“证据推理与模型认知”在高中化学教学中“落地”

该内涵精辟地阐明，一堂高效的、渗透核心素养的课 不是教师从头到尾的讲，学生被动的听。而是师为导、 生为主的，围绕“提出假设——分析推理——证明或修 改假设——模型构建——解决问题”来精心设计的课。 这样的课堂，才能让学生的化学学科素养得到真正的 升华！
证据推理能力的培养
化学是一门以实验为基础的自然科 学，其理论体系是科学家对无数事 实材料概括的基础上，进行严密的 逻辑推理而形成的。在化学学科背 景中，“证据推理”对应的学科素养 就表现为依据有关事实或材料推出 新的判断或结论，从而实现问题的 解决或获得新的知识。
例：
1、根据钠与水反应时“浮、熔、游、响、红” 等实验现象和已有知识进行有关推理，对钠 的密度、熔点等物理性质，钠与水反应时的 速率、产物以及能量变化形成相应的判断， 获得钠的有关知识； 2、根据乙醇的分子式及各原子的成键特点 进行推理乙醇可能的结构为CH3―CH2―OH 或CH3―O―CH3，然后通过乙醇与水反应 的实验对上述推理进行证实或证伪，从而得 出乙醇含有羟基的结论。
化学教学活动中的“证据推理”是基于基本理论和 化学实践的推理，具有很高的科学性和趣味性， 对于激发学生的学习兴趣、拓展学生的思维、提 升教学质量都有极大的促进作用。
模型认知能力的培养
“模型”包括实物模型和非实物的形式模型两类，形式 模型又包括数学模型、图像模型和语义模型等。 实物模型主要有比例模型和球棍模型等以实物形态 展示的模型； 形式模型中的数学模型是用公式或方程等数学语言 描述的模型，如平衡常数表达式、化学反应速率方 程； 图像模型是用二维或三维坐标系中的数学图像描述 的模型，如反应速率与时间关系的曲线； 语义模型是用词语描述的模型，如教材中的阿伏加 德罗定律、元素周期律、盖斯定律等概念、原理、 规律都属于语义模型。
化学学习始终离不开模型，能否熟练地 建立或运用模型直接影响着学习的效率， 所以源自文库学教学要引导学生进行模型认知， 教师在进行教学时，要为有关的学科方 法和思维方法选择适当的模型，引导学 生通过分析、综合、抽象、概括、比较、 判断、假设、推理等方法从已有模型到 建立起新的模型，让学生始终处于主动 参与、主动探索的积极状态。
例：
1、在《原电池》教学中，可让学生自己做铜锌 原电池实验，自己比较导线连接前后反应现象的 差异，分析现象背后所涉及的反应原理，教师不 断启发、引导，渗透建模的思想，最终由师生共 同探讨，建立起原电池的构成模型，为电解池模 型的学习奠定基础。 2、在学习同分异构时，可以从碳的原子结构模 型入手，学习碳原子的成键特点，再让学生利用 实物模型进行拼插和同分异构体的书写，进而建 立起同分异构的相关模型，为进一步学习其他类 别的同分异构打下基础。
以上教学环节中，理论证据和数据证据有机结合， 运用了分析法、类比法，验证法等教学方法，以 帮助学生学会科学的学习方法和思维方法，建立 并学会运用卤代烃的相关模型。
证据推理与模型认知是相辅 相成、不可分割的关系，两 者是学生在化学认知活动中 发展起来并在解决与化学相 关问题中表现出来的关键素 养，作为一线教师，我们要 不断地学习，用智慧从“证 据推理”出发，构建“模型认 知”的教学结构，立足教材， 有针对性地设计探究活动， 尽可能带领学生进入实验室 亲自动手进行实验，训练学 生用正确的思维、规范的语 言进行表达，帮助学生更好 的领悟化学学科的魅力所在。
2.基于证据进行分析推理。教师向学生展示C-H键和C-Br 键的键能数据，基于学生的已有认知，共价键键能越大， 该共价键越稳定，从而推出溴乙烷发生取代反应时断裂的 是C-Br键，溴原子被取代。根据元素周期律的相关规律， 由于溴元素的非金属性比碳强，故C-Br键中的共用电子对 更偏向于溴原子，从而使溴原子显电负性，同时提供碳和 溴的电负性数据，得出取代溴原子的原子或原子团也应该 显电负性的结论。
下面以《卤代烃》的教学为例，阐述在实际教 学活动中，如何指导学生运用证据推理和模型 认知的方法学习。
1.收集证据，对物质的性质及其变化提出假设。比较乙烷 和溴乙烷在结构上的相同点和不同点，猜想两者在化学性 质上的异同。类比烷烃的取代反应，推测断裂C-H键，根 据两者的不同之处，大胆假设C-Br键也可能断裂。
“证据推理与模型认知”在教学 中“落地”
“证据推理与模型认知”的内涵
• （1）具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其 变化提出可能的假设；
• （2）通过分析推理加以证实或证伪； • （3）建立观点、结论和证据之间的逻辑关系； • （4）知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本
质特征、构成要素及其相互关系，建立模型； • （5）能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3.通过演示溴乙烷与强碱水溶液在加热条件下的 反应，检验水解反应后产生的溴离子，探究反应 机理，对以上推理进行证实。
4.学生进行总结回顾，进一步理解溴乙烷的水解 过程和反应机理，初步建立起卤代烃的水解反应 及卤代烃中卤素原子检验的模型，再通过典型例 题进一步完善模型，从而达到最终能熟练运用模 型的目的。