指向“证据推理与模型认知”的教学设计——以“原子结构模型的演变”为例

以“原子结构模型的演变”为例,以化学史实为情境,设计环环相扣的问题,引导学生在分析证据及建构并评价模型的过程中体会实验证据与模型建构及演变之间的关系,认识模型在物质结构理论建立过程中的重要作用及其发展性特征。该教学设计在学生对原子模型的理解上具有显著效果。     

工科无机化学中“分子结构和分子间力”的教学思考与探索

“分子结构和分子间力”在人们认识物质世界的过程中起着承上启下的重要作用。然而,在“新工科”建设背景下,化学教学内容要少而精,以强化专业的应用特色建设。对工科学生历年来对于共价键理论、分子间力和离子极化中易错或不易理解的相关内容进行了分析和讨论,旨在帮助学习者在认识物质世界的过程中能更好地在微观世界和宏观世界之间切换,并学会预测或解释物质的性质及其递变规律,同时落实化学核心素质及德育素质的培养。     

“离子键”课堂演示实验的改进——碘化钠的简易制备

从教材中钠和氯气反应的演示实验出发,设计独特的实验装置,在实验室里完成了碘化钠的制备。避免了氯气的危害,也满足教学的需要。从热力学角度进行相关计算,证明本实验的可行性。     

“证据推理”能力的科学课程标准文本分析*

“证据推理”能力强调利用科学相关的证据进行推理。研究选取了27个国家或地区的科学学科课程标准或纲要指引文件,利用NVivo 11软件进行编码处理和文本分析,探寻其中证据推理的相关描述和能力要求。词频分析之后,选取美国的部分地区和中国大陆及中国香港和澳门的课标文件为案例加以具体分析,指出国内课标文件中证据推理相关表达的特征。据此,在理解和描述证据推理能力时,应强调“基于证据进行推理”的系统化过程;以强调证据支持的必要性而突出思维方法的过程性,从而为科学学科中有关证据推理的教学评提供参考。     

指向证据推理与模型认知的“有机反应再认识”教学*

从化学键断裂方式对有机反应进行分类,将化学反应分为非极性反应和极性反应,引导学生通过电子云密度分布不均和电负性的不同构建由化学键异裂引起的极性反应的模型,总结极性反应中取代反应和以醛酮为代表的极性π键的加成反应模型。采取小组讨论的形式,引导学生基于模型重新认识教材中的已有反应;基于极性反应的模型,引导学生自主构建碳碳键的形成反应,完成由已知到未知的迁移;最后,基于极性反应的模型和碳碳键的形成进行在有机合成方面的综合应用,目的是使学生形成对有机合成路线设计的整体认识,从而从本质上进一步认识有机反应,培养学生对有机反应认识的高阶思维。     

从证据推理视角对“离子反应”教学案例的分析及其启示*

证据推理是学生以其经验为基础、问题为起点,根据教师提供的一个或几个学习材料(已知判断),得出目标概念(新判断)的深度思维过程。通过梳理和界定证据推理的概念、证据类型、证据推理过程及核心要素,建构出实验探究教学中以“问题、解释、假设、证据、推理、结论”为要素及其之间关系的证据推理线形模型和循环模型,以此分析视角及其框架对“离子反应”教学中证据推理的过程进行了分析,并基于证据推理的6要素得出培养学生证据推理能力的启示与建议,达到证据推理过程中基本思想方法的外显,落实证据推理与模型认知的化学学科核心素养,也为今后的教学实践提供核心推理思路及教学建议。     

基于“证据推理与模型认知”的有机化合物结构探究*——以“葡萄糖分子结构探究”为例

基于元素分析仪、质谱仪、红外光谱仪等现代分析仪图谱,提出葡萄糖分子结构的可能假设,通过实验加以证实,再结合1H-NMR图谱佐证葡萄糖分子结构,从而建立葡萄糖分子结构的探究模型,为有机化合物分子结构探究提供范式。     

“证据推理”在高考化学试题(全国卷)中的考查特点*

基于《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》提出的化学学科核心素养中“证据推理”的内涵及相关研究,将“证据推理”化学学科核心素养进一步解构为 “证据解读”“证据与结论的关系”“证据评估”等3个要素,并将证据按其呈现形式划分为反应机理、实验数据、工艺流程和实验方案等4种类型,在此基础上构建了“证据推理”视角下的试题分析框架,并以近5年高考化学试题(全国卷)为研究对象,总结其考查特点与规律,进而为改进化学教学提出相关建议。     

“证据推理与模型认知”素养下的主题式复习与反思*——以“二氧化碳的主题式复习”为例

以“草系水族箱内补给的气体”为主线,构建有关二氧化碳的主题式复习;在解决系列问题的过程中,重视围绕证据进行推理、基于模型进行认知,从而发展核心素养,提升复习效益。     

