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摘要：本文以“电解池原理”为例，探讨落实学生核心素养的教学实践，通过两种证据、三种推理，从宏观现象到微观解释，构建了两种模型、两个小模型，最后归纳推理出电解原理模型。实践证明，该案例在平板技术的支持下实现让学生思维外显，很好地落实学生“证据推理，模型认知”素养。
关键词：证据推理;模型认知;电解池原理;平板技术
中图分类号：G633.8 文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）09-111
一、研究背景
教育部以教基二（2014）4号文印发《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》，该《意见》首次提出：“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。”[1]以“模型认知”为关键词，在中国知网上查阅到的文献表明：（1）模型認知可以培养学生的核心素养、提升学生的高阶思维;（2）模型认知是一种高效学习的思维方法，可以提高课堂效率。查找到的文献资料中，模型认知在高三复习的解题应用研究中占了比较大的比例，新授课的案例多以“离子反应”“电化学体系”等为素材。技术支持下的教学成为趋势，是提高学生素养的有力手段，故本文结合平板技术，对电解池的教学进行研究，力求发展学生的“证据推理，模型认知”核心素养。
二、理论依据
建构主义学习观认为：知识是学生主动建构起来的，而知识的意义是学生对信息生成的个人见解，而不是简单的复制和印入信息。学生的主动参与是以他们的疑惑 需要为前提的，只有产生了这种需要，学生才能对需要解决问题的途径和方法进行主动的猜测、推理和迁移，也就是自主地去探究、解释自己疑惑之处。所以建构主义学习观也是强调学生要有一定的自主探究的能力，这样才能在知识建构过程中去解决自己的需要[2]。以此为依据，该教学实践，借助平板技术，精准把握学生的学困点（疑惑），实施过程重视学生主动参与，培养学生自主探究的能力，且更能让学生思维外显，提高学生的参与度，符合建构主义学习观。
三、教学案例——“电解池原理”的教学实践
（一）教学思想
课前，首先要了解学生学困点，我们学校由于有技术支撑——睿易云系统支持下的平板教学，故课前让学生完成4项任务：第一，回顾原电池原理模型;第二，预习电解池原理;第三，观看实验视频;第四，平板推送问卷调查;在技术支持下，更便捷地发现了学生学困点，从而精准确定教学目标：构建电解池模型。课中，根据确定的教学目标，安排教学活动。课后，根据课堂反馈，给学生推送针对性练习。
电解池原理教学中的重点之一就是要学生能在脑海中构建电解池的模型，模型建立后才能更好地促进学生从能量转化、微粒转化及物质转化等多个层面认识电能转化为化学能的条件、原理和方法。因此，课上实施过程通过分析电解水、电解CuCl2溶液，采用证据推理，从现象到本质，从宏观现象到微观解释，探究电解池原理，建立起电解池的理论模型。本节课的教学思想图见下图。
（二）教学分析
教材分析：本节课是人教版选修四第四章第三节内容。电解池与氧化还原反应、化学反应中的物质和能量变化等知识密切相关。电解借助于电能，使不能自发进行的氧化还原反应能够发生，从而使电能转化为化学能，是最强有力的氧化还原手段。它的应用相当广泛，如电镀、电解等。本节课是学生学习“原电池”知识后的延伸，它有助于学生系统学习电化学知识，为后续学习电化学应用打好理论基础。
