浙江省苍南县灵溪中学( 苍南县三禾高级中学 )325800
摘要:高中化学教学要以培养学生的学科核心素养为目标,注重培养学生的证据推理与模型认知能力,在学习活动中,鼓励学生提出观点,做出假设,分析推理,证实论点,建构模型,强化应用,明确证据、假设、结论之间的联系,形成模型认知,从而利用模型解决化学问题,在实践中不断提升分析问题和解决问题的能力。
证据推理与模型认知是高中化学学科核心素养培养的重点,学生就自己观察到的现象或遇到的问题,从化学角度提出个人观点,收集证据,并有逻辑性地进行层层推理和证实。通过建立模型的方式,对得出的内容进行归纳,待遇到类似问题时,就可以解释类似现象发生的本质和规律。因此,证据推理与模型认知对学生的影响重大。
一、提出假设,搜集证据
在化学学习过程中,教师应鼓励学生善于发现问题,如遇到问题时,可以做出假设,并主动寻求证据。教师应引导学生做出假设,让学生搜集证据并得出新结论。
例如,在学习“C2H5OH的分子式机结构式”时,我就乙醇的分子式及其判断以及各原子成键特点,让学生对C2H5OH的分子结构式做出假设。学生在分析C2H5OH这种有机物的特性后,猜想乙醇的分子结构组成可能是CH3-CH2-OH或CH3-O-CH3。之后,我引导学生就猜想的两种情况来搜集信息并加以证实。学生在查阅过程中发现,乙醇可以与Na发生反应:2Na+2C2H5OH=2C2H5ONa+H2↑,羟基中的键断裂,Na置换出其中的氢原子,生成氢气,属于典型的置换反应,这说明乙醇中含有羟基,因此,学生便得出乙醇分子的结构式。在搜集证据的过程中,学生还能认识到为什么在与Na的反应过程中是羟基中的键断裂,而非C-H键断裂。因为O-H中的键的极性更强,且C2H5OH可以与水任意比例互溶,而水(H2O)中是含有羟基的,根据相似相溶原理,也能证实学生得出的结论,为同分异构体奠定基础。
在学习过程中,教师应鼓励学生提出假设,搜集证据,提升学生探索问题的兴趣和解决问题的能力,这对发展学生的推理能力和化学核心素养有很大帮助。
二、动手操作,分析推理
化学作为一门实验性学科,在学习过程中,动手操作比教师言传身教的效果更佳,对培养学生的证据推理与模型认知能力也有促进作用。在实际授课过程中,我会让学生通过动手操作来分析和推理问题,让学生从中得出结论。
例如,学习在“金属Na”的过程中,我会引导学生通过实验来获取信息。学生观察Na在水中的反应,并总结出:Na浮在水面上,Na在水面上迅速游动,并有轻微的“嘶”声,Na融为一个小球。之后,滴入酚酞溶液,变为红色,产生的气体可以点燃。因此,我便引导学生观察现象,分析问题:Na浮在水面,说明Na的密度小于水;Na发生了化学反应,且试管壁变热,说明该反应是放热反应2Na+2H2O=2Na OH+H2↑,滴入酚酞溶液变红(学生认为,产物中生成了碱性物质,并证实了上面的化学方程式);融为一个小球,说明Na的熔点较低;反应产生的气体可燃,说明生成的气体为氢气。学生通过动手操作,观察到了现象,锻炼了分析推理能力,得出了金属Na的密度、熔点等物理性质以及化学性质。学生将Na在水中产生的现象生动地总结为“浮、熔、游、响、红”。
动手操作和分析推理,可以有效帮助学生掌握知识,学习效果也好于教师讲解。这种方式能有效地发展和培养学生的化学核心素养。
三、数据证实,建构模型
模型认知主要包括两个方面,即建立模型和使用模型。两者之间是相辅相成的关系,建立模型是使用模型的前提,使用模型是建立模型的目标。因此,两者之间是触类旁通的,而建立模型则需要通过证据推理来证实,才可以使之成为模型,便于日后使用。我认为,在这个过程中,教师尊重和认可学生的主体地位是很重要的。
四、结合例题,强化应用
学习化学,讲求“学以致用”。因此,在培养学生证据推理与模型认知的核心素养时,教师要结合例题,强化知识应用,让学生将证据推理与模型认知紧密地结合起来,并掌握这种方法,以更好地解决实际问题。
例如,在学习“卤代烃”这一章节时,我会就乙烷和溴乙烷知识来强化学生的应用能力。学生了解到卤素可以取代乙烷中的H原子,使乙烷中的C-H键断裂,并取代上面的H原子。因此,我便引导学生思考:溴乙烷中的C-Br键能否发生断裂。学生大胆假设,C-Br键可以发生断裂,被其他的原子或原子团取代该卤素原子。学生开始寻找证据,当找到C-H键和C-Br键的键能时,学生根据已有认知推断,共价键的键能越大,该共价键就越稳定,而C-H键的键能大于C-Br的键能,所以,溴乙烷发生取代反应时,断裂的应该为C-Br键,而Br的非金属性强于C原子,因而共价电子对会发生偏移,因此,在溴乙烷中,Br原子应该显电负性。我引导学生操作溴乙烷与强碱水溶液加热的化学实践,在生成物中先用HNO
3酸化,排除氢氧根离子的干扰,然后加入Ag NO=,产生浅黄色的沉淀,学生断定,该生成物溶液中还有Br-,这样就证实了CH3CH2Br+H2O=CH3CH2OH+HBr的反应。
学生总结得出卤代烃发生水解反应的模型和Br-的检验方式模型,待遇到类似的问题时可以应用该模型。我引导学生解决了一些类似的问题,学生基本掌握了该模型的使用方法,有效地培养了学生的证据推理与模型认知化学核心素养。
证据推理与模型认知是相辅相成的,有助于发展学生的思维,这也是学生在解决问题时所表现出来的关键素养。教师要帮助学生协调好这两者之间的关系,让学生考虑其所代表的问题,并在教学中引导学生提出假设,进行分析推理,建构模型,应用模型,这种能力的提升对学生的学习有很大帮助。因此,教师应在教学活动中培养学生的证据推理与模型认知化学核心素养。
参考文献
[1]何融寒.基于核心素养的化学实践能力培养策略研究[J].教育现代化,2019(1).
[2]王兰.发展核心素养聚焦课堂效率——基于模型认知能力培养的高三化学复习[J].中学化学教学参考,2018(9).