趙銘 趙華

摘要： 闡述了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的內(nèi)涵，并對具體教學(xué)案例進(jìn)行了分析。認(rèn)為模型認(rèn)知也有兩面性，若過于強(qiáng)調(diào)物理模型的“類比性”，將導(dǎo)致“相異構(gòu)想”;若過于強(qiáng)調(diào)“微觀可視化”模型，將導(dǎo)致對世界復(fù)雜性認(rèn)識欠缺。指出證據(jù)推理與模型認(rèn)知分開表述有其操作性優(yōu)勢，但容易割裂，具體落實(shí)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”需要防止“窄化”“泛化”“過分依賴建?！钡葍A向。

關(guān)鍵詞： 證據(jù)推理與模型認(rèn)知; 核心素養(yǎng); 化學(xué)教學(xué)

文章編號： 1005-6629（2020）02-0029-06

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）中明確提出化學(xué)學(xué)科五維核心素養(yǎng)（以下簡稱核心素養(yǎng)），讓核心素養(yǎng)落地是當(dāng)前研究的重點(diǎn)，而對核心素養(yǎng)各維度的深刻理解是素養(yǎng)落地的關(guān)鍵，厘清學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)部的關(guān)系以及每一維度的內(nèi)涵則是深刻理解的前提。本文擬以“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”為例，作從概念到應(yīng)用的探討。

1? “證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的課標(biāo)理解

新課標(biāo)從三個(gè)層次對“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”進(jìn)行了闡釋。一是設(shè)計(jì)、推理，即“能基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實(shí)或證偽”;二是建立邏輯，即“建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系”;三是建模、應(yīng)用，即“建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用于解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律”。

王磊認(rèn)為新課標(biāo)的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是化學(xué)核心素養(yǎng)的思維核心，前后兩者構(gòu)成互為基礎(chǔ)和水平進(jìn)階關(guān)系，證據(jù)推理的高水平是模型認(rèn)知，模型認(rèn)知需要基于證據(jù)推理論證[1]。王祖浩則將“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”歸入“過程與方法”領(lǐng)域[2]。吳星認(rèn)為： 證據(jù)推理所形成的科學(xué)結(jié)論是簡單的模型認(rèn)知，模型認(rèn)知離不開證據(jù)推理，證據(jù)推理是建構(gòu)模型的前提[3]。綜上可見，專家一致認(rèn)為：“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是“核心素養(yǎng)”的思維核心，其中，證據(jù)推理是模型認(rèn)知的前提和基礎(chǔ)，模型認(rèn)知是證據(jù)推理的進(jìn)階和高級形式。

關(guān)于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的層級界定，吳星認(rèn)為： 不能把其中的“與”簡單理解成兩者加和，它們是相互聯(lián)系的統(tǒng)一體[4]，“統(tǒng)一體”這個(gè)說法應(yīng)該是調(diào)和了“前者和后者”之間的“層級論”。新課標(biāo)顯然是將兩者融為一體來進(jìn)行描述，即證據(jù)收集能力、模型認(rèn)知能力和模型應(yīng)用能力。比如證據(jù)收集能力，新課標(biāo)是從“宏觀證據(jù)→宏微證據(jù)→定性定量證據(jù)→多元證據(jù)”4個(gè)層次進(jìn)行劃分的。

漢語言有一個(gè)典型特點(diǎn)，當(dāng)用“和”“與”這一類詞匯進(jìn)行連接時(shí)，這兩個(gè)詞一般屬于并列關(guān)系。另外，從詞組結(jié)構(gòu)上看，“證據(jù)推理”“模型認(rèn)知”是一個(gè)主謂或者偏正結(jié)構(gòu)。若是主謂結(jié)構(gòu)，即： 證據(jù)推理出什么？模型認(rèn)知出什么？從偏正結(jié)構(gòu)看，即： 基于證據(jù)的推理、基于模型的認(rèn)知。

