摘 要：证据推理与模型认知是我国高中化学核心素养中一个非常重要的维度。文章首先阐明了证据推理与模型认知的含义与当前高中化学课堂教学中存在的问题，然后阐述了“证据推理与模型认知”核心素养培养的主要教学环节与教学重构，最后提出了“证据推理与模型认知”核心素养的教学培养对策，具有重要意义。
关键词：化学学课堂教学;证据推理;模型认知;核心素养;培养
一、 引言
在进行高中化学课堂教学过程中，高中化学老师应对高中生证据推理与模型认知核心素养的培养给予高度重视，以有效提高高中化学课堂教学的效果与质量。
二、 证据推理与模型认知的含义
所谓证据推理，就是指进行实验观察、实验操作以后，同时根据自身的经验与掌握的知识点，获取相关科学事实、实验现象等证据，从而进一步深入分析、判断与推理证据，并以此为重要依据，得出相应的结论，找出结论与证据之间的逻辑关系。通过进行证据推理，能够帮助学习者学习与掌握更多的知识，能够有效提高学习者的思考能力。
对于模型认知，在化学领域中，存在很多不同类型的模型，包括物质模型、思维模型等。其中，思维模型，主要包括基于化学方程式的符号模型、基于阿伏伽德罗常数的公式模型等;物质模型，主要包括有机分子球棍模型、晶体模型等。通过利用这些模型，可以加深学习者对化学知识的进一步了解与认识，掌握更多的化学知识，能够帮助学习者提高逻辑思维能力与自主学习能力。基于此，所谓模型认知，文章认为就是指通过研究、探索模型来对化学知识点进行深入理解，解决各种化学问题。
尽管模型认知与证据推理均各有自己独立的含义，不过在进行模型认知过程中，证据推理是一个非常重要的环节，而在进行证据推理过程中，模型的运用也是一个不可忽略的过程，所以模型認知与证据推理二者之间存在非常密切的关系。高中化学老师在培养高中生证据推理与模型认知核心素养过程中，一定要对模型认知与证据推理同等重视。
三、 当前高中化学课堂教学中存在的问题
（一）学习方法不当
通过深入调查后可知，很多高中生在刚接触与学习化学时，均会产生极大的好奇心，尤其是各种化学实验课，能够有效激发高中生学习化学知识的学习兴趣。但是随着时间的推移，要求高中生需要掌握更多的化学知识，如果高中生还是继续沿用背诵、记忆等学习方法来学习化学知识，则在一定程度上会影响高中生化学学习的效果。一些高中生认为化学知识点偏多，而且十分烦琐，他们需要掌握很多的东西，即使高中生非常努力地记下化学知识点，但是在很多情况下遇到化学问题时，还是不知道如何利用所学习的知识来解决问题，进而会在极大程度上降低高中生对化学学习的自信心。
（二）教学方法有待改进
在过去进行高中化学课堂教学过程中，老师主要选用传统灌输式教学方法，以教为主，但是并没有对学生在课堂中的重要性给予高度重视，同时没有着重培养高中生的逻辑思考能力与综合素质。老师以教为重心，向高中生单向传输化学知识，缺乏互动性，高中生在学习过程中比较被动，主要在课堂学习中进行记笔记、机械式听课。当高中生遇到问题时，无法独立解决问题，过于依赖老师的帮助，很多学生仅仅是记住了问题的答案，但是并没有真正理解与掌握解题的逻辑与思路，进而会降低高中生化学学习的兴趣与积极性。高中化学老师在进行课堂教学过程中，除了要深入理解高中化学教材的内容以外，还一定要高度重视对高中生化学思考能力与化学素养的培养与提高。综上所述，为提高高中化学课堂教学的效果，高中化学老师一定要选用合理、可行的教学方式，采取有效措施提高高中生的证据推理与模型认知的核心素养。
（三）过于重视学生的考试分数
在现阶段中，整个社会的学习环境变得越来越浮躁，很多人常常将考上名校、考高分视为学习的最高目标，存在过于重视分数的现象。另外，在当前社会环境中，升学率是人们判断一所学校是否优秀的一个重要指标;对学校来说，为能够向学生家长提供一份满意的答卷，它们会通过各种方法令学生在考试中获得高分成绩;在学生家长看来，孩子考上重点大学是非常重要的。基于此，提高化学考试成绩成为高中化学老师教学的一个重要目标。相应地，高中生也将考高分作为化学学习的一大重要目标。针对以上过于重视考试分数的现象，存在很多的弊端，在高中学习阶段中，不应过于重视学生的考试成绩，培养高中生的化学思考能力与逻辑思维同样重要。
