范夢怡 劉鸝

摘要： “證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，指向?qū)W科基礎(chǔ)性的思維方法，實(shí)踐中對其內(nèi)涵及培育過程的認(rèn)識依然存在模糊性。從微觀層面界說“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)的概念內(nèi)涵，以“葡萄糖”的教學(xué)為例，通過科學(xué)探究、證據(jù)推理引導(dǎo)學(xué)生自主得出葡萄糖的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途，建立葡萄糖分子結(jié)構(gòu)的探究模型，從而發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 證據(jù)推理; 模型認(rèn)知; 葡萄糖; 核心素養(yǎng)

文章編號： 1005-6629（2022）05-0033-07

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

1 問題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）提出了五個(gè)維度的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。其中，“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”指涉化學(xué)學(xué)科觀念;“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”意涵化學(xué)學(xué)科思維方法;“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”指向化學(xué)學(xué)科實(shí)踐;“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”聚焦化學(xué)學(xué)科價(jià)值。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)既是對化學(xué)學(xué)科特征、本體價(jià)值和育人價(jià)值做出的界說，也是對中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的學(xué)科回應(yīng)。自課程標(biāo)準(zhǔn)頒布以來，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，無論學(xué)科專家還是一線教師都紛紛關(guān)注核心素養(yǎng)話語體系。然而，與熱點(diǎn)共追和眾聲喧嘩相伴的是部分教師的茫然失措，尤其是“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)首次以這種表述出現(xiàn)在課程標(biāo)準(zhǔn)中，一線教師感到新穎與陌生的同時(shí)對其理解難免存有誤差。同時(shí)，對這一素養(yǎng)意識的忽略、認(rèn)識的不足、培育的缺位，也導(dǎo)致學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”關(guān)鍵能力的發(fā)展處于五維核心素養(yǎng)的劣勢。

“葡萄糖”是人教版（2019版）高中化學(xué)選擇性必修3《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》第四章第一節(jié)“糖類”的基本內(nèi)容，是在化學(xué)必修第二冊“基本營養(yǎng)物質(zhì)”基礎(chǔ)上的進(jìn)階學(xué)習(xí)。葡萄糖與日常生活、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，是培育學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的理想載體。但在以往教學(xué)中，“糖類”內(nèi)容深受“偏文科”價(jià)值取向的影響，常常被淡化處理。葡萄糖的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途僅被當(dāng)作事實(shí)性知識來學(xué)習(xí)，研究有機(jī)物的一般方法也被用作程序性知識來處理，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)以理解、記憶為主而缺乏探究與創(chuàng)新，“葡萄糖”的教學(xué)沒有發(fā)揮其應(yīng)有作用。因此，有必要在厘定“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，明確“葡萄糖”的地位和功能，通過“葡萄糖”的教學(xué)實(shí)踐培育學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)。

2 “證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)內(nèi)涵

2.1 證據(jù)推理的內(nèi)涵解析

“證據(jù)推理”在課程標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)為“具有證據(jù)意識，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;建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的關(guān)系”[1]。對它的理解可從“推理”與“證據(jù)”說開去。邏輯學(xué)中的“推理”意指根據(jù)一個(gè)或一些命題得出另一個(gè)新命題的思維形式，通常有歸納、演繹、類比等方法[2];自然科學(xué)中的“證據(jù)”解讀為“可證之據(jù)”，是在科學(xué)探究活動(dòng)中，用以驗(yàn)證猜想假設(shè)是否合目的合規(guī)律的事實(shí)性材料、原理性知識、學(xué)科性觀念，譬如化學(xué)中的科學(xué)史料、規(guī)律原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、符號表征等。就化學(xué)學(xué)科而言，其科學(xué)推理過程不僅要遵循邏輯規(guī)則，更要依據(jù)證據(jù)思想。化學(xué)學(xué)科講究基于學(xué)科特征的證據(jù)推理，強(qiáng)調(diào)在化學(xué)這一特定的學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，通過提出問題，獲取證據(jù)，運(yùn)用化學(xué)知識、觀念和方法來組織學(xué)科推理活動(dòng)。常見的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、物質(zhì)推斷、離子共存等問題就屬于典型的證據(jù)推理。