基于证据推理与模型认知的有机物分子结构探究——以“三谱解析阿司匹林”为例

为了反映化学学科发展的特点和趋势,充分突显现代科学技术发展的新成就。以“三谱解析阿司匹林”的4个教学环节为例,着重阐述质谱、红外光谱、核磁共振氢谱在有机物分子结构探究教学中的运用策略,从而建构出探究有机物分子结构的一般模型,培养学生的证据推理与模型认知的化学核心素养。     

“显性反思性”的科学本质教学*——以“原子结构”发展史为例

科学本质作为国际科学教育的重要目标,受到越来越多的关注。但在实践中,教师缺少对科学本质的内涵和具体方面的深度理解,同时缺少有效的科学本质教学的相关指导。本文探讨了基础教育阶段科学本质的8个方面的具体内涵,阐明了科学本质的有效教学的特征,并以“原子结构”为例,为教师开展科学本质教学提供范例。     

基于证据推理与模型认知的主题式复习*—以“水的主题式复习”为例

以“水”为载体,引领学生构建判断化合物组成、推断化合物性质、常见气体检验与分离等模型;教学过程中基于证据进行推理、基于模型进行认知,从而提升学生的理性思维,发展学生的核心素养。     

基于数字化实验,落实 “证据推理与模型认知” 学科核心素养——以拓展探究复分解型离子反应发生条件的教学应用为例

本研究利用数字化电导率传感器对离子反应的发生条件实验进行拓展设计,测定常温下,等浓度的CH₃COONH₄溶液分别与蒸馏水、NaCl溶液、HCl、NaOH溶液混合后的电导率变化,以实验的数据和图像为证据,推理部分离子反应的实质和发生条件,促进学生对离子反应内涵的认知,在教学中渗透 “证据推理与模型认知”学科核心素养。本研究是对教材内容的补充和拓展, 为教师进行离子反应的教学实践拓展提供一定参考。     

证据推理:开启化学之门的重要方式*——以“氧气的性质和用途”为例

基于证据推理的教学是回应化学史、指向未来、面向现在的教学。以“氧气的性质和用途”的教学实践为例,说明了基于证据推理的教学的重要性:可以帮助学生夯实化学基础知识,掌握必备基本技能;形成基本化学观念,初步认识物质世界;掌握科学思维方式,科学分析解决问题,从而帮助学生开启化学之门。     

从化学学科核心素养到学生学习活动*——基于证据推理与模型认知的“空气”教学

以学生活动为载体,借助表现性评价,有助于学生学科核心素养的形成。根据“表现性评价”和“证据推理与模型认知”的内涵,从“获取推理证据”“基于证据推理”“建立认知模型” “基于模型认知”等4个维度提出表现性评价量规,以 “空气”第1课时教学内容为例,设计表现性任务。介绍了在“空气”第1课时的教学中,教师在课堂上基于表现性评价观测学生课堂表现,并根据学生素养达成情况及时调整教学,展开“教、学、评”一体化的教学过程。     

“素养为本”的化学课堂教学*——以“原子晶体”为例

基于“素养为本”视角,以“原子晶体”的教学为例,对教学主题内容、教学现状及学情进行分析;以发展学生化学学科核心素养为主旨确定教学目标;以“微粒-微粒间的相互作用-物质的聚集状态-物质性质”的认识思路为主线,以“模型认知,建构概念-证据推理,归纳性质-微观探析,探究结构-科学史实,揭示价值”的任务型教学流程,达到落实并发展学生化学学科核心素养的目的。     

基于证据推理的“化学反应的方向”教学

在分析“化学反应的方向”的教学内容和相关教学设计的基础上,创新设计焓判据证伪实验、熵判据证伪实验以及氯化铵分解实验。通过分析实验结果寻求证据,强化证据意识,逐渐揭示化学反应方向的复合判据,促进学生深度认识化学反应的方向,发展学生的证据推理素养。     

用定性定量的证据推理解决化学疑难问题

化学中有相当多的问题,不能用单一的方法或理论解决。课堂教学中应鼓励学生善于发现不同物质的结构与性质之间的差异,提出疑惑,并从定性、定量等多重角度,甚至挖掘新的视角,用科学的证据去推理解决问题,从而提升学生的学科关键能力与学科核心素养。     

“环境中甲醛的去除”实验及其教学功能*

鲁科版教材(2019年版)中关于环境中甲醛去除方法的实验探究活动,学生通常可以提出利用氨水和酸性高锰酸钾溶液吸收甲醛的2套实验方案。讨论了2套实验方案中的反应物、反应类型以及氨水和酸性高锰酸钾溶液是否可以吸收环境中的甲醛气体,并通过对该实验教学功能的分析提出了利用该素材进行实验教学的建议。     

初中化学“分子和原子”的教学逻辑——基于2011-2018年的文献分析

以2011-2018年19篇有关初中化学“分子和原子”的教学研究文献为研究对象,基于教学观念与策略分析归纳出2种主要的教学逻辑:“证据推理型”和“模型认知型”。从“初步建立微粒观”“发展微粒观”“初步形成微粒观”等3个维度对2种教学逻辑进行归纳和评析,结合教学实践提出了一个新的“模型认知型”的教学逻辑。