摘要：化学工艺流程题作为高考化学的重要题型，承载着考查学生核心素养的关键功能。以“证据推理与模型认知”为导向，探索高中化学工艺流程题的教学策略，有助于学生从复杂工业情境中提取关键信息、建立分析模型，并基于证据形成科学结论。本文结合教学实践，提出情境化教学与模型构建策略，并以乙醇、乙酸性质及有机分子结构为例，设计具体实施路径，为学科核心素养的落地提供实践参考。

关键词：核心素养；化学工艺流程题；证据推理；模型认知；教学策略

1.引言

新高考改革背景下，化学工艺流程题依托真实工业情境，注重考查学生综合运用知识解决复杂问题的能力，尤其强调“证据推理与模型认知”素养的培养。这类题型以多步骤操作、多模块融合为特征，要求学生从原料预处理到产物分离的完整流程中，通过分析实验现象、工业参数及反应条件，建立逻辑推理链条，并构建化学模型以优化生产路径。然而，当前教学中仍存在知识碎片化、情境脱离实际、模型迁移能力不足等问题，亟待探索以核心素养为导向的教学策略，提升学生从证据提取到模型应用的系统性思维能力。

2.核心素养导向下高中化学工艺流程题的教学策略研究——以"证据推理与模型认知"为例的教学现状

当前高中化学工艺流程题的教学中，教师普遍偏重知识点的机械训练，忽视真实工业情境的深度还原。例如，学生对“酸浸”“萃取”等工艺步骤的理解多停留于化学反应式记忆，缺乏对工业设备、成本控制及环保要求的综合考量。这种脱离生产实际的教学方式，导致学生在面对复杂流程时难以提取有效证据，更无法建立跨步骤的逻辑关联。

此外，模型认知能力的培养存在断层。多数教学仅停留在静态物质性质的讲解，未引导学生从动态反应过程中构建模型。以“铝盐与强碱反应”为例，学生虽能书写方程式，却难以解释工业流程中pH调控对产物晶型的影响，反映出模型迁移能力的缺失。这种割裂化的教学难以满足工艺流程题对综合思维的高阶要求。

3.核心素养导向下高中化学工艺流程题的教学策略研究——以"证据推理与模型认知"为例的策略构建​

3.1情境化证据链教学

以真实工业案例为载体，设计递进式问题链，引导学生从原料选择、条件优化到产物提纯的完整流程中提取证据。例如，在“金属铍提取”案例中，通过分析热熔冷却、酸浸、反萃取等步骤的工艺参数，要求学生对比不同酸浓度对浸出率的影响，并基于数据推导最佳反应条件。教师可借助仿真软件模拟生产场景，让学生通过变量控制实验收集证据，逐步形成“假设—验证—结论”的科学推理路径，强化证据链的完整性。

3.2动态模型建构训练

将工艺流程分解为反应阶段模型（如预处理模型、分离模型、循环模型），引导学生分模块构建并整合。例如，针对“氯化铍电解制备金属铍”流程，通过分析熔融态导电性问题，要求学生结合“对角线规则”推测氯化钠的助熔作用，并建立“反应条件—产物性质”的双向模型。教学中可利用思维导图工具，将流程图转化为结构模型，强化学生对物质转化路径的微观辨识与宏观调控能力。

4.核心素养导向下高中化学工艺流程题的教学策略研究——以"证据推理与模型认知"为例的实施案例

4.1基于乙醇制备工艺的证据推理实践

以《乙醇、乙酸的主要性质》为例，设计"生物质发酵法制乙醇"工艺流程教学。通过呈现工业发酵参数（温度35℃、pH4.5）和蒸馏条件（78-100℃），引导学生分析酵母菌选择依据和蒸馏温度对纯度的影响。学生开展分组实验，对比不同pH下葡萄糖转化率，收集气体产物验证反应方程式，构建"微生物活性-反应效率-产物收率"证据链。

拓展至乙酸制备工艺时，设置"氧气流速控制"探究任务。学生基于乙醇氧化机理设计对照实验，利用气相色谱分析数据，建立"反应物浓度-传质效率-选择性"三维模型。在实验中，学生观察到氧气流速对产物分布的影响：流速过快产生乙醛，过慢降低效率。通过绘制"氧气流速-乙酸产率"曲线，分析最佳反应条件，并联系工业鼓泡塔设计原理，理解气液传质的关键作用。

该案例通过真实工业数据与实验验证相结合，培养学生从微观反应机理到宏观工艺优化的系统思维，有效提升证据推理能力。学生在分析催化剂活性差异时，还能建立"催化剂结构-反应选择性"关联模型，为复杂工艺分析奠定基础。

4.2球棍模型辅助有机物结构认知

在《搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点》教学中，采用"药物合成工艺"情境开展模型构建活动。以阿司匹林合成为例，学生通过搭建水杨酸与乙酸酐的球棍模型，直观观察羟基与羧基的空间位阻效应。在模型操作过程中，学生发现邻位取代基的立体阻碍显著影响酰化反应效率，由此理解工业上采用催化剂降低活化能的实际意义。教师可进一步引导学生思考：如何通过分子修饰减少空间位阻？这为理解现代药物设计中的结构优化策略奠定了基础。

进一步拓展至维生素C合成工艺研究，学生分组构建葡萄糖氧化中间体的立体模型。通过旋转模型观察不同手性碳构型，结合光谱数据分析羟基氧化顺序，建立"分子构型-反应活性-工艺选择"的关联模型。在此过程中，学生还能深入理解手性合成在制药工业中的重要性，如单一构型产物的选择性制备。这种将微观结构可视化与宏观工艺分析相结合的教学方式，不仅深化了学生对有机反应机理的理解，更培养了其在复杂工艺流程中预判物质转化行为的能力，为未来从事药物研发等工作打下坚实基础。

5.结束语

以“证据推理与模型认知”为核心导向的化学工艺流程题教学，需打破传统知识灌输模式，转向情境化、模型化的深度学习。通过工业案例还原与动态模型建构，学生得以在真实问题中锤炼证据提取、逻辑推理与模型迁移能力，从而适应新高考对学科核心素养的考查要求。未来教学中，可进一步探索跨学科项目（如化工环保、能源转化）与数字化工具（如虚拟仿真、数据分析平台）的融合应用，为学生提供更广阔的实践场域，推动化学教育从解题能力向解决问题能力的本质跃迁。

参考文献：

[1] 唐步蔚.发展学生证据推理与模型认知核心素养的策略——以"乙醇"为例[J].亚太教育， 2023（10）：68-71.

[2] 陈沛文.证据推理与模型认知核心素养的培养——以高中化学平衡原理在化学工艺中的应用为例[D].西南大学，2022.

[3] 孙佳丽.基于"证据推理与模型认知"核心素养的高中化学教学实践——以高三二轮复习为例[D].西南大学，2021.