筆者以為，新課標(biāo)更傾向于“偏正”結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，我們在實(shí)踐中還會分得更細(xì)致，比如將“證據(jù)推理”拆分成“證據(jù)”“推理”“證據(jù)推理”三個(gè)模塊，即以“證據(jù)”為中心的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)獲取能力”“證據(jù)選擇能力”“證據(jù)組合能力”“證據(jù)表達(dá)能力”等;以“推理”為中心的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生“守恒推理能力”“類比推理能力”“控制變量推理能力”“組合推理能力”等。因此，在課堂教學(xué)實(shí)踐中，我們不能將這些素養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行簡單轉(zhuǎn)化分層，貼上“素養(yǎng)標(biāo)簽和能力參數(shù)”強(qiáng)加給學(xué)生。而應(yīng)將其內(nèi)隱在宏觀教學(xué)設(shè)計(jì)之中，要以“學(xué)生為中心”，以學(xué)生的認(rèn)知心理、前概念和個(gè)性化學(xué)習(xí)需要為核心，呈現(xiàn)多元的方案供學(xué)生選擇性學(xué)習(xí)。

2? 關(guān)于“證據(jù)推理”的進(jìn)一步思考

2.1? “證據(jù)推理”的內(nèi)涵

首先，關(guān)于“證據(jù)”的涵義。在牛津詞典中的表述為可獲得的事實(shí)與信息的集合，用來表明一個(gè)信念或觀點(diǎn)是否為真或者令人信服。張大松指出，證據(jù)是用以檢驗(yàn)理論性假說的經(jīng)驗(yàn)性陳述，包括直接觀察實(shí)驗(yàn)報(bào)告或觀察記錄和間接的計(jì)算推導(dǎo)數(shù)據(jù)[5]。按照張大松的說法，“證據(jù)”就自然科學(xué)而言，應(yīng)專指為解決科學(xué)問題而獲取到的相關(guān)信息，即科學(xué)證據(jù)。證據(jù)不同于數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是研究者在調(diào)查過程中收集到的觀察結(jié)果，具有客觀存在性。而證據(jù)是數(shù)據(jù)分析過程和后續(xù)解釋的產(chǎn)物，具體的問題和相關(guān)的事實(shí)直接依賴于證據(jù)。因此，自然科學(xué)的證據(jù)應(yīng)該有“可證之據(jù)”的涵義。就化學(xué)學(xué)科而言，證據(jù)應(yīng)該是可靠的、有價(jià)值的且有明確指向，無關(guān)證據(jù)或者偽證據(jù)不在研究之列，而證據(jù)的采集和表達(dá)本身就蘊(yùn)含科學(xué)參與者或者學(xué)習(xí)者的品格和能力。

其次，關(guān)于“推理”的涵義。推理是由一個(gè)或幾個(gè)已知的判斷推出一個(gè)新的判斷的思維形式。“推理”亦稱“推論”，是“客觀事物的一定聯(lián)系在人們意識中的反映”，在邏輯學(xué)領(lǐng)域，是指思維的基本形式之一，“由一個(gè)或幾個(gè)已知的判斷（前提）推出新判斷（結(jié)論）的過程，有直接推理、間接推理等”[6]。因此，推理是人進(jìn)行有意識的意義建構(gòu)，應(yīng)用邏輯，明確并驗(yàn)證事實(shí)，基于新的或當(dāng)前的信息改變或判斷實(shí)踐、信念，是人類本質(zhì)的決定性特質(zhì)。

核心素養(yǎng)中的“證據(jù)推理”，是立足于科學(xué)探究過程中，并建立在一般推理能力的基礎(chǔ)上，遵循科學(xué)推理的思維形式，強(qiáng)調(diào)“證據(jù)”的識別、轉(zhuǎn)換和表達(dá)的。因此，證據(jù)推理是在科學(xué)學(xué)習(xí)這個(gè)特定的領(lǐng)域情境下，獲取證據(jù)進(jìn)行推理的認(rèn)知活動。

2.2? “證據(jù)推理”的案例分析

為了更清晰地理解這種內(nèi)在邏輯思維形式的特點(diǎn)，不妨看一個(gè)案例。詹發(fā)云老師在“構(gòu)成物質(zhì)的微?！边@節(jié)課中運(yùn)用推理這種思維形式，其核心是“證據(jù)鏈”[7]（見圖1）。

