摘要：高中化学教学面临着理论与实践的双重挑战。传统的化学教学模式侧重知识的传授，忽视了实验设计与证据推理的结合，也未能充分激发学生的自主探究精神。随着新课程标准的实施，教学方法的改革成为提升学生创新能力和批判性思维的关键。培养学生的证据推理能力和模型认知素养，有助于提升其分析问题、解决问题的能力。这一研究旨在探讨如何通过优化课堂教学设计，强化实验探究，培养学生的核心素养。

关键词：证据推理；模型认知素养；培养；高中化学；教学策略

前言

化学要求学生不仅掌握基础知识，还需具备较强的实验设计能力和科学推理能力。证据推理与模型认知是提升学生化学思维能力的重要手段。在高中化学课堂中，教师应结合学生实际情况，设计富有挑战性的实验任务，并鼓励学生自主探究。通过构建互动式课堂，师生之间的知识交流得到增强，学生的创新能力和问题解决能力得到提高。证据推理与模型认知素养的培养，不仅促进学生学科能力的提升，也有助于其综合素质的全面发展。

一、加强化学实验设计与证据推理的结合

化学实验的目的不仅是为了验证已有的理论，更是帮助学生通过实验结果提出假设，进行推理，并最终形成科学结论[1]。在实验过程中，教师应引导学生将实验数据与所学知识相结合，培养学生从实验现象中提取证据、分析证据并进行推理的能力。强化结合能够让学生真正掌握科学思维方式，理解化学元素性质的递变规律以及其在实际生活中的应用。为了有效地将实验设计与证据推理相结合，教师需要设计能够启发学生思维的实验，使学生在动手实践中不仅能够验证已有的理论，还能激发学生进一步思考和探究背后规律的兴趣。

以“海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用”为例，课堂教学设计既具实验性，又符合证据推理的要求。教师引导学生思考碘和溴这两种元素在周期表中的位置和性质，激发学生对元素间规律性的兴趣。在实验环节中，学生分别使用海带提取碘和海水提取溴，通过实验验证碘和溴在化学性质上的相似性与差异性。在进行实验时，学生需要仔细观察反应现象，并记录实验数据。教师此时应引导学生分析实验结果，比较碘和溴的反应速度、溶解度以及反应过程中产生的气体等现象，从而推导出元素性质的递变规律。这一过程不仅让学生通过实验体验化学元素的特性，也培养了学生从实验现象中提取证据并进行推理的能力。实验后的讨论环节中，学生通过证据推理得出结论，进一步加深了对元素周期性和性质递变的理解，既提升了实验设计的能力，也强化了分析推理的技巧。

二、引导学生开展问题导向的实验探究

学生在面对真实情境中的问题时，通过自主设计实验、数据收集和分析，不仅能够深入理解化学原理，还能提升解决复杂问题的能力[2]。实验探究不仅仅是对知识的再现，更是对科学方法和思维方式的实际应用。在此过程中，学生需要根据现有的科学知识和实验设计思路，推测出实验的预期结果，并根据实际结果进行推理与判断。

以“自制米酒——领略我国传统酿造工艺的魅力”一课为例，教师设计了一项实验活动，要求学生自己动手制作米酒。实验的核心问题是探讨不同温度和发酵时间对米酒发酵过程的影响。学生需要根据实验目标确定实验变量，如米种、温度和发酵时间，并通过对不同条件下的米酒发酵过程进行观察和记录，收集数据。在实验过程中，学生不仅能够了解发酵过程中酵母的作用，还能通过实验验证发酵温度和时间对产物的影响，探索温度和时间如何调控发酵的效率和产物的质量。这一过程引导学生从实际问题出发，进行实验设计，验证假设，并通过数据分析得出结论。此外，学生还将学习如何根据实验结果进行推理，理解发酵过程中的化学变化，深入探讨传统工艺与现代化学知识之间的关系，从而提升其化学模型的认知能力。

三、构建基于模型认知的互动式课堂教学

模型不仅是学科知识的抽象化表达，也是学生认知发展的一种工具。在高中化学教学中，模型认知具有重要意义。学生在学习化学反应、物质结构及其变化的过程中，通过构建和分析模型，能够从直观的层面进入复杂的化学问题，逐渐提高其科学思维能力。课堂上，教师不仅要引导学生发现化学现象与实际生活之间的关系，还要利用模型帮助学生揭示背后的规律。此类教学模式强调互动，教师与学生之间的知识交流和思想碰撞能够激发学生的学习兴趣，培养其自主思考的能力。在课堂中，模型的互动性使得学生能够在参与中反思与总结，不仅在化学概念的掌握上有所提升，更能够培养解决实际问题的能力。反复练习与深入探讨，学生能够将抽象的化学原理应用于真实情境，从而形成科学的思维模式。

以“研究车用燃料及安全气囊——利用化学反应解决实际问题”这一课为例，课堂教学通过设计互动环节，帮助学生理解汽车燃料的组成及其化学反应过程。在这一过程中，教师首先介绍车用燃料的化学成分，利用分子结构模型和反应方程式，帮助学生形象化燃料的燃烧反应及其能量释放机制。教师通过模拟安全气囊的工作原理，引导学生分析气体膨胀反应的化学背景，强调反应速度、气体体积及化学反应的可控性。课堂设计中，学生通过分组讨论与实验操作，分析不同条件下燃料的燃烧特性及气囊的反应效率，进一步加深对化学反应规律的理解。模型认知不仅帮助学生在理论上建立起清晰的化学知识框架，还在实际问题的解决中发挥了关键作用。课堂互动的深入进行，使得学生能够在实际应用中验证化学原理，进而培养起更高层次的科学素养。以模型为依托的互动式教学模式，充分调动了学生的参与感，使学生在解决具体问题的过程中，不断提升自己对化学反应的认知与分析能力。

总结

高中化学教学改革要求教师转变传统教学观念，注重实验设计与证据推理的结合。有效的教学策略能够激发学生的探究热情，增强其自主学习能力。基于模型认知的互动式课堂，提升了师生互动质量，促进了学生对化学知识的深入理解和应用。未来的化学教学应进一步强化问题导向的实验探究，培养学生的批判性思维和创新能力，为其未来的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]陈晗雪.证据推理与模型认知——化工流程高考试题研究[J].家长，2024，（29）：55-57.

[2]巩佳利.基于问题情境教学法培养“证据推理与模型认知”素养的实践研究[J].考试周刊，2024，（27）：130-133.