学生分析：学习本节课内容之前，学生已经有原电池原理知识，具备了借助氧化还原反应理论、金属活动顺序、物理电学知识判断电池正、负极，以及设计原电池、书写原电池电极反应的能力。因此，本节课继续应用氧化还原理论、物理电学知识拓展和延伸电化学理论。通过统计课前平板推送的问卷调查，结果显示学生的学困点主要表现为：建立电解池模型;电解池模型与原电池模型混淆。基于以上分析，电解池第一课时教学重心是认识电解池原理，建构电解池模型，并与原电池模型进行对比。另外考虑到本节课的概念名称太多，从关注学生实际获得角度出发，本节课只落实原理，抽出原理模型，放电顺序、电极材料对电极反应的影响等内容放在第二课时。
（三）课堂教学问题解决实施
环节一：引入—视频激疑
播放视频：《电解法发现31种元素》
设计意图：了解戴维发明电解法的化学史，感受科学家不畏艰难、勇于探索的科学精神，并深刻体会到电解的重大作用。视频抓住学生的兴奋点，是促使学生继续学习的驱动力
环节二：电解水原理——演绎推理
第一步：电解池的物理模型
任务一：根据投影的电解水实验装置图，画出电解池简图（平板拍照提交）
任务二：思考电解池与原电池装置图最大的区别在哪里？（小组讨论完成，小组组长平板拍照提交）
教师：实时投屏
学生：分享交流，不同组学生补充完善。
设计意图：构建电解物理模型，以小组为单位的“学习共同体”在自主思考的基础上交流讨论，让学生的思维显现出来并实现碰撞。通过小组合作学习的活动培养学生自主学习能力、合作意识、交流和倾听能力，让学生真正参与到课堂中来。
第二步：演绎推理电解水原理模型
思考：（1）纯水中有哪些离子？（2）回忆实验现象，写出阴阳极的电极反应式。（3）回忆实验现象，判断接通电源时，H 、OH-如何运动？为什么？（小组讨论完成，小组组长平板拍照提交）
教师：实时投屏，给出相关规定：阴极特征——电子流进，富电子体;阳极特征——电子流出，缺电子体。
小组代表分析，形成分析电解池一般思路：分析存在微粒→判断电极→判断微粒移动方向→电极方程式。
设计意图：采用证据推理（实验现象及两大原理：氧化还原原理和物理原理），从宏观现象到微观解析，学生体验到层层递进的逻辑推理过程，顺着逻辑关系步步推演，逐步揭开电解原理。通过查阅学生平板提交的答案，教师迅速掌握答题情况，立即找出学生思维障碍，并对症下药，实施精准教学。 环节三：CuCl2电解原理——类比推理并实验证实
类比推理：（1）分析CuCl2溶液中存在的离子（2）判断接通电源时，离子的移动方向（3）预测产物，设计检验产物的方案（小组讨论完成，小组组长平板拍照提交）
学生个人类比电解水分析思路：分析存在微粒→判断电极→判断微粒移动方向→电极方程式，进行交流分享。
设计意图：学生类比电解水原理模型分析、预测，强化学生认识电解池工作时微粒的移动和变化过程，进而认识电解池的功能。
实验证实
汇报交流：（1）观察到的实验现象 （2）阴、阳极反应与总反应 （3）过程中的能量转化
设计意图：培养学生的实验动手能力、观察能力及环保意识。学生用平板将实验过程录制下来，留下实验证据，体验成功的喜悦。通过实验，学生运用证据推理，从宏观实验现象到微观解析，得出合理的结论。
环节四：电解原理模型——归纳推理
任务一：根据观察上面两个电解池模型，思考电解池如何形成闭合回路
任务二：合作学习，参照原电池的模型，画出电解池模型（小组讨论完成，小组组长平板拍照提交）
根据电解水及电解CuCl2溶液两个模型，学生思考、小组讨论，小组间补充，完善电解池模型。
设计意图：培养学生从具体事实中得出抽象规律的科学研究方法。课堂组织的形式上培养了学生与人合作的团队意识。
环节五：巩固电解原理模型——平板推送巩固练习
平板推送巩固练习题（个人完成，小平板拍照提交）
学生个人完成，代表分享思路，组员完善答案。
设计意图：平板推送巩固练习，可以实时通过平板获得数据的统计和分析，以便于课下再利用平板录制微课通过在线答疑推送发给学生，让数据为教学服务，精准突破学生知识弱点。
四、教学反思
（一）层层递进的推理分析，实现深度学习，发展核心素养
