更大的满足;深度学习理论认为：学生在进行化学学习的过程中不能局限于表面背诵记忆式的浅表化学知识学习，而是要具备独立思考和分析问题的能力，要涵盖对旧知识挖掘和跨学科整合的能力，这些都与证据推理的核心素养内涵不谋而合。

二、高中生化学学科证据推理发展现状

为了研究高中化学学科证据推理核心素养的发展现状，笔者在网络平台开展了相关问题的问卷调查，共计发布300份网络调查问卷，回收有效调查问卷289份，并对有效调查问卷进行了数据统计分析，为以下现状的分析提供科学的数据参考。

1.高中生对化学学科的喜爱程度

依照本次问卷调查来看：有14.77%的学生认为在高中所学学科当中，化学是他们最为喜爱的一门课程;有54.12%的学生对化学学科表现出了浓厚的喜爱，5.12%的学生对化学持讨厌观念。由此可见：高中化学作为一门自然学科，由于学科内容贴合自然生活，源于生活实际，进而激发了学生的学习兴趣，使学生愿意花时间和精力去学习化学知识。高中化学学科在本次调研中展现出了厚实的学生基础，高中化学教师可以结合证据推理的培养方式在日常教学过程中逐步渗透化学的学科魅力，让学生在亲身体验化学之趣的同时，逐步提高学科核心素养。

2.高中生的化学学习习惯

依照本次问卷调查来看，进入高中以后，有55.41%的学生会在化学学习的过程中选择与老师或者同学进行积极交流，22.19%的同学具有不确定性，11.25%的学生不会与老师或者同学进行学科交流;仅有28.66%的学生在教师教授化学新课程之前会依照自己学过的旧知识来挖掘新知识，而48.32%的学生对此问题选择了不确定选项;由以上数据可以看出：教师在高中化学教学过程当中扮演着十分重要的角色，是学生获取化学学科知识的主要渠道，部分学生展现出了良好的发现问题和分析问题的学习习惯，近50%的学生没有形成良好的学习习惯。

3.高中生化学证据推理能力发展现状

本次问卷调查针对高中生化学证据推理能力在知识认知、知识结构规律性、内部知识相似性和连续性等三个方面进行考量，通过调查数据分析得出：三个方面问题的正确率依次为：34.25%、33.34%、37.21%，整体正确率刚刚超过三成，说明当前我国多数高中生尚不具备化学学科的证据推理能力，对化学学科中的“证据”认识不全面;高中生普遍缺乏对化学学科知识的认知能力，多数学生对除了实验数据和化学现象以外的其他证据类型并不重视，难以掌握高中化学知识结构的规律性，且不能够对化学学科的内部知识得到相似性和连续性的延展，高中生化学学科核心素养尚需提升。

三、高中化学培养学生证据推理核心素养的策略

1.以科学探究为切入点，提升学生逻辑思维能力

高中化学教师要以培养学生形成科学探究为切入点，指导学生逐步形成化学科学素养，发展学生自我提供证据的能力，开发学生的逻辑思维能力，促进学生奠定坚实的化学学习基础。例如：在进行“水溶液中的离子平衡”这一内容的教学中，教师可针对可逆电离的核心内容创建对应的思维导图，向学生展示电离平衡概念、平衡移动以及盐的水解，从“相同体积和浓度的盐酸与醋酸跟镁条反应，速率哪个快？”的浅表知识，到“为什么盐酸与镁条反应速率要快？”的进阶思考，引出电离平衡概念，使学生逐步获取由浅入深的问题探索能力，获取逻辑思维能力。

2.依靠证实实验操作，提升学生证据推理水平

实验教学中证据推理包含两个方面：一是根据证据经过推理得出科学结论，二是利用证据证实或证伪假设。教师要充分依靠“证实”实验操作的引导优势，结合化学学科的教学目标，设计实验进行验证，进而提升学生的证据推理水平[3]。譬如：弱电解质电离平衡的实验教学中，向0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中加入CH3COONa晶体，等晶体溶解后发现溶液的pH增大，原因为CH3COONa溶于水电离出大量CH3COO-离子，抑制了CH3COOH的电离，使c（H+）减小，因此溶液的pH增大。但学生会产生疑问，为何不能解释为CH3COONa水解呈碱性，c（OH-）增大了，因而溶液的pH增大。此时可以继续做如下实验：向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量固体CH3COONH（4CH3COONH4溶液呈中性），然后测定溶液的pH来证实。进而使学生学习从技能训练转向为思维发展，帮助学生挖掘出内在的本质，获取知识，发展思维，提升学生的证据推理水平。

3.采用情境搭建方式，强化学生证据推理能力

高中生普遍不具备良好的科学探究能力，因此，在高中化学教学过程中，化学教师需要以情境搭建的方式对学生进行探究和推理引导，使学生逐步掌握化学规律，通过对化学现象的思考和论证来提升证据推理能力，获取化学核心素養。譬如：在预防龋齿的论证过程中，选用日常防龋齿使用的含氟牙膏来设置教学内容，逐步提出相应问题。第一步，提出为什么产生龋齿？学生通过探究知道，牙齿的主要成分为[Ca（5PO4）3OH]，会与口腔中食物产生的有机酸性物质发生反应，造成羟基磷灰石[Ca（5PO4）3OH]溶解，产生龋齿;第二步，提出含氟牙膏为什么可以预防龋齿？学生通过论证和探索就会发现，羟基磷灰石[Ca（5PO4）3OH]与氟离子发生反应会产生更难溶的氟磷灰石，进而保护牙齿。通过情境搭建，学生从生活实际的角度一步步理解和挖掘出问题的论证过程，强化了证据推理能力，提高了证据推理核心素养。

4.深度融合信息化技术，完善学生证据推理发散思维的形成

高中化学培养学生证据推理核心素养的重要环节是帮助学生在脑海中构建化学模型，以促进学生发散思维能力的形成[4]。高中阶段的学生普遍对微观化学没有形成完善的模型认知，学生对“原子级”的摸不到、看不着的微观化学普遍存在认知障碍，无法有效地进行化学模型的构建。高中化学教师要充分应用信息化技术在展示微观化学和化学思维模型方面的优势，帮助学生在脑海中构建出形象的微观化学模型，激发学生抽象思维的形成，进而完善学生证据推理发散思维的形成。譬如：在“原子结构”一章教学中，教师可充分利用多媒体技术和多媒体设备，以图形和视频形式向学生展示微观原子的结构特征，并利用三维投影技术向学生展示立体多维的“原子结构”模型，学生通过更加直观的视觉感官获取化学微观世界的结构模型和运动现象，进而逐步形成更具真实性的化学模型，便于学生进一步完善证据推理的发散思维能力。

化学是一门培养学生思维能力、创新能力、分析能力以及操作能力的应用型学科。证据推理是化学学科核心素养思维能力的体现，对推动高中学生综合素质培养具有十分重要的作用。教师要对培养学生化学核心素养引起足够的重视，结合“证据推理与模型认知”对提升学生思维能力和认知能力的巨大优势，注重培养学生证据意识、推理能力和科学态度，引导学生探索化学规律，掌握化学核心素养，进而全面激发学生的主观能动性和创造性。

参考文献

[1]何淑玲.论高中化学核心素养渗透策略—以证据推理与模型认知为例[J].数理化解题研究，2020（18）：78-79.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[3]翁永通.基于化学核心素养的高中化学微课教学初探—以“盐类的水解”教学为例[J].考试周刊，2019（04）：150-151.

[4]黄云鹏.培育“证据推理与模型认知”的高中化学教学实践研究[J].高考，2020（19）：101.