圖1? “構(gòu)成物質(zhì)的微?！钡淖C據(jù)推理過程

在此案例中，運(yùn)用了“演繹推理”和“歸納推理”，演繹推理的一般句式為“高錳酸鉀可以被研磨得更細(xì)、更小;大顆粒變成小顆粒是一種分割;故高錳酸鉀固體可以被分割”。歸納推理在這節(jié)課中表現(xiàn)得并不充分，因?yàn)椤拔镔|(zhì)可以被分割為更小的微粒”是一個(gè)典型的“不完全歸納”，在化學(xué)教學(xué)中，我們通常用的是“類別或者代表物”舉證這個(gè)方法。在這節(jié)課中，我們可以嘗試“固態(tài)物質(zhì)可分、液態(tài)物質(zhì)可分、氣態(tài)物質(zhì)可分”或者其他視角，如“高錳酸鉀固體不斷被分割”“液態(tài)水加熱至完全變成看不見的水蒸氣，也是一種分割”“打開窗戶后，二氧化硫的刺激性氣味會逐漸消散”等。

在上述案例中，搜集證據(jù)的能力主要體現(xiàn)在觀察及觀察后的反思，反思之后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其實(shí)就是“新證據(jù)獲得的必經(jīng)過程”。因此，證據(jù)獲得能力中顯然包括反思能力和設(shè)計(jì)能力等。上述案例表明，“證據(jù)推理”的內(nèi)在邏輯思維形式經(jīng)歷了以下4個(gè)過程： （1）宏觀現(xiàn)象的聯(lián)想和潛在信息的調(diào)用;（2）證據(jù)的識別、轉(zhuǎn)換與表達(dá);（3）運(yùn)用科學(xué)推理能力進(jìn)行證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)聯(lián);（4）結(jié)論再檢驗(yàn)，印證推理過程的可靠性。

“證據(jù)推理”在教學(xué)中的應(yīng)用，一要防止“證據(jù)窄化”。實(shí)驗(yàn)證據(jù)是重要證據(jù)，但要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程中的“條件控制”“技術(shù)控制”“證據(jù)采集手段”等;文獻(xiàn)和科學(xué)數(shù)據(jù)是重要證據(jù)，要指導(dǎo)學(xué)生查閱“一手文獻(xiàn)”和“權(quán)威數(shù)據(jù)”;跨學(xué)科理解等也是重要證據(jù)，化學(xué)問題有時(shí)需要物理學(xué)和數(shù)學(xué)支撐，也需要生物學(xué)、地理學(xué)等支撐，更需要哲學(xué)思考。二要防止“證據(jù)泛化”。在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，要關(guān)注“證據(jù)篩選”能力，加強(qiáng)有效證據(jù)的判斷力和選擇力，加強(qiáng)為觀點(diǎn)提供“核心證據(jù)”的能力。

3? 關(guān)于“模型認(rèn)知”的進(jìn)一步思考

3.1? “模型”的內(nèi)涵

我們首先梳理一下國內(nèi)外學(xué)者對“模型”的概念界定，其中對模型分類有2種視角： 認(rèn)知視角和本體視角。（1）人類對世界的認(rèn)知視角對模型進(jìn)行分類。奧耐克（F. Ornek）將模型分為心智模型和概念模型[8]。心智模型是指人頭腦內(nèi)部的、認(rèn)知的表征，概念模型是對物體、現(xiàn)象和系統(tǒng)等簡化的和理想化的外部表征，包括數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)模型和實(shí)物模型。國內(nèi)學(xué)者余自強(qiáng)將模型分為兩類： 物質(zhì)模型和思想模型[9]，物質(zhì)模型主要是指實(shí)物模型和模擬模型，思想模型是指事物在人們思想中的理想化反映。林國棟則將模型分為物理模型和數(shù)學(xué)模型，認(rèn)為物理模型包括物質(zhì)模型和思想模型，數(shù)學(xué)模型包括確定性模型和隨機(jī)性模型[10]。（2）人類使用模型認(rèn)知世界的功能與模型本體的演化角度。哈里森（A.G. Harrison）和揣古斯特（D.F. Treagust）于2000年總結(jié)了認(rèn)知模型和本體模型的10項(xiàng)功能： ①尺度模型;②教學(xué)的類比模型;③圖像和符號模型;④數(shù)學(xué)模型;⑤理論模型;⑥示意圖、圖像和表格;⑦概念—過程模型;⑧模擬;⑨心智模型或心智模式;⑩綜合模型[11]。吉爾伯特（GILBERT.J.K）等依據(jù)模型的本體演進(jìn)將其分為8類，分別是： 心智模型、表達(dá)模型、共識模型、科學(xué)模型/歷史模型、課程模型、教學(xué)模型、混合模型、教育學(xué)模型[12]，這8類顯示出人類怎樣認(rèn)識世界、怎樣給后代傳遞知識文明的模型時(shí)所使用的方法和規(guī)律。前4個(gè)主要是人類怎樣認(rèn)識世界，也就是科學(xué)研究者模型的建立過程;后4個(gè)則是人類如何學(xué)習(xí)科學(xué)的模型演進(jìn)過程。當(dāng)下的研究集中在后4個(gè)，即所謂的科學(xué)教育模型。例如，化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)建構(gòu)的初中、高中的課標(biāo)內(nèi)容體系，就是屬于“課程模型”范疇;以實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行證實(shí)、證偽等方式就屬于“教學(xué)模型”等。