2.2 模型認(rèn)知的概念釋義

模型認(rèn)知是科學(xué)研究廣泛采用的方法。在自然科學(xué)中，客觀存在的對象有時(shí)并不能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上直接研究，需要根據(jù)觀察實(shí)驗(yàn)所得到的事實(shí)結(jié)果和科學(xué)原理，運(yùn)用想象、抽象、概括等方法，設(shè)想研究對象的大致框架，進(jìn)行解釋、預(yù)測并加以檢驗(yàn)，從而得到能夠集中反映有關(guān)研究對象的概念、規(guī)律、本質(zhì)的知識體系，稱為模型[3]。化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科[4]，微觀層面的原子、分子具有抽象性和不可觀測性[5]。研究對象的特殊性，決定了其要通過建構(gòu)模型來反映認(rèn)知。課程標(biāo)準(zhǔn)對“模型認(rèn)知”的要求是“通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律”[6]。

原子結(jié)構(gòu)的“實(shí)心球”模型、“葡萄干”模型，有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)之比例模型、球棍模型等都屬于模型。然而，若將模型僅視為以上的類比模型、實(shí)物模型是對模型概念的窄化，抽象模型實(shí)則具有更為廣闊的內(nèi)涵，通常包括化學(xué)理論的形成與化學(xué)思想的完善等。例如反映化學(xué)模型方法特點(diǎn)的化學(xué)分子經(jīng)典結(jié)構(gòu)式模型，是在分子假說的基礎(chǔ)上，抽象出原子價(jià)和化學(xué)鍵的概念、證偽“日拉爾類型式”等其他模型，最終得以確認(rèn)誕生。再如，化學(xué)學(xué)習(xí)中的反應(yīng)類型、基本概念，化學(xué)研究中的思維框架、概念圖示等都是模型的直觀表現(xiàn)。

2.3 證據(jù)推理與模型認(rèn)知的意義關(guān)聯(lián)

“證據(jù)推理”與“模型認(rèn)知”是重要的科學(xué)素養(yǎng)，化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將二者融為一體論述，對其理解顯然要超越簡單的加和關(guān)系（見圖1）。其一，“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的思維方法，需強(qiáng)調(diào)突出與其他學(xué)科的區(qū)別。如數(shù)學(xué)學(xué)科分別講到推理（邏輯推理）、模型（數(shù)學(xué)建模），而化學(xué)學(xué)科是基于系統(tǒng)論視角將“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”看作一個(gè)整體性概念。其二，“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”統(tǒng)一于化學(xué)的科學(xué)探究過程。證據(jù)推理所形成的某些化學(xué)結(jié)論可看作“模型”，證據(jù)推理是模型認(rèn)知的前提和基礎(chǔ)[7]，模型認(rèn)知離不開證據(jù)推理[8]，是證據(jù)推理的進(jìn)階和高階表達(dá)形式。概言之，證據(jù)推理是模型認(rèn)知的必要不充分條件，實(shí)踐中應(yīng)通過具體的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用證據(jù)推理建構(gòu)、形成認(rèn)知模型，并以模型認(rèn)知將證據(jù)推理的思維過程外顯。

3 基于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的“葡萄糖”教學(xué)實(shí)踐

3.1 “葡萄糖”教學(xué)內(nèi)容分析

重要有機(jī)物的學(xué)習(xí)常常貫穿了科學(xué)探究過程，需要嚴(yán)密的證據(jù)推理做支撐。研究有機(jī)物的規(guī)律性極強(qiáng)，遵循一般的步驟和方法，是典型的“模型認(rèn)知”?！捌咸烟恰钡慕虒W(xué)重點(diǎn)是認(rèn)識葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途，對其進(jìn)行科學(xué)探究的過程，蘊(yùn)含著豐富的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”思想。

3.2 “葡萄糖”教學(xué)目標(biāo)分析

（1）學(xué)會收集各種證據(jù)，對葡萄糖的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)提出可能的假設(shè);（2）基于實(shí)驗(yàn)或邏輯分析等證據(jù)進(jìn)行推理，證實(shí)或證偽葡萄糖的結(jié)構(gòu)假說;（3）通過建構(gòu)模型，確定葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)，預(yù)測葡萄糖的性質(zhì)和用途;（4）運(yùn)用模型來描述、解釋葡萄糖的學(xué)習(xí)，建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架;（5）參與葡萄糖與營養(yǎng)健康等社會性議題的討論，作出有證據(jù)的分析、推斷與評價(jià)。

