初中化学教学培养学生“证据推理与模型认知”素养研究

初中化学教学培养学生“证据推理与模型认知”素养研究

张敬顺

汕头市新津中学，广东 汕头，515041

摘要：如今，在新课程改革背景下，核心素养提升备受关注。初中化学教学中培养学生证据推理与模型认知素养，有助于学生综合素质水平提升。为此初中化学教师应全面把握学生学习情况，从教学实际出发，探究良好培养路径。本文主要对初中化学教学培养学生“证据推理与模型认知”素养有效策略进行论述分析，以供参考。

关键词：初中；化学教学；证据推理与模型认知

为在教学活动中有效渗透和培养核心素养，教师应在全面把握核心素养前提下，基于教学实际探求合适教学方案和方法。在初中化学素养中，证据推理与模型认知是重要内容之一，在学生学习、探究意识能力提升方面发挥着积极作用。近些年来，中考也注重学生核心素养考察，为此化学教师更应注重素养培养，优化化学教学方法。

一、优化化学教学情境创设

为强化学生化学素养，教师应不断优化环境氛围，明确证据推理与模型认知构成与发展，运用真实化学案例，形成良好化学学习环境。如在学《空气》这部分知识时，为提升学生证据推理素养，教师创设问题情境，引导学生主动参与到证据推理中，加深体验。如先提出问题：“空气是由哪些物质构成的？”学生会快速说出有氧气、二氧化碳。然后教师继续提问：“为什么这么说？有什么证据？”学生会纷纷开动脑筋思考，有学生说：“我们要吸氧才可以生存，空气中肯定有氧气，要不我们怎么呼吸呢！”对于空气中含有二氧化碳这一证据，学生可能无法准确回答，教师可以利用植物光合作用吸入二氧化碳，释放氧气进行举例，便于学生理解把握。在此基础上，教师指导学生研究化学学科本质特点，使学生在认知化学知识时能够做到有理有据。

二、借助化学实验强化证据意识

化学教学中，实验是重要组成部分，在化学实验过程中，教师应有意识地培养学生证据意识，使学生从实验出发对各实验步骤、环节的目的、原理进行分析，研究实验过程，提出猜想并验证。在此过程中让学生认识到观点、结论以及证据间密切联系。如在学习《水的组成》时，为提高学生证据推理能力，组织学生实验操作并探究，“实验中会不会产生新物质呢？”针对问题由学生分析实验现象并解释说明，学生表示，“实验装置中电解器两极出现了气泡，液面降低，可见水发生了分解，气泡就是产生的新物质[1]。”继续提出问题“两极液面下降程度一样吗？可以得到怎样的信息？”对此，学生回答正极液面降低与负极液面降低的体积比为1:2，可以得出温度、压力相同情况下，体积相同的不同气体分子有相同数目分子数，所以正负极产生气体分子数比值为1:2[2]。由于学生自身能力问题，在实验结论推理过程中会遇到问题，教师可再提出一系列问题，如实验中有没有新物质？怎样判断有新物质出现？若没有新物质，那是何现象？电解器正负极出现什么现象？通过一系列问题，实验现象会得到进一步分析，有助于强化学生证据推理意识和能力。

三、建立证据库

借助逻辑推理方法，学生从一个证据联想到其他证据，这些证据连接到一起就形成了数据库。如在学习《制取氧气》时，需明确氧气物理以及化学性质，这是建立氧气证据库的有力证据[3]。通过证据库学生能够科学整合、处理知识，建立推理模型认知。为进一步完善知识证据库，日常教学中教师应有意识地引导学生将关于氧气的知识串联起来，如在教材中《空气》一节有关于空气中氧气含量等内容，《金属的化学性质》中涉及氧气与金属单质发生反应等内容，通过整合这些内容能够逐步优化和完善氧气证据库，形成知识网络体系，为后续学习提供有力支持。