本节课两条主线：情境线，课前是电解法在元素发现史上的重要作用，课中，电解法制Na，课的结束，电解在未来家居生活中的应用，缓解能源紧张。电解实现了物质转化的同时也实现了能量的转化。知识线，由电解水到电解氯化铜溶液，学生合力归纳推理电解池原理模型，最后通过分析电解熔融NaCl的例子来运用模型。
另外，本节课还存在探究电解原理的明线和培养学科观念的暗线，这样的设计达成了学习目标。总的框架：通过两种证据（实验证据，理论证据）、三种推理（演绎推理→类比推理→归纳推理）构建出两种模型（物理模型、理论模型）、两个小模型（电解水模型、电解氯化铜模型），最后归纳推理出一个大模型（电解模型）。教学过程中，实验现象的分析无不体现化学学科的实证观念、证据意识，通过个体事例：电解水、电解CuCl2的原理分析，概括电解的一般情况，即电解原理，学生体验到层层递进的逻辑推理过程，逐步揭开电解原理。整个过程由单一体系到混合体系，从宏观到微观，从现象到本质，学生学习层次由浅入深，最终达到深度学习的目的。
（二）平板支撑，助力教学
平板支持下的教学，线上线下结合。课前发实验视频让学生熟悉实验操作，让学生课上实验更顺利进行。课上通过发起做题，给学生发送有探讨价值、有深度的学习问题，学生平板提交，课上可以呈现所有提交的做题情况，这样可以让学生把有价值东西更好地展示出来、讨论起来能产生思维碰撞，从而达到思维深化的目的，让学生的内隐的思维外显，教师对典型问题进行精准引导;课上通过采取组内互评、组内讨论，每个组的小组长再汇总讨论成果并用平板提交，最后利用组间相互评价的形式，这种操作形式可以让学生借助其他人的智慧，更加深刻全面的认识问题，在对比学习中发现自己的问题，并提高学习的内驱力。总之，在平板技术的帮助下，教师更方便快捷的发现学生的最近发展区，进行因材施教;教师实时地采集学生在学习活动中的常见错误，进行针对性教学。
参考文献：
[1]焦建利.赶个时髦，说说“精准教学”[J].中国信息技术教育，2018（09）：23.
[2]郝亚杰.建构主义学习理论在中学化学新课程教学中的实践研究[D].内蒙古师范大学，2013.
（作者單位：广州中学，广东 广州516000）
关键词：证据推理;模型认知;电解池原理;平板技术
中图分类号：G633.8 文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）09-111
一、研究背景
教育部以教基二（2014）4号文印发《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》，该《意见》首次提出：“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。”[1]以“模型认知”为关键词，在中国知网上查阅到的文献表明：（1）模型認知可以培养学生的核心素养、提升学生的高阶思维;（2）模型认知是一种高效学习的思维方法，可以提高课堂效率。查找到的文献资料中，模型认知在高三复习的解题应用研究中占了比较大的比例，新授课的案例多以“离子反应”“电化学体系”等为素材。技术支持下的教学成为趋势，是提高学生素养的有力手段，故本文结合平板技术，对电解池的教学进行研究，力求发展学生的“证据推理，模型认知”核心素养。
二、理论依据
建构主义学习观认为：知识是学生主动建构起来的，而知识的意义是学生对信息生成的个人见解，而不是简单的复制和印入信息。学生的主动参与是以他们的疑惑 需要为前提的，只有产生了这种需要，学生才能对需要解决问题的途径和方法进行主动的猜测、推理和迁移，也就是自主地去探究、解释自己疑惑之处。所以建构主义学习观也是强调学生要有一定的自主探究的能力，这样才能在知识建构过程中去解决自己的需要[2]。以此为依据，该教学实践，借助平板技术，精准把握学生的学困点（疑惑），实施过程重视学生主动参与，培养学生自主探究的能力，且更能让学生思维外显，提高学生的参与度，符合建构主义学习观。