四、 培养“证据推理与模型认知”核心素养的主要教学环节
高中化学一定要以实验为重要依据，这样才能够更好地掌握化学知识，同时高中化学老师在进行课堂教学过程中一定要讲究真凭实据。培养高中生的证据推理与模型认知核心素养，主要目的在于有效引导学生通过进行证据的推理、判断与探索，并以此为重要依据，建立模型，以提高学生信息收集、整理、分析的能力。为有效培养高中生证据推理与模型认知的核心素养，高中化学老师可以选用以下教学步骤。
（一）对不同实证进行收集，并给出假设
在培养高中生证据推理与模型认知核心素养过程中，收集各种实证是一个非常重要的部分。从表面上来说，收集实证信息好像是在浪费时间，实际上这是高中生一定要掌握的一种技能。针对有关物质的变化规律与性质，我们要想提出合理的假设，一定要具有足够充分的证据。
（二）进行推理分析与验证
在收集有关实证资料以后，高中生基本上能够了解研究物质的性质及其变化规律。在此基础条件上，高中化学老师应根据组间同质、组内异质的原则，选用小组合作方法。将全班学生划分为几个小组，每个小组选出一名组长，同时对组内成员进行分工，老师一定要保证所有学生均可以参与其中。另外，高中化学老师需要对学生提出一个要求，即在参加小组合作学习过程中，学生不可以只开展一项工作，应积极参与多项工作，这样能够培养学生更多不同的学习能力。
（三）建立化学模型并进行研究
在整个化学学习过程中，化学模型的选择是极为关键的一个环节。作为高中化学老师，一定要将化学教材作为根本立足点，根据“问题、模型、求解”的教学步骤，将化学教学课程作为出发点，构建合理的化学模型，然后通过利用这个化学模型，对相关化学问题进行有效解决。值得注意的是，通过分析、概括、综合、运用之后所构建的化学模型，仅仅提出了一个假设，这个模型不具有真实性，必须要对其进行加以验证，方可作为理论使用。
五、 “证据推理与模型认知”核心素养培养的教学重构
（一）基于实验探索的化学模型
通过进行化学实验教学，能够帮助高中生对科学研究过程产生更为深刻的体会，能够构建有效、合理的化学思维模型，同时能够满足高中生化学核心素养的要求。作为高中化学老师，需要对化学教材中的化学实验进行充分利用，对物质的化学性质进行详细讲解。
（二）基于便捷导向的化学理想模型
原型是化学模型的重要基础，不过并非全部的化学模型均类似于原型。例如，C、H等化学元素符号，這些化学元素符号的命名，主要出于方便人们记忆，但是在实际生活中是无法找出这些模型的原型。另外，化学模型并不能取代原型，它只能无限向原型进行靠近。
（三）基于选择导向的化学最佳模型
针对相同一个问题，可以构建多种不同的化学模型，有助于高中生化学模型构建能力与应用能力的提高，高中化学老师应以此选择为导向，选择最佳的化学模型。例如，在研究铝三角过程中，可以构建数学模型，即将铝盐加入NaOH溶液中且生成Al（OH）3以前，n（Al3+）∶n（OH-）=1∶4，在经过一段时间以后，铝离子与偏铝酸根通过化学反应会生成 Al（OH）3，则此时n（Al3+）∶n（AlO-2）=1∶3，而在调换试剂加入顺序以后，在氢氧化铝沉淀形成以前，此时n（Al3+）∶n（OH-）=1∶3，当继续加入NaOH溶液时，NaOH与Al（OH）3会进行产生化学反应，此时 n（Al3+）∶n（OH-）=1∶4，又此时可以继续构建新的图像模型，如图1～2所示。不过，在对具体题目进行考虑时，化学老师应选择最佳的化学模型，以帮助学生能够对题意进行更好的理解。
图1 向铝盐中加入NaOH溶液至过量
图2 向NaOH溶液中加入铝盐溶液至过量
六、 “证据推理与模型认知”核心素养的教学培养对策
（一）结构猜想，证明推理
将全部学生划分为若干个小组，以小组为单位，然后化学老师要求全部小组选择以下其中一个探索实验。即：第一，对原子的金属性与序数之间的关系进行探究;第二，对原子序数、元素化合价、最外层电子数之间的关系进行探究;第三，对非金属与原子序数之间的关系进行探究;第四，对原子半径与原子序数之间的关系进行探究。第五，对其中存在的规律变化进行合理猜测，同时进行实验验证。
