高中化学教学中“证据推理与模型认知”核心素养的培养

2022-06-13 14:02胡福建
学习与科普 2022年18期
关键词:证据推理模型认知教学实践

摘要:在高中化学教学时,证据推理与模型认知属于高中化学学科素养中的关键一点,可真正锻炼学生发现证据及应用证据的能力。通过证据,对相关化学结构进行假设。进入高中时期,高中化学知识点极其复杂,对学生的学习要求有所提高,需要学生从微观构型以及反应机理等方面进行深入理解,而这些内容学生难以直观了解,便加大了学生学习难度。鉴于此,本文结合高中化学教学实践,进一步阐述如何借助宏观物质有效学习化学,指导学生合理推理,不断培养学生核心素养。

关键词:高中化学;证据推理;模型认知;核心素养;教学实践

前言:

在高中化学教学时,发现学生经常会被化学实验所吸引,但如若化学实验仅追求“热闹”,则会导致学生在学习过程中分不清主次点,难以透彻分析实验现象,整理实验数据,不利于培养学生推理能力。相比初中化学知识,高中化学知识极其繁琐,包含众多抽象内容,大多实验现象学生无法直观感受,只能通过真实情景进行思考、推理。因此,就需要高中化学教师善于革新传统化学教学理念,使用已有现象和已知知识,指导学生推力,令学生学会应用证据推理,结合模型加深对数学知识的印象,逐步生成优良的科学素养。

一、证据推理与模型认知教学概述

“证据推理与模型认知”是高中化学核心所演的关键内容之一,重点在于培养学生形成正确意识,促使其可针对证据物质结构和物质变化等内容作出假设。通过仔细推理与分析,判断自己的想法是否真实或虚假,掌握观点、结论,细致把握证据、理论以及结论间的关系。通过“证据推理”与“模型认知”有效的培养学生推理化学知识和分析化学知识的能力,通过实践感受化学对象本质特点、化学构成要素和化学知识与知识间的关系。如今,培养学生化学学科科学推理能力和化学思维,并促进学生化学思维发展,已成为新课改后高中化学教学的重点内容。全面培养学生识别证据、筛选证据、转换证据和应用证据的能力,在学生进行化学实践或者化学探究时,都少不了这些能力的支持。高中化学教学之际,促使学生认知模型以及推理证据,结合二者即可促进学生进一步分析抽象问题,将抽象问题具体化,增强学生学习化学学科的兴趣,并且加深学生对化学知识的了解和记忆程度,帮助学生提高这一学科的综合素养。

二、“证据推理与模型认知”核心素养培养策略

(一)以实验研究为导向,培养学生的推理分析能力

在高中化学教学时,实验教学是极其关键的一部分内容。具体教学时,教师要鼓励学生全面动手操作,操作过程中关于知识的掌握与应用效果,更强于教师传统理论式教学取得的效果,能够令学生有效认知模型,并且善于针对证据进行推理。在实际授课之际,教师就可以带领学生参加各种实验活动,立足实验,训练学生如何推理问题以及如何分析问题,令学生在实验过程中感受化学本质。比如,在学习“金属Na”之际,教师则可以指导学生借助实验获得相关信息,指导学生在实验过程中细致观察,了解“钠”在水中出现了哪些反应现象,在“钠”浮在水上的时候,“钠”会快速的游动,并且发出“嘶”的声响,钠变成小球,接着滴入事先准备好的酚酞溶液,会变成红色,产生了氣体,而这种气体可以被点燃,教师带领学生进行观察、猜想以及推测,重点分析相关问题,当钠浮在水面的时候,说明此时此刻水的密度大于钠的密度,所以钠会出现化学反应,试管壁会随之变热。这种情况下,滴入酚酞溶液就会变红,表明里面出现了碱性物质,而融成了小球,表示钠的熔点足够低,产生的气体之所以能被点燃,证明该气体属于“氢气” 。学生在动手操作以及细致观察的过程中,观察了相关现象,而且练习了分析和推理能力,进一步了解了金属钠的密度、金属钠的熔点和相关物理性质、化学性质。在学生操作以及分析推理后,即可助力学生掌握相关化学知识,学习效果有所改善,进一步丰富化学学科核心素养,令学生持续保持学习化学以及学好化学的热情和信心。

