基于發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的教學(xué)策略

陳妙琴

【摘要】本文以化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，在“酚”的教學(xué)中，通過創(chuàng)建認(rèn)知模型、提出猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)探究、證據(jù)推理及實(shí)際運(yùn)用等方面來培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)核心素養(yǎng)? 證據(jù)推理與模型認(rèn)知

【中圖分類號(hào)】G633.8 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）16-0185-01

一、研究背景

2016 年 9 月，隨著《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架的正式發(fā)布，“核心素養(yǎng)”獲得了全社會(huì)的普遍關(guān)注。在普通高中各科課程標(biāo)準(zhǔn)修訂中，最令人關(guān)注的是新修訂的高中課程標(biāo)準(zhǔn)明確了每門學(xué)科的核心素養(yǎng)，目前已公布的征求意見稿，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”五個(gè)方面。

“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是化學(xué)對(duì)物質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)方式，是基于觀察和實(shí)驗(yàn)等方法獲取的物質(zhì)及其變化的事實(shí)并進(jìn)行分析推理、抽象概括、建構(gòu)模型以揭示化學(xué)變化及其規(guī)律的過程，是運(yùn)用證據(jù)推理和模型化思想解決相關(guān)化學(xué)問題的能力和品質(zhì)。

通過高中化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能通過觀察和實(shí)驗(yàn)收集物質(zhì)及其變化的證據(jù)，基于證據(jù)進(jìn)行分析推理形成結(jié)論，能解釋證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系，確定形成科學(xué)結(jié)論所需要的證據(jù)和尋找證據(jù)的途徑;能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息進(jìn)行抽象概括并建構(gòu)模型，用模型思想認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的一般規(guī)律。如何在課堂教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的證據(jù)推理及模型認(rèn)知能力，這是高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)予以正視的課題，如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成有效的思維模式：“收集證據(jù)-提出假設(shè)-分析推理-得出結(jié)論”，同時(shí)能認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，提高建構(gòu)模型-應(yīng)用模型等能力。筆者結(jié)合“酚”的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行粗淺的探討。

二、《酚》的教學(xué)實(shí)踐過程

1.創(chuàng)建認(rèn)知模型，引導(dǎo)探究方向

隨著課程改革的不斷深入，教育研究者及教師更加重視科學(xué)方法教育。模型法是一種重要的科學(xué)方法和學(xué)習(xí)工具，對(duì)于課程理念的落實(shí)、學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的提高及培養(yǎng)其創(chuàng)新能力起到重要的作用。 有機(jī)化學(xué)是高中化學(xué)的難點(diǎn)，首先可在教學(xué)中建立相關(guān)模型，厘清關(guān)系。

在學(xué)習(xí)酚之前，學(xué)生已初步建立了醇類物質(zhì)和烴類物質(zhì)的相關(guān)模型，因此，本節(jié)課首先讓學(xué)生建立“酚”的結(jié)構(gòu)模型 ——羥基跟苯環(huán)直接相連的化合物。緊接著引導(dǎo)學(xué)生對(duì)三種模型（苯、醇、酚）進(jìn)行比較分析、激起學(xué)生的求知欲，將學(xué)生的注意力引到有機(jī)物結(jié)構(gòu)的異同上進(jìn)行討論猜想、實(shí)驗(yàn)探索，逐步建立“酚”的性質(zhì)模型。

2.問題驅(qū)動(dòng)，提出猜測(cè)

問題1：乙醇和苯酚都有羥基，羥基是親水性的基團(tuán)，但連苯環(huán)上，苯環(huán)又是憎水性的基團(tuán)，從它們結(jié)構(gòu)上的相似性的典型性質(zhì)以及苯的性質(zhì)猜測(cè)苯酚的水溶性如何？

問題2：乙醇和苯酚都有羥基，兩類物質(zhì)的H均與O相連，醇氧的左邊是烷基，醇羥基不能電離出氫離子，為中性，而苯酚氧的左邊是芳香基（苯環(huán)），芳香基有較強(qiáng)的吸電子能力，會(huì)不會(huì)破環(huán)H和O的結(jié)合力，使H容易失去，體現(xiàn)酸性？如果有酸性，是強(qiáng)酸性還是弱酸性？

問題3：如果苯環(huán)對(duì)羥基有影響，那么羥基對(duì)苯環(huán)是否也有影響呢？苯與溴水不反應(yīng)，苯酚是否能與溴水反應(yīng)？

3.實(shí)驗(yàn)探究，事實(shí)求證

根據(jù)以上提出的猜測(cè)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：

【預(yù)測(cè)1】苯環(huán)對(duì)羥基有影響，導(dǎo)致酚不溶于水。

【實(shí)驗(yàn)1】苯酚是否溶于冷水、熱水和乙醇。

【預(yù)測(cè)2】苯環(huán)對(duì)羥基有影響，導(dǎo)致酚顯酸性。

【實(shí)驗(yàn)2】①苯酚遇紫色石蕊試液是否變紅？②向苯酚濁液中加入適量NaOH溶液。③苯酚鈉溶液中滴入少量鹽酸溶液。④將二氧化碳通入苯酚鈉溶液中。

【預(yù)測(cè)3】羥基對(duì)苯環(huán)也有影響，導(dǎo)致酚能與溴水反應(yīng)。

【實(shí)驗(yàn)3】向苯酚溶液中逐滴加入濃溴水。

4.證據(jù)推理，得出結(jié)論

通過一系列的實(shí)驗(yàn)求證，證明苯環(huán)與酚羥基之間是相互影響的，苯環(huán)使羥基上的H變得更活潑，能電離出H+，使酚顯弱酸性;而酚羥基使苯環(huán)上的氫原子變得更活潑，鄰、對(duì)位更易發(fā)生取代。

5.歸納總結(jié)，完善模型認(rèn)知

經(jīng)過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生通過猜想-假設(shè)-實(shí)驗(yàn)-論證，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察收集到直觀的直接證據(jù)，基于證據(jù)進(jìn)行分析推理形成結(jié)論，并依據(jù)所獲得的信息進(jìn)行抽象概括并進(jìn)一步完善酚類物質(zhì)的性質(zhì)模型，能夠用模型思想認(rèn)識(shí)酚類物質(zhì)及其變化的一般規(guī)律。

化學(xué)核心素養(yǎng)的形成，需要學(xué)生通過感性認(rèn)知的積累，不斷思考和探究，在學(xué)習(xí)實(shí)踐中不斷鞏固、完善和發(fā)展。筆者以新聞中“某工廠排放苯酚廢水導(dǎo)致的水源污染事故”為情境，讓學(xué)生尋求解決實(shí)際問題的方法，完善模型認(rèn)知。

三、結(jié)語與展望

在教學(xué)過程中，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是從多方面進(jìn)行落實(shí)的，并不局限于某一種素養(yǎng)的培養(yǎng)，只是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)對(duì)素養(yǎng)的培養(yǎng)有所側(cè)重而已，期待更多的同仁能在這個(gè)方面進(jìn)行更深入的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳星.對(duì)高中化學(xué)核心素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)[J].化學(xué)教學(xué)， 2017（5）：3-7