3.3 “葡萄糖”教學(xué)過程實(shí)錄

鄭長龍教授提出了基于化學(xué)課堂教學(xué)板塊和化學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)的教學(xué)設(shè)計(jì)[9]，為“素養(yǎng)為本”的課堂教學(xué)提供了基本思路與實(shí)踐方向。依據(jù)“教學(xué)板塊-學(xué)習(xí)任務(wù)-學(xué)習(xí)活動(dòng)”的層級結(jié)構(gòu)，“葡萄糖”的教學(xué)設(shè)計(jì)如圖2所示。

3.3.1 科學(xué)史話，整體認(rèn)知

學(xué)習(xí)任務(wù)1： 構(gòu)建葡萄糖的基本認(rèn)知

[引入新課]今天你吃糖了嗎？說到糖，大家現(xiàn)在腦海中浮現(xiàn)的是什么？化學(xué)中的糖與生活中的糖有什么區(qū)別呢？讓我們學(xué)習(xí)自然界分布最廣且最為重要的一種單糖——葡萄糖。

[微課制作]課前學(xué)習(xí)小組制作了微課“大家來說葡萄糖”，視頻中選取學(xué)生、教師、路人甲等角色闡述葡萄糖的物理性質(zhì)、用途等。

[活動(dòng)1]微課學(xué)習(xí)——“大家來說葡萄糖”（可掃二維碼觀看）。

[活動(dòng)2]了解葡萄糖的化學(xué)史。

[教師介紹]1747年，德國化學(xué)家馬格拉夫（Marggraf）從葡萄汁中提取了葡萄糖。德國科學(xué)家埃米爾·費(fèi)歇爾（Fischer）歷時(shí)多年，確定了葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)，于1902年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)前，國際對葡萄糖的研究熱點(diǎn)聚焦于葡萄糖在健康與疾病中的調(diào)節(jié)和代謝作用。近年來我國科學(xué)家顏寧解析出葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的三維結(jié)構(gòu)，為針對人類疾病開發(fā)藥物提供了直接依據(jù)，在世界上處于領(lǐng)先水平，被譽(yù)為“一項(xiàng)偉大的成就”。

設(shè)計(jì)意圖： 通過微課和化學(xué)史的學(xué)習(xí)，共話葡萄糖，體現(xiàn)葡萄糖的學(xué)科價(jià)值、社會價(jià)值以及育人功能。

3.3.2 結(jié)構(gòu)假設(shè)，實(shí)驗(yàn)探究

學(xué)習(xí)任務(wù)2： 建構(gòu)有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)探究模型

[教師引導(dǎo)]如果你是科學(xué)家，如何對未知的葡萄糖分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究？應(yīng)該遵循怎樣的研究思路？

[學(xué)生思考]回憶研究有機(jī)物的一般步驟，明確“最簡式→分子式→結(jié)構(gòu)式”的基本思路和常見研究方法，分析討論，建構(gòu)探究有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的一般模型即方法，如圖3所示。

學(xué)習(xí)任務(wù)3： 探究葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)

[教師引導(dǎo)]根據(jù)以上模型，讓我們按照科學(xué)家的思維和方法來探究葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)。

[活動(dòng)1]推理葡萄糖的分子式。

資料卡片： 1.80g葡萄糖完全燃燒，得到2.64g CO2和1.08g H2O;葡萄糖的質(zhì)譜圖。

[證據(jù)推理]計(jì)算可得葡萄糖的最簡式CH2O，根據(jù)質(zhì)譜圖得到葡萄糖相對分子質(zhì)量為180，確定分子式為C6H12O6。

[活動(dòng)2]結(jié)合不飽和度，推測葡萄糖分子中可能含有哪些結(jié)構(gòu)或官能團(tuán)？

[學(xué)生猜想]計(jì)算葡萄糖含有1個(gè)不飽和度，與不飽

和度相關(guān)的結(jié)構(gòu)可能為碳碳雙鍵、—COOH、 —CHO、 —COOR、羰基、環(huán)狀……

[小組討論]設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)上述假設(shè)的某種官能團(tuán)或結(jié)構(gòu)。（提供的試劑有： 葡萄糖溶液，2% AgNO3溶液，2%稀氨水，溴水，溴的四氯化碳溶液，石蕊試液，熱水，10% NaOH溶液，5% CuSO4溶液等）

[方案假設(shè)]小組討論，初步設(shè)計(jì)以下五種實(shí)驗(yàn)方案（見表1）。

[方案評價(jià)]評價(jià)方案一和方案二用于檢驗(yàn)碳碳雙鍵的可行性。

[證據(jù)推理]碳碳雙鍵能使溴水褪色，葡萄糖分子中“可能”存在的醛基也能使溴水褪色，考慮到醛基不能使溴的四氯化碳溶液褪色，因此檢驗(yàn)碳碳雙鍵選用方案二為佳，可以規(guī)避方案一帶來的醛基干擾問題。