因此，化學(xué)的“模型”，主要研究對象是自然科學(xué)教育的教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中采用的模型認(rèn)知和建構(gòu)方法。作為核心素養(yǎng)的“模型”，則主要指向的是“學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的過程中進(jìn)行具體或抽象的模型建構(gòu)”。

陸軍等認(rèn)為化學(xué)學(xué)科的“模型”包括實(shí)物模型和非實(shí)物的形式模型2類，形式模型又包括數(shù)學(xué)模型、圖像模型和語義模型等情況[13]。單旭峰認(rèn)為的化學(xué)模型有5種： 概念模型、結(jié)構(gòu)模型、過程模型、數(shù)學(xué)模型和復(fù)雜模型[14]，這種分類是從化學(xué)學(xué)科知識分類視角進(jìn)行劃分的，難免有交叉，比如“過程模型”“數(shù)學(xué)模型”與“復(fù)雜模型”，概念間的界限不明確。

3.2? 模型認(rèn)知與科學(xué)教育模型

從教育學(xué)視角來看，科學(xué)教育模型是指進(jìn)行科學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)的模型，而核心素養(yǎng)中的“模型認(rèn)知”是科學(xué)教育模型的重要表現(xiàn)形式，這里的“模型認(rèn)知”從屬于科學(xué)教育模型。但學(xué)科核心素養(yǎng)中的“模型認(rèn)知”主要指學(xué)生化學(xué)視角的思維發(fā)展，關(guān)注化學(xué)學(xué)科的模型本體和自我學(xué)習(xí)的模型理解。

首先，有必要審視一下“模型”在科學(xué)教育中的功能。哈德森（D. Hadson）提出了模型在科學(xué)教育中的3個(gè)功能： 學(xué)習(xí)科學(xué);學(xué)習(xí)做科學(xué);學(xué)習(xí)什么是科學(xué)，同時(shí)指出模型在這三個(gè)方面均發(fā)揮作用[15]。

其次，關(guān)于模型和建模過程在科學(xué)教育中的具體操作，國內(nèi)外學(xué)者均有各自見解。（1）從建模的方式看，溫德比爾特大學(xué)的李爾（R. Lehrer）與沙伯（L. Schauble）提出的科學(xué)教學(xué)中的四種類比映射，即物理微縮（physical microcosms）、“鐫刻”（inscriptions）、句法模型（syntactic models）和涌現(xiàn)模型（emergent models）[16]。物理微縮其實(shí)就是“實(shí)體模型”，如硫酸工業(yè)制備模型等;“鐫刻”是進(jìn)一步抽象與強(qiáng)化，如原子結(jié)構(gòu)示意圖、化學(xué)方程式等;句法模型是對整個(gè)知識系統(tǒng)的概括，有點(diǎn)類似于“思維導(dǎo)圖”，如學(xué)生在學(xué)習(xí)后所形成的知識導(dǎo)圖;涌現(xiàn)模型（又稱新興模型或激發(fā)模型等），它旨在尊重個(gè)體“自在表達(dá)”，如每一個(gè)學(xué)生都可以在自己理解的基礎(chǔ)上對“原子結(jié)構(gòu)”進(jìn)行建模，個(gè)體之間或者教師如果不強(qiáng)加“正確模型”的影響，最終一定會“涌現(xiàn)”出一些更有“表達(dá)力”的模型，涌現(xiàn)模型特別強(qiáng)調(diào)對世界認(rèn)知的多元表達(dá)（指向某個(gè)結(jié)果非單一起因）、個(gè)體與整體差異和微觀追溯到宏觀的能力。（2）關(guān)于“建?！?，國內(nèi)學(xué)者何美與裴新寧的觀點(diǎn)是： 泛指人類描述和解釋自然現(xiàn)象的一切概念化過程，是對真實(shí)世界的經(jīng)驗(yàn)與發(fā)展對經(jīng)驗(yàn)的解釋之間的中心環(huán)節(jié)，使人們的經(jīng)驗(yàn)從混沌無序向邏輯有序發(fā)展[17]。史凡和王磊則認(rèn)為“建?！奔串a(chǎn)生科學(xué)模型的過程，是一個(gè)動態(tài)的歷程，通常包括構(gòu)建、應(yīng)用、評估和修正等四個(gè)方面[18]。