（二）巧用历史
为了有效提高高中生对化学知识探究的兴趣，文章选取英文字母为主要突破口，与英文字母进行类比。化学语言即为元素符号，化学老师应要求学生翻看教材中的化学元素周期表，然后要求学生思考化学元素周期表是采用何种原理来进行编排的，然后老师将元素周期表背后的历史故事讲解给学生，同时向学生播放有关视频。
（三）对信息技术进行充分利用
在最近几年中，随着我国信息技术水平的不断提高，智能教学技术现已发展成为不可缺少的教学工具。通过利用计算机，能够有效转变教育模式，即从基于知识传授的教育模式转变为基于素质教育的教育模式。在化学教学课堂中，通过利用多媒体技术，能够有效结合图像、声音、文字与图形，能够促使化学课堂变成一种双向的教学活动，能够有效提高高中生对化学学习的积极性，从而能够将证据推理与模型认知核心素养的内在联系与含义充分展现出来，能够促使单调、乏味的公式、模型变得更加形象、生动，能够为学生带来更多的启发，能够促使化学课堂教学气氛变得更为积极向上。以苯酚为例，在进行教学过程中，可以充分利用多媒体技术，将苯酚的比例模型、球棍模型展示给学生，要求学生对模型进行深入观察与分析，进而得知苯酚可以看作是由羟基、苯基构成的，进而可以加深学生对酚类物质的了解与认识，要求学生根据科学事实提出合理的假设，即苯酚需具有哪些化学性质。综上所述，通过充分利用信息技术，能够有效提高学生对化学学习的积极性。
（四）加强实验教学
提高高中生的证据推理与模型认知核心素养，离不开学生的实验能力，特别是实验设计能力的提升。教学中应充分利用教材、习题、竞赛等提升学生的实验设计能力。例如，在《化学反应的限度》一节教学中，在探讨铁离子与碘离子的反应是否为可逆反应时，让学生设计并进行实验以提供证据。经学生分组讨论后，首先明确了实验的原理：要证明一个反应是可逆反应，必须要证明充分反应后各反应物与生成物同时存在;然后考虑到实验的简约性原则，反应后无需检验所有的反应物和生成物，最终设计了严谨的实验方案：在碘化钾溶液中加入少量的氯化铁溶液，充分反应后测定铁离子与碘单质的存在。学生按实验方案进行实验后，根据实验现象确定该反应为可逆反应，并加深了对化学反应限度的理解。
（五）对合作互动环节进行合理设计
要想培养与提高高中生的证据推理与模型认知核心素养，仅仅依靠高中化学的课堂教学是很难立即实现的，这需要高中生在平时学习中要勤于练习。所以，高中化学老师应根据化学教学内容，对合作互动环节进行合理设计，不断加强老师与学生之间、学生与学生之间的沟通与交流，对学生合理安排学习任务，要求老师与老师之间、小组与小组之间、小组成员之间进行更多的沟通。高中生在建立化学模型过程中，如果存在推理遇到瓶颈、证据不充足、偏差等现象时，化学老师应要求学生去互相交流与探索。当学生在推理过程中得知自己出现何种错误时，老师可以对学生进行有效指导，促使高中生能够更加深刻地体会到化学模型构建的实践，能够有效培养高中生的证据推理与模型认知素养。
（六）深刻反思与总结提升
在培养高中生“证据推理与模型认知”核心素养过程中，高中化学老师一定要组织高中生进行深刻反思与总结提升。例如，在化学知识探究过程中，你主要负责哪些工作，在探究化学知识过程中，你遇到哪些问题或者疑惑，你是怎样解决遇到的问题的，你是怎样建立化学模型的等。另外，高中化学老师还可以在课堂中随机选择一位学生，要求他对本次课堂教学内容进行总结，同时要求小组中其他成员来进行补充与完善。
七、 结语
综上所述，高中生证据推理与模型认知核心素养的培养应引起高中化学老师的足够重视。文章对基于“证据推理和模型认知”的化学课堂教学实践进行了深入研究，以期对高中化学老师的教学工作起到一定的借鉴作用。
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作者简介：
郑富强，福建省莆田市，仙游县第二中学。
