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摘 要：现如今，培养全面发展的学生已成为众多教育从业者的共识。在化学学科的学习中，教师不能仅让学生学会做试题试卷，还需要培养科学精神素养。而“证据推理与模型认知”属于化学核心素养之一，是学生们需要重点关注的素质。因此，本文将基于证据推理与模型认知，简要谈谈其与化学教学的融合，以促进学生核心素养的形成。
关键词：证据推理;模型认知;高中化学;主题教学
高效的化学课堂，绝非是教师从头到尾地讲述，学生被动地吸收知识，而是学生作为学习活动的主体，主动积极地探索知识的奥秘。证据推理与模型认知下，学生们不再机械式地记忆化学知识，而是用批判性思维观察分析现象，用归纳和演绎思维推理知识，构建认知模型解决问题。相比前者，后者更能帮助学生适应“变化多端”的世界，解决“千奇百怪”的问题。
一、证据推理与模型认知的内涵
化学学科是一门建立在大量化学实验基础上的自然学科，其中的知识并非凭空捏造出来的，而是由化学家经过严谨的实验分析和逻辑推理而形成的。简单来说，科学家不能简单断定某一观点正确与否，需要用相关的证据去支持或质疑論点。因而，证据推理与模型认知是围绕相关知识点进行的，具体步骤为“提出假设——分析推理——得出结论——模型构建——解决问题”。
比如，学生要想判断“醇羟基的氢原子的活性”，可以分为三步：第一步观察水与钠的反应;第二步观察钠与乙醇的反应;第三步，由于两个实验对象均含有“钠”，将两个实验的反应进行对比，可推导出“醇羟基的氢原子活性不如水中的。”如果说机械记忆是将知识点孤立起来，强迫学生将知识装进大脑，易于遗忘，不会运用。那么，逻辑推理和构建模型更符合大脑的认知结构，有利于学生理解和举一反三，还能培养其借助已知信息解决新问题的能力。
二、证据推理与模型认知下的高中化学主题教学实践
证据推理和模型认知重点在于引导学生找到证据、构建模型、解决问题。同时，化学知识相对抽象，为了帮助学生更好理解抽象知识，会有选择性地利用生活现象、化学实验等方法。那么，接下来，笔者将结合苏教版高中化学必修二中的《氨气》为主题，来谈谈证据推理和模型认知下的主题教学方法。
2.1问题引入与提出猜想
氨气是人们经常接触的气体，与学生生活息息相关。因而，从与氨气有关的生活现象切入即可。首先，询问学生，是否总能在家中、学校等场所的厕所中闻到难闻气味？其次，当学生表明都遇到此种现象后，引导学生思考“为什么厕所总能闻到刺鼻的气味？当然，学生在初中都接触过氨气，知道其是导致厕所难闻的“罪魁祸首”。最后，引导学生思考“如何证明刺鼻的气味与氨气有关呢？”此教学环节目的在于培养学生科学的求真思维，而不是不假思索便接受书本中的知识点。
2.2分析推理与证明假设
当学生思考后，会给出一些相关的猜测。此时，教师要循序渐进引导学生通过做实验等，来证明自己的猜想。部分学生提出“拿出一瓶装有氨气的瓶子，扇闻氨气的气味，再将之与厕所的气味进行对比，便可知厕所的气味是氨气导致的。”此时，学生算是初步完成一个小的提出猜想—证明假设的环节。然而，与氨气有关的知识点不止这一点。接下来，教师需要引导学生发现氨气的更多性质。
2.3知识拓展
教师进一步提出问题，“为什么厕所的氨气久久不能散去？学生回答“因为氨气能溶于水”。此时，教师再引导学生思考“可以设计化学实验，来证明你们推测吗？”。下一步，教师与学生一同利用“空矿泉水瓶、氨气、水、注射器”来做实验：用矿泉水瓶装一瓶氨气，再用注射器往瓶内注射5ml的水，观察矿泉水瓶的反应。短短几秒钟过去，矿泉水瓶快速收缩。学生进行逆向推理，水瓶收缩，是因为水瓶中的压强减小;压强减少，是因为瓶内空气的体积减少;体积减少，是因为氨气融入了水。最后，学生证明了猜想“溶于水是氨气的物理性质之一，且难消散”。