不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外學(xué)者更側(cè)重從科學(xué)研究中模型的功能上進(jìn)行分類，即： 數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)模型、物理（實(shí)體）模型、視覺或圖畫模型、類比模型等。筆者以為，化學(xué)研究模型和化學(xué)教學(xué)模型還是有差異的，化學(xué)研究模型較多使用的是類比模型和數(shù)學(xué)模型（一種抽象形式），比如電子云、原子軌道和元素周期表等，這些概念或者形式嚴(yán)格意義上說是一種數(shù)學(xué)模型（與畢達(dá)哥拉斯學(xué)派“萬物皆數(shù)”的觀點(diǎn)相契合）。而化學(xué)教學(xué)模型則是為了使學(xué)習(xí)者更容易理解某個(gè)化學(xué)概念或者原理，在化學(xué)研究模型和認(rèn)知規(guī)律之間搭建的“腳手架”，如原子結(jié)構(gòu)的五種歷史模型演變、氧化還原反應(yīng)規(guī)律（較強(qiáng)氧化劑+較強(qiáng)還原劑）、原電池模型（單液-雙液）等，都是為了讓個(gè)體更好或更準(zhǔn)確預(yù)測、理解和表達(dá)某個(gè)客觀存在。

3.3? 模型認(rèn)知的分類

根據(jù)以上的分析，模型主要有2大類，一類是科學(xué)研究和發(fā)現(xiàn)中的建模，主要是基于理解和闡釋;二是科學(xué)教育和科學(xué)學(xué)習(xí)中的模型，主要是學(xué)習(xí)者和施教者為學(xué)習(xí)和理解而建立模型。因此，化學(xué)學(xué)科的教學(xué)和學(xué)習(xí)領(lǐng)域的模型認(rèn)知，筆者認(rèn)為分為3類（見圖2）： 鐫刻模型（包括實(shí)體微縮、抽象、數(shù)學(xué)表達(dá)式等）、混合模型（為個(gè)性化學(xué)習(xí)理解而建立的、融入心智和科學(xué)理解的系統(tǒng)模型）、算法模型（包括計(jì)算機(jī)模擬在內(nèi)的、智能、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參與構(gòu)建的深度學(xué)習(xí)模型）。

圖2? 模型認(rèn)知在化學(xué)教學(xué)中的三種應(yīng)用分類

特別需要指出的是，建模就是個(gè)體“建立模型過程”，是個(gè)體在認(rèn)識自然世界時(shí)的一種習(xí)慣性的反射，這種反射初期表現(xiàn)為“個(gè)性理解”，并以模型的方式在心智中表征，這種“個(gè)性理解”要被認(rèn)可，還需要循環(huán)的“證據(jù)推理”過程，并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)。因此，在化學(xué)教學(xué)過程中，建模的整個(gè)過程一般表述為5個(gè)環(huán)節(jié)： 建模、用模、評模、修模、優(yōu)模，這5個(gè)環(huán)節(jié)是循環(huán)往復(fù)的。

在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，我們更多使用的是混合模型。新課標(biāo)中的學(xué)業(yè)評價(jià)主要依據(jù)布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué)（修訂版）對認(rèn)知維度的劃分進(jìn)行設(shè)計(jì)，即由低到高的4個(gè)水平： 水平1—認(rèn)識模型、水平2—理解模型、水平3—運(yùn)用模型、水平4—建構(gòu)模型[19]。課堂教學(xué)的建?；顒又校饕罁?jù)概念和原理的認(rèn)知進(jìn)階，設(shè)計(jì)教學(xué)的一般流程： 初始模型（元認(rèn)知）→依據(jù)證據(jù)，認(rèn)識初始模型缺陷→設(shè)計(jì)方案或者實(shí)驗(yàn)→獲得可靠證據(jù)，修改模型→新舊模型對比，升華概念和原理的理解→再產(chǎn)生新的問題→……，為螺旋式上升的過程。

3.4? 模型認(rèn)知的案例分析

我們來看一個(gè)混合模型使用的案例，教師主要采用學(xué)習(xí)、創(chuàng)造、統(tǒng)整的方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。南師附中保志明老師在“化學(xué)鍵”一節(jié)課的設(shè)計(jì)中，將“觀點(diǎn)、證據(jù)、結(jié)論和模型”之間構(gòu)建邏輯關(guān)系，教學(xué)中以“模型”為核心，始終關(guān)注個(gè)體的模型建構(gòu)[20]（見圖3）。在“離子鍵”學(xué)習(xí)過程中，教師幫學(xué)生構(gòu)建起從證據(jù)→觀點(diǎn)→模型→修?！傩弈！Y(jié)論呈現(xiàn)的“循環(huán)構(gòu)成”。提供證據(jù)（由教師直接提供相關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)與導(dǎo)電性數(shù)據(jù)），接著引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生“觀點(diǎn)”（熔沸點(diǎn)高且導(dǎo)電性好、熔沸點(diǎn)高且導(dǎo)電性差、熔沸點(diǎn)低且導(dǎo)電性差），再接著引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)一個(gè)恰當(dāng)?shù)摹俺跏寄Ｐ?”（Na+與Cl-自由離散模型），進(jìn)而根據(jù)“放熱證據(jù)”提出“初步模型2”（“靜電作用”模型形成），再從“微觀粒子到宏觀晶體”的構(gòu)建視角“修正模型”（“離子鍵”模型），最后根據(jù)“熔沸點(diǎn)很高的證據(jù)”進(jìn)一步修正為模型3“離子晶體堆積模型”。

圖3? “離子鍵”到“離子晶體”的建模過程

值得注意的是，模型認(rèn)知并非只見其利，任何方法都有其兩面性，關(guān)鍵是“度”的把握。（1）過于強(qiáng)調(diào)物理模型的“類比性”，導(dǎo)致“相異構(gòu)想”。比如球棍模型容易產(chǎn)生“化學(xué)鍵”就是“真實(shí)”連接的想法;比例模型容易產(chǎn)生原子之間的結(jié)合是“相互鑲嵌”。（2）過于強(qiáng)調(diào)“微觀可視化”模型，導(dǎo)致對世界復(fù)雜性認(rèn)識欠缺，延滯一些科學(xué)真理的發(fā)現(xiàn)。比如“柏拉圖的四元素說”等等。

高中化學(xué)核心素養(yǎng)的習(xí)得不能是“被動接受”，不能以“灌輸”的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，更不能把化學(xué)核心素養(yǎng)簡單地轉(zhuǎn)化成“宏觀、微觀、變化、平衡、模型、推理、實(shí)驗(yàn)”等知識內(nèi)容進(jìn)行講授，離開了科學(xué)、正確的化學(xué)學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)方式就無法形成化學(xué)核心素養(yǎng)[21]。