三、教学案例——“电解池原理”的教学实践
（一）教学思想
课前，首先要了解学生学困点，我们学校由于有技术支撑——睿易云系统支持下的平板教学，故课前让学生完成4项任务：第一，回顾原电池原理模型;第二，预习电解池原理;第三，观看实验视频;第四，平板推送问卷调查;在技术支持下，更便捷地发现了学生学困点，从而精准确定教学目标：构建电解池模型。课中，根据确定的教学目标，安排教学活动。课后，根据课堂反馈，给学生推送针对性练习。
电解池原理教学中的重点之一就是要学生能在脑海中构建电解池的模型，模型建立后才能更好地促进学生从能量转化、微粒转化及物质转化等多个层面认识电能转化为化学能的条件、原理和方法。因此，课上实施过程通过分析电解水、电解CuCl2溶液，采用证据推理，从现象到本质，从宏观现象到微观解释，探究电解池原理，建立起电解池的理论模型。本节课的教学思想图见下图。
（二）教学分析
教材分析：本节课是人教版选修四第四章第三节内容。电解池与氧化还原反应、化学反应中的物质和能量变化等知识密切相关。电解借助于电能，使不能自发进行的氧化还原反应能够发生，从而使电能转化为化学能，是最强有力的氧化还原手段。它的应用相当广泛，如电镀、电解等。本节课是学生学习“原电池”知识后的延伸，它有助于学生系统学习电化学知识，为后续学习电化学应用打好理论基础。
学生分析：学习本节课内容之前，学生已经有原电池原理知识，具备了借助氧化还原反应理论、金属活动顺序、物理电学知识判断电池正、负极，以及设计原电池、书写原电池电极反应的能力。因此，本节课继续应用氧化还原理论、物理电学知识拓展和延伸电化学理论。通过统计课前平板推送的问卷调查，结果显示学生的学困点主要表现为：建立电解池模型;电解池模型与原电池模型混淆。基于以上分析，电解池第一课时教学重心是认识电解池原理，建构电解池模型，并与原电池模型进行对比。另外考虑到本节课的概念名称太多，从关注学生实际获得角度出发，本节课只落实原理，抽出原理模型，放电顺序、电极材料对电极反应的影响等内容放在第二课时。
（三）课堂教学问题解决实施
环节一：引入—视频激疑
播放视频：《电解法发现31种元素》
设计意图：了解戴维发明电解法的化学史，感受科学家不畏艰难、勇于探索的科学精神，并深刻体会到电解的重大作用。视频抓住学生的兴奋点，是促使学生继续学习的驱动力
环节二：电解水原理——演绎推理
第一步：电解池的物理模型
任务一：根据投影的电解水实验装置图，画出电解池简图（平板拍照提交）
任务二：思考电解池与原电池装置图最大的区别在哪里？（小组讨论完成，小组组长平板拍照提交）
教师：实时投屏
学生：分享交流，不同组学生补充完善。
设计意图：构建电解物理模型，以小组为单位的“学习共同体”在自主思考的基础上交流讨论，让学生的思维显现出来并实现碰撞。通过小组合作学习的活动培养学生自主学习能力、合作意识、交流和倾听能力，让学生真正参与到课堂中来。
第二步：演绎推理电解水原理模型
思考：（1）纯水中有哪些离子？（2）回忆实验现象，写出阴阳极的电极反应式。（3）回忆实验现象，判断接通电源时，H 、OH-如何运动？为什么？（小组讨论完成，小组组长平板拍照提交）
教师：实时投屏，给出相关规定：阴极特征——电子流进，富电子体;阳极特征——电子流出，缺电子体。
小组代表分析，形成分析电解池一般思路：分析存在微粒→判断电极→判断微粒移动方向→电极方程式。
设计意图：采用证据推理（实验现象及两大原理：氧化还原原理和物理原理），从宏观现象到微观解析，学生体验到层层递进的逻辑推理过程，顺着逻辑关系步步推演，逐步揭开电解原理。通过查阅学生平板提交的答案，教师迅速掌握答题情况，立即找出学生思维障碍，并对症下药，实施精准教学。 环节三：CuCl2电解原理——类比推理并实验证实