[活動(dòng)3]小組合作完成方案二、三、四、五涉及的實(shí)驗(yàn)探究，部分試劑用量已給出。

實(shí)驗(yàn)一： 在試管中加入1mL溴的四氯化碳溶液，再滴加1mL葡萄糖溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)二： 在試管中加入1mL葡萄糖溶液，滴加幾滴紫色石蕊試液，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)三： 在潔凈的試管中加入1mL 2% AgNO3溶液，邊振蕩試管，邊逐滴加入2%稀氨水，至沉淀恰好消失。滴加1mL葡萄糖溶液振蕩后，水浴加熱，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)四： 在試管中加入2mL 10% NaOH溶液，滴加5% CuSO4溶液5滴，再加入2mL葡萄糖溶液，水浴加熱，觀察現(xiàn)象。

[證據(jù)推理]實(shí)驗(yàn)一溴的四氯化碳溶液未褪色，證明葡萄糖中無碳碳雙鍵;實(shí)驗(yàn)二紫色石蕊試液未變紅，證明葡萄糖中無羧基;實(shí)驗(yàn)三有光亮的銀鏡生成;實(shí)驗(yàn)四新制的氫氧化銅變得澄清，且呈現(xiàn)另一種特殊的藍(lán)色，水浴加熱后有磚紅色沉淀生成，證明葡萄糖中有醛基。

[結(jié)論1]葡萄糖有醛基。

[教師補(bǔ)充]實(shí)驗(yàn)四出現(xiàn)的特殊的藍(lán)色稱為絳藍(lán)色。

[學(xué)生質(zhì)疑]有學(xué)生對絳藍(lán)色溶液感到困惑，提出乙醛與新制氫氧化銅的反應(yīng)過程中并無此現(xiàn)象。

[證據(jù)推理]醛基與新制氫氧化銅作用未出現(xiàn)絳藍(lán)色溶液，說明葡萄糖分子中應(yīng)有其他結(jié)構(gòu)的基團(tuán)與新制氫氧化銅作用呈現(xiàn)絳藍(lán)色。

[大膽猜想]結(jié)合葡萄糖中有6個(gè)氧原子，學(xué)生立即猜想到可能有羥基。

[活動(dòng)4]趣味對比實(shí)驗(yàn)： 在試管中加入2mL 10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴，將溶液分成兩份，一份中加入1mL乙醇溶液，另一份中加入1mL開塞露（家用藥品，成分為丙三醇）。

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]加入乙醇的試管中無明顯現(xiàn)象，加入開塞露的試管中新制氫氧化銅變得澄清，且出現(xiàn)絳藍(lán)色。

[證據(jù)推理]對比乙醇和開塞露（丙三醇）結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別是羥基的數(shù)目，推理可得，含有多個(gè)羥基的物質(zhì)與新制氫氧化銅作用呈現(xiàn)絳藍(lán)色。

[結(jié)論2]定性實(shí)驗(yàn)得出葡萄糖應(yīng)有多個(gè)羥基。

[活動(dòng)5]根據(jù)補(bǔ)充信息定量計(jì)算。

資料卡片： 在一定條件下，1.80g葡萄糖能與0.05mol乙酸發(fā)生酯化反應(yīng);葡萄糖可以被氫氣還原為直鏈己六醇。

[證據(jù)推理]定量計(jì)算可得葡萄糖含有5個(gè)羥基。

[結(jié)論3]葡萄糖含有5個(gè)羥基，且為直鏈結(jié)構(gòu)。

[結(jié)構(gòu)確定]根據(jù)“同一個(gè)碳原子上連接兩個(gè)—OH不穩(wěn)定”，確定葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)，學(xué)生成功書寫結(jié)構(gòu)簡式CH2OH—（CHOH）4—CHO。

[視野拓展]在不同條件下，葡萄糖的鏈狀結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)化為環(huán)狀形態(tài)，其中葡萄糖分子5號碳原子上的羥基與醛基作用可形成兩種環(huán)狀結(jié)構(gòu)。尤其是在葡萄糖稀溶液中，環(huán)狀結(jié)構(gòu)占據(jù)99%以上（見圖4）。