(二)以实验数据为证据,对分子构型进行推导证实

在高中化学教学之际,乙醇结构式推导教学过程极其经典,教师令学生结合实验数据,将实验数据作为证据证实或者证伪可能结构模型。学生通过分析,发现乙醇分子式乙、醇价键理论,这时教师就可以引导学生绘制乙醇可能的结构式。很多学生在绘制结构式时,主要有如下图1、图2所示的两种形式。

图1                       图2

通过观察这两种结构,便可以发现差异。在图1中,5个氢原子与碳原子互相连接,有一个氢原子和氧原子互相连接,氢原子与其他氢原子不同。氢原子无法用肉眼观察,但物质却能被我们感受与接触,而且可以测量。教师向学生提问“氢原子能够转变成什么?”学生第一感觉是可以转化成氢气,教师给予提示“那乙醇是不是也能和钠反应生成氢气呢?”“通过观看这两种结构中的氢原子差异,猜想一下它们所产生的氢气量是相同的还是不相同的?”答案非常清晰,学生结合教师提供的实验数据展开计算,通过计算得出结论,发现乙醇物质量和生成氢气的物质量呈倍数关系,乙醇物质量为2倍,氢气务质量为1倍,这就表示1mol乙醇分子中只有1lom氢原子可以反应变成氢气。然而,乙醇分子6个氢原子中,有一个极其特别,与其它氢原子不同,这时学生便可深刻了解图2乙醇结构式内容。

(三)基于基础装置模型,引导学生推导反应的机理

在高中化学教学实践过程中,需要应用众多装置,而这些装置都属于固定搭配,比如在制备气体时需要应用电解池以及原电池。教师恰恰就可以以基础装置为模型,将实验现象作为证据,指导学生推理反应机理。例如,在化学教学课堂上,与能量变化中原电池部分相关的知识,向来都是学生理解的难点。教师为了能促使学生深刻理解及掌握微观世界的反应机理,即可应用原电池基础装置做成模型,指导学生参照气泡在“Cu片”上发生的现象,以此为证据展开深入分析,最后得出反应机理。在后期遇到原电池有关的教学内容和习题时,教师便可以将这一技术模型作为核心分析点,引导学生深刻探讨,以促使学生在反复实践及复习过程中,生成条件反射意识,不断锻炼推理能力。

(四)提高学生学习兴趣,学会建立化学模型并研究

教师在教学之际,增强学生兴趣,指导学生创建化学模型。众所周知,化学以实验教学为主,学生通过观察实验现象,挖掘实验现象背后原因,将实验现象作为证据,引导学生推理,进而深刻认知物质微观构成。在讲解“原电池”之际,教师指导学生制作“Cu-Zn原电池”,并观察实验器材在连接前和连接后都出现了哪些现象,引导学生分析现象发生的本质。学生通过观察及操作,发现原电池模型出现了“电子迁移现象”。在了解电解池后,进一步分析电解池模型,感受二者间存在的差异与相同点,学会自主建构模型,积累化学学习经验。

结束语:

综上所述,在化学学科授课过程中,化学教师需要意识到“证据推理”与“模型认知”二者间属于相辅相成的状态,指导学生认知模型以及推理证据,全面发散学生化学学习思维,保障学生高效解决化学问题,教师应帮助学生有机协调二者关系,令学生考虑学习时出现的问题,不断假设及分析、推理,最终提高应用模型的实力,锻炼化学解题技巧,致力于提高化学学习的综合能力。

参考文献:

[1]张永强.基于核心素养的高中化学课堂教学提问策略研究[J].学周刊,2022(01):60-61.

[2]沙勇军.基于“关键能力”培养的高中化学教学策略探讨[J].学周刊,2022(01):140-141.

[3]纪圆圆.在培养核心素养的背景下开展高中化学教学的策略研究[J].天天爱科学(教育前沿),2021(12):91-92.

作者简介:胡福建,1975年5月,男,汉族,山东省枣庄市,大学本科,中教一级,研究方向:高中化学新课改核心素养培养,单位:邹城市兖矿第一中学

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