类比推理：（1）分析CuCl2溶液中存在的离子（2）判断接通电源时，离子的移动方向（3）预测产物，设计检验产物的方案（小组讨论完成，小组组长平板拍照提交）
学生个人类比电解水分析思路：分析存在微粒→判断电极→判断微粒移动方向→电极方程式，进行交流分享。
设计意图：学生类比电解水原理模型分析、预测，强化学生认识电解池工作时微粒的移动和变化过程，进而认识电解池的功能。
实验证实
汇报交流：（1）观察到的实验现象 （2）阴、阳极反应与总反应 （3）过程中的能量转化
设计意图：培养学生的实验动手能力、观察能力及环保意识。学生用平板将实验过程录制下来，留下实验证据，体验成功的喜悦。通过实验，学生运用证据推理，从宏观实验现象到微观解析，得出合理的结论。
环节四：电解原理模型——归纳推理
任务一：根据观察上面两个电解池模型，思考电解池如何形成闭合回路
任务二：合作学习，参照原电池的模型，画出电解池模型（小组讨论完成，小组组长平板拍照提交）
根据电解水及电解CuCl2溶液两个模型，学生思考、小组讨论，小组间补充，完善电解池模型。
设计意图：培养学生从具体事实中得出抽象规律的科学研究方法。课堂组织的形式上培养了学生与人合作的团队意识。
环节五：巩固电解原理模型——平板推送巩固练习
平板推送巩固练习题（个人完成，小平板拍照提交）
学生个人完成，代表分享思路，组员完善答案。
设计意图：平板推送巩固练习，可以实时通过平板获得数据的统计和分析，以便于课下再利用平板录制微课通过在线答疑推送发给学生，让数据为教学服务，精准突破学生知识弱点。
四、教学反思
（一）层层递进的推理分析，实现深度学习，发展核心素养
本节课两条主线：情境线，课前是电解法在元素发现史上的重要作用，课中，电解法制Na，课的结束，电解在未来家居生活中的应用，缓解能源紧张。电解实现了物质转化的同时也实现了能量的转化。知识线，由电解水到电解氯化铜溶液，学生合力归纳推理电解池原理模型，最后通过分析电解熔融NaCl的例子来运用模型。
另外，本节课还存在探究电解原理的明线和培养学科观念的暗线，这样的设计达成了学习目标。总的框架：通过两种证据（实验证据，理论证据）、三种推理（演绎推理→类比推理→归纳推理）构建出两种模型（物理模型、理论模型）、两个小模型（电解水模型、电解氯化铜模型），最后归纳推理出一个大模型（电解模型）。教学过程中，实验现象的分析无不体现化学学科的实证观念、证据意识，通过个体事例：电解水、电解CuCl2的原理分析，概括电解的一般情况，即电解原理，学生体验到层层递进的逻辑推理过程，逐步揭开电解原理。整个过程由单一体系到混合体系，从宏观到微观，从现象到本质，学生学习层次由浅入深，最终达到深度学习的目的。
（二）平板支撑，助力教学
平板支持下的教学，线上线下结合。课前发实验视频让学生熟悉实验操作，让学生课上实验更顺利进行。课上通过发起做题，给学生发送有探讨价值、有深度的学习问题，学生平板提交，课上可以呈现所有提交的做题情况，这样可以让学生把有价值东西更好地展示出来、讨论起来能产生思维碰撞，从而达到思维深化的目的，让学生的内隐的思维外显，教师对典型问题进行精准引导;课上通过采取组内互评、组内讨论，每个组的小组长再汇总讨论成果并用平板提交，最后利用组间相互评价的形式，这种操作形式可以让学生借助其他人的智慧，更加深刻全面的认识问题，在对比学习中发现自己的问题，并提高学习的内驱力。总之，在平板技术的帮助下，教师更方便快捷的发现学生的最近发展区，进行因材施教;教师实时地采集学生在学习活动中的常见错误，进行针对性教学。
参考文献：
[1]焦建利.赶个时髦，说说“精准教学”[J].中国信息技术教育，2018（09）：23.
[2]郝亚杰.建构主义学习理论在中学化学新课程教学中的实践研究[D].内蒙古师范大学，2013.
（作者單位：广州中学，广东 广州516000）