設(shè)計(jì)意圖： 基于證據(jù)對葡萄糖的結(jié)構(gòu)提出可能的假設(shè)，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、科學(xué)探究、分析推理加以證偽或證實(shí)，依據(jù)方法、證據(jù)和結(jié)論之間的關(guān)系，建立葡萄糖分子結(jié)構(gòu)的探究模型（見圖5）。

3.3.3 性質(zhì)推理，用途總結(jié)

學(xué)習(xí)任務(wù)4： 推理葡萄糖的性質(zhì)

[證據(jù)推理]依據(jù)葡萄糖的官能團(tuán)羥基和醛基，推理葡萄糖具有醇的性質(zhì)和醛的性質(zhì)。

[活動(dòng)]回顧乙醛分別與銀氨溶液、新制氫氧化銅、氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，在此基礎(chǔ)上改寫成葡萄糖參與的化學(xué)方程式。

[學(xué)生板書]

CH3CHO+2Ag（NH3）2OH△CH3COONH4+

??????? ?????

CH2OH（CHOH）4???? CH2OH（CHOH）4

2Ag↓+3NH3+H2O

CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2+NaOH△CH2OH（CHOH）4COONa+Cu2O↓+3H2O

CH2OH（CHOH）4CHO+H2△CH2OH（CHOH）4CH2OH

[模型建構(gòu)]找出乙醛與葡萄糖結(jié)構(gòu)簡式的“相同”與“不同”，由熟悉物質(zhì)遷移到陌生物質(zhì)，通過改寫方程式建立“書寫陌生化學(xué)方程式”的認(rèn)知模型。

[教師講解]第一個(gè)反應(yīng)用于工業(yè)制鏡;傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)診斷糖尿病利用了第二個(gè)反應(yīng)原理，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)快速發(fā)展，一般通過血糖檢測儀即可診斷糖尿病;第三個(gè)反應(yīng)中己六醇廣泛用于食品添加劑、稠化劑、甜味劑、利尿劑等。

學(xué)習(xí)任務(wù)5： 拓展葡萄糖的用途

[活動(dòng)]創(chuàng)設(shè)“生活中的葡萄糖”真實(shí)問題情境，與“微課學(xué)習(xí)”前后呼應(yīng)，拓展葡萄糖的用途。

[情境1]葡萄成熟季節(jié)，有些家庭經(jīng)常自制葡萄酒，你知道用葡萄釀酒的原理嗎？

[學(xué)生思考]葡萄糖發(fā)酵生成酒精：

C6H12O6酒化酶2C2H5OH+2CO2↑

[情境2]運(yùn)動(dòng)會上劇烈跑步，小腿疼痛，長時(shí)間伏案工作學(xué)習(xí)，腰肩酸痛。你能解釋產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因嗎？

[學(xué)生思考]生理氧化反應(yīng)——無氧呼吸。

C6H12O6酶2CH3CH（OH）COOH（乳酸）

[情境3]微課中同學(xué)提到： 運(yùn)動(dòng)員常常通過服用葡萄糖來補(bǔ)充能量;當(dāng)病人身體虛弱甚至脫水時(shí)，需要醫(yī)生注射葡萄糖氯化鈉溶液，起到什么作用？

[學(xué)生思考]生理氧化反應(yīng)——有氧呼吸，提供能量。

C6H12O6（s）+6O2（g）6CO2（g）+6H2O（l） ΔH=-2800kJ/mol

設(shè)計(jì)意圖： 與生物發(fā)酵工程建立學(xué)科聯(lián)系，培養(yǎng)跨學(xué)科意識?；诮Y(jié)構(gòu)證據(jù)推理葡萄糖的性質(zhì)，基于性質(zhì)證據(jù)拓展葡萄糖的用途，建構(gòu)有機(jī)物“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-用途”的研究模型。

3.3.4 回歸生活，體現(xiàn)學(xué)科價(jià)值

學(xué)習(xí)任務(wù)6： 審視葡萄糖與健康

[實(shí)踐活動(dòng)]近年來，我國糖尿病患病率顯著提高，且發(fā)病年齡有年輕化趨勢。糖尿病被稱為影響人類健康的殺手，我們需要積極關(guān)注糖尿病，關(guān)愛人類健康。請課后查閱文獻(xiàn)資料，完成有關(guān)糖尿病的實(shí)踐短文，從飲食特點(diǎn)、預(yù)防機(jī)制、注意事項(xiàng)等方面提出自己的想法。

設(shè)計(jì)意圖： 參與有關(guān)葡萄糖的社會熱點(diǎn)問題討