2.4模型构建
在上一阶段中，证明了氨气可溶于水的物理性质。那么，氨气的化学性质又是什么？又应该如何推理与证明？第一步，教师需利用氨气与酚酞溶液进行喷泉实验。当酚酞溶液变成红色后，引导学生思考“变红的原因是什么？。第二步，学生进行分析推理，“碱性物质可以使酚酞溶液变红，那么氨气与水发生反应，能否生成碱性物质？”第三步，教师引导学生列出氨气与水的电离方程式（符号模型）：NH3+H20 NH4++OH-。这一方程式证明，两者反应可生成碱性物质。
2.5解决问题
教师继续引导学生思考，“有哪些办法消除气味？生活中有类似的产品吗？原理是什么”等问题。第一步，引导学生回答“洁厕灵可以消除气味”。第二步，了解洁厕灵的有效成分是HCI，引导学生利用注射器，将洁厕灵注入氨水中，观察实验现象并得出结论。实验现象：氨气自带的刺鼻气味消失;生成白色烟雾。结论：HCL和氨气发生反应生成氯化铵，去除氨气。第三步，引导学生发散思考“现实生活中还有哪些刺鼻的气味？能否通过与某物发生化学反应到达去除的目的？”。比如，常见的硫化氢、甲醛等气体。
三、小结
化学学科的学习，并非简单背诵几个知识点，而是需要了解知识的来龙去脉，和利用现有知识去解决问题。关于知识的来龙去脉，教师需引导学生搜集相关知识设计相关化学实验，推导出知识。如此这般，学校才能培养出活学活用知识，甚至发现新规律的素质人才，而非只知道考试的学生。因此，本文以苏教版高中化学必修二中《氨气》主题为例，从问题引入到解决问题，尽可能带领学生一步步了解知识的来龙去脉，帮助学生感受化学的魅力。
【注：本文系福建莆田市秀屿区教育科学2020年度立项课题《证据推理与模型认知下的高中化学主题教学模式探究与实践》成果（课题编号：XYKT2020178）】
【参考文献】
[1]杨玉琴，倪娟.证据推理与模型认知：内涵解析及实践策略[J].化学教育（中英文），2019，40（23）：3-29
[2]王利国.基于“证据推理与模型认知”的高三复习教学——以“洗涤剂的选择”为例[J].中学化学教学参考，2019（3）：31-34
（作者单位：莆田第十中学，福建 莆田 351100）
关键词：证据推理;模型认知;高中化学;主题教学
高效的化学课堂，绝非是教师从头到尾地讲述，学生被动地吸收知识，而是学生作为学习活动的主体，主动积极地探索知识的奥秘。证据推理与模型认知下，学生们不再机械式地记忆化学知识，而是用批判性思维观察分析现象，用归纳和演绎思维推理知识，构建认知模型解决问题。相比前者，后者更能帮助学生适应“变化多端”的世界，解决“千奇百怪”的问题。
一、证据推理与模型认知的内涵
化学学科是一门建立在大量化学实验基础上的自然学科，其中的知识并非凭空捏造出来的，而是由化学家经过严谨的实验分析和逻辑推理而形成的。简单来说，科学家不能简单断定某一观点正确与否，需要用相关的证据去支持或质疑論点。因而，证据推理与模型认知是围绕相关知识点进行的，具体步骤为“提出假设——分析推理——得出结论——模型构建——解决问题”。
比如，学生要想判断“醇羟基的氢原子的活性”，可以分为三步：第一步观察水与钠的反应;第二步观察钠与乙醇的反应;第三步，由于两个实验对象均含有“钠”，将两个实验的反应进行对比，可推导出“醇羟基的氢原子活性不如水中的。”如果说机械记忆是将知识点孤立起来，强迫学生将知识装进大脑，易于遗忘，不会运用。那么，逻辑推理和构建模型更符合大脑的认知结构，有利于学生理解和举一反三，还能培养其借助已知信息解决新问题的能力。
二、证据推理与模型认知下的高中化学主题教学实践
证据推理和模型认知重点在于引导学生找到证据、构建模型、解决问题。同时，化学知识相对抽象，为了帮助学生更好理解抽象知识，会有选择性地利用生活现象、化学实验等方法。那么，接下来，笔者将结合苏教版高中化学必修二中的《氨气》为主题，来谈谈证据推理和模型认知下的主题教学方法。
2.1问题引入与提出猜想
氨气是人们经常接触的气体，与学生生活息息相关。因而，从与氨气有关的生活现象切入即可。首先，询问学生，是否总能在家中、学校等场所的厕所中闻到难闻气味？其次，当学生表明都遇到此种现象后，引导学生思考“为什么厕所总能闻到刺鼻的气味？当然，学生在初中都接触过氨气，知道其是导致厕所难闻的“罪魁祸首”。最后，引导学生思考“如何证明刺鼻的气味与氨气有关呢？”此教学环节目的在于培养学生科学的求真思维，而不是不假思索便接受书本中的知识点。
2.2分析推理与证明假设
当学生思考后，会给出一些相关的猜测。此时，教师要循序渐进引导学生通过做实验等，来证明自己的猜想。部分学生提出“拿出一瓶装有氨气的瓶子，扇闻氨气的气味，再将之与厕所的气味进行对比，便可知厕所的气味是氨气导致的。”此时，学生算是初步完成一个小的提出猜想—证明假设的环节。然而，与氨气有关的知识点不止这一点。接下来，教师需要引导学生发现氨气的更多性质。
2.3知识拓展
教师进一步提出问题，“为什么厕所的氨气久久不能散去？学生回答“因为氨气能溶于水”。此时，教师再引导学生思考“可以设计化学实验，来证明你们推测吗？”。下一步，教师与学生一同利用“空矿泉水瓶、氨气、水、注射器”来做实验：用矿泉水瓶装一瓶氨气，再用注射器往瓶内注射5ml的水，观察矿泉水瓶的反应。短短几秒钟过去，矿泉水瓶快速收缩。学生进行逆向推理，水瓶收缩，是因为水瓶中的压强减小;压强减少，是因为瓶内空气的体积减少;体积减少，是因为氨气融入了水。最后，学生证明了猜想“溶于水是氨气的物理性质之一，且难消散”。
2.4模型构建
在上一阶段中，证明了氨气可溶于水的物理性质。那么，氨气的化学性质又是什么？又应该如何推理与证明？第一步，教师需利用氨气与酚酞溶液进行喷泉实验。当酚酞溶液变成红色后，引导学生思考“变红的原因是什么？。第二步，学生进行分析推理，“碱性物质可以使酚酞溶液变红，那么氨气与水发生反应，能否生成碱性物质？”第三步，教师引导学生列出氨气与水的电离方程式（符号模型）：NH3+H20 NH4++OH-。这一方程式证明，两者反应可生成碱性物质。
2.5解决问题
教师继续引导学生思考，“有哪些办法消除气味？生活中有类似的产品吗？原理是什么”等问题。第一步，引导学生回答“洁厕灵可以消除气味”。第二步，了解洁厕灵的有效成分是HCI，引导学生利用注射器，将洁厕灵注入氨水中，观察实验现象并得出结论。实验现象：氨气自带的刺鼻气味消失;生成白色烟雾。结论：HCL和氨气发生反应生成氯化铵，去除氨气。第三步，引导学生发散思考“现实生活中还有哪些刺鼻的气味？能否通过与某物发生化学反应到达去除的目的？”。比如，常见的硫化氢、甲醛等气体。
三、小结
化学学科的学习，并非简单背诵几个知识点，而是需要了解知识的来龙去脉，和利用现有知识去解决问题。关于知识的来龙去脉，教师需引导学生搜集相关知识设计相关化学实验，推导出知识。如此这般，学校才能培养出活学活用知识，甚至发现新规律的素质人才，而非只知道考试的学生。因此，本文以苏教版高中化学必修二中《氨气》主题为例，从问题引入到解决问题，尽可能带领学生一步步了解知识的来龙去脉，帮助学生感受化学的魅力。
【注：本文系福建莆田市秀屿区教育科学2020年度立项课题《证据推理与模型认知下的高中化学主题教学模式探究与实践》成果（课题编号：XYKT2020178）】
【参考文献】
[1]杨玉琴，倪娟.证据推理与模型认知：内涵解析及实践策略[J].化学教育（中英文），2019，40（23）：3-29
[2]王利国.基于“证据推理与模型认知”的高三复习教学——以“洗涤剂的选择”为例[J].中学化学教学参考，2019（3）：31-34
（作者单位：莆田第十中学，福建 莆田 351100）