“模型認(rèn)知”在教學(xué)中的應(yīng)用，不要過分強(qiáng)調(diào)“模型”“建?！痹趯W(xué)生獨(dú)立構(gòu)建概念中的作用，不過分依賴教師或者專家的“成熟模型”強(qiáng)制植入到學(xué)生的“個(gè)性化模型”中。《人是如何學(xué)習(xí)的》一書中有如下觀點(diǎn)： 一是有效的教學(xué)始于學(xué)生原有的認(rèn)知和技能。教師越大程度地尊重和暴露學(xué)生的“個(gè)性化模型”，越能取得“模型進(jìn)階”。二是將教學(xué)重點(diǎn)局限于準(zhǔn)確性方面，無助于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的流暢度[22]。因此，化學(xué)教學(xué)中不能直接展示正確的“模型”和“建模方式”，比如： 直接告知學(xué)生人類對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的“五個(gè)階段”的圖示，并逐個(gè)精準(zhǔn)講解科學(xué)家的“建?！边M(jìn)程，這種做法是很不尊重學(xué)生既有認(rèn)知的一種做法。三是學(xué)生需要發(fā)展“自己教育自己的能力”。建立“學(xué)習(xí)共同體環(huán)境”，讓學(xué)生展示自己“建?！钡倪^程，表達(dá)自己的“模型”優(yōu)劣，不斷激活學(xué)生自我教育的潛能。

參考文獻(xiàn)：

[1]王磊， 于少華. 對高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)若干問題的理論闡釋及實(shí)踐解讀[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考， 2018， （7）： 3～6.

[2]王祖浩. 我國21世紀(jì)兩版高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)比較研究[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2018， （9）： 3～10.

[3][4]吳星. 對高中化學(xué)核心素養(yǎng)的認(rèn)識[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2017， （5）： 3～7.

[5]張大松. 科學(xué)確證的邏輯與方法論[M]. 武漢： 武漢出版社， 1999： 182.

[6]夏征農(nóng)等. 辭海（第6版）[M]. 上海： 上海辭書出版社， 2009： 2301.

[7]詹發(fā)云. 基于“問題探究證據(jù)推理”的教學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 教學(xué)月刊·中學(xué)版， 2018， （1～2）： 81～85.

[8]ORNEK. F. Models in science education： applications of models in learning and teaching science [J]. International Journal of Environmental & Science Education， 2008， 3（2）： 35～45.

[9]余自強(qiáng). 生物學(xué)教育中的模型和模型方法[J]. 生物學(xué)教學(xué)， 2004， 29（4）： 8～9.

[10]林國棟. 模型方法——信息技術(shù)與生物學(xué)教學(xué)的整合點(diǎn)[J]. 生物學(xué)教學(xué)， 2004， 29（3）： 26～27.

[11]HARRISON A.G.， TREAGUST D.F.. A typology of school science models [J]. International Journal of Science Education， 2000， 22（9）： 1011～1026.

[12]GILBERT J.K.. Models and modeling： Routes to moreauthentic sxience ducation [J]. International Journal of Science and Mathematics Education， 2004， （2）： 115～130.

[13]陸軍. 化學(xué)教學(xué)中引領(lǐng)學(xué)生模型認(rèn)知的思考與探索[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2017， （9）： 21.

[14]單旭峰. 對“模型認(rèn)知”學(xué)科核心素養(yǎng)的認(rèn)識與思考[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2019， （3）： 9.

[15]HADSON D.. In search of a meaningful relationship： An explanation of some issues relating to integration in science and science education [J]. International Journal of Science Education， 1992， （14）： 541～562.

[16]Lehrer R. & Schauble L.. Cultivating ModelCult ivating Model Based Reasoning in Science Education. The Cambridge Handbook of the Learning Science [M]. Cambridge University Press， 2006： 371～387.

[17]何美， 裴新寧. 科學(xué)教學(xué)中的建?；顒樱?若干概念與研究主題[J]. 全球教育展望， 2009， 38（2）： 83.

[18]史凡， 王磊. 論國際化學(xué)教育研究熱點(diǎn)： 模型與建模[J]. 全球教育展望， 2019， 48（5）： 105.

[19]楊玉琴. 化學(xué)核心素養(yǎng)之“模型認(rèn)知”能力的測評研究[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2017， （7）： 9.

[20]保志明. 證據(jù)推理與模型認(rèn)知：“化學(xué)鍵”的教學(xué)與思考[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考， 2018， （7）： 17～19.

[21]約翰·D·布蘭思福特等. 人是如何學(xué)習(xí)的[M]. 上海： 華東師范大學(xué)出版社， 2019： 43～44.