四、利用推理方法构建模型认知

学生获得一定化学知识后能在头脑中形成证据库，这时可以利用推理方法构建认知模型，强化学生推理和模型认知构建能力。如《制取氧气》时，需要考虑从何处获得氧元素。依据化学反应前后元素守恒定律，氧元素可以从有氧元素的物质中获取，并形成氧气。同时在理论上需要保证其可以实行，日常中很多物质中有氧元素，应选择性价比最高的。这时可以想到这些物质，如高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢溶液等。依据其具体化学性质、反应条件确定合适实验装置。如高猛酸钾、氯酸钾选择固固加热型装置，过氧化氢溶液固液不加热型装置。氧气制取后，需思考怎样单独收集氧气，因为氧气这种气体不易溶于水，密度比空气略大，因此可以利用排水法、向上排空气法进行收集。收集到氧气后，通过与带火星小木条接触查看是否产生剧烈燃烧反应，对氧气浓度进行判别。在这一实验中，教师引导学生通过逻辑推理方法，建立气体制取实验模型，即选择药品——确定反应原理——选择合适实验装置——根据实验问题执行实验步骤——对实验结果进行检验[4]。

五、培养证据推理与模型认知实际应用能力

模型认知能力提升是一个长期的过程，教师应循序渐进地推进。如制取氧气时，学生对化学知识接触时间不长，相关知识、能力等并不强，需要教师积极引导和帮助，逐步强化学生模型认知构建能力。在此实验过程中，教师让学生认真观察和分析，并总结实验室制取气体的思路与模型。然后在后续进行《二氧化碳的实验室制取与性质》时，学生就可以借助事先构建的模型开展试验。首先，二氧化碳制取时选择石灰石、稀盐酸；其次，利用CaC0

3 +2HCl==CaCl2 +H20+C02↑原理操作[5]；第三，利用固液不加热型装置常温反应，选择向上排空气法收集二氧化碳；第四，若利用长颈漏斗，避免二氧化碳从长颈漏斗末端散逸，需将漏斗末端置于液面下；第五，对装置气密性进行检查；第六，向装有二氧化碳气体的集气瓶中加入适量澄清石灰水并振荡，若石灰水变浑浊表明瓶中气体为二氧化碳。通过以上实验室制取气体操作，能够使学生证据推理和模型认知素养得到明显提升，今后再深入学习研究，学生掌握的证据库会更为完善。在日后学习其他气体实验室制法的知识时，学生就可以使用上述模型认知进行操作。虽然物质性质有所差异，但是模型构建具有相似性，让学生从模型中总结出制取气体的一般方法，在此过程中强化学生抽象能力，让一般实验融入到广阔模型中，促使学生证据推理能力进一步提升，建立应用模型认知，整合零散化学知识，扎实学生化学知识基础，也逐步强化学生化学证据推理与模型认知素养。

结束语：

总而言之，为在初中化学教学中培养强化学生化学素养，教师应认真分析教材内容、学生实际情况，优化教学计划设计，尊重学生主体地位，密切关注学生思维与创新发展，逐步调整化学教学方法，强化学生证据意识，引导学生掌握推理方法，形成认知模型，培养学生证据推理和模型认知素养，展现出化学教学优势，实现学生全面、健康进步。

参考文献：

[1]单奔翔,徐欣娴,王福中,王方阔.发展学生证据推理与模型认知素养的教学实践——以铁及其化合物为例[J].中小学教学研究,2023,24(2):90-96.

[2]祁晓黎.基于证据推理与模型建构的初中化学复习教学——以人教版化学教材九年级下册“几种常见离子的检验”为例[J].辽宁教育,2023(21):53-56.

[3]毛文丑.核心素养培养背景下的初中化学教学调整——以证据推理与模型认知素养的培养为例[J].理科考试研究,2022,29(4):54-56.

[4]刘凤珠.基于证据推理与模型认知素养的教学实践--以初中化学实验室制取气体为例[J].求知导刊,2022(7):95-97.

[5]车鑫.初中化学“证据推理与模型认知”核心素养的培养——结合压强传感器以“氢氧化钠与二氧化碳的反应再探究”为例[J].化学传感器,2022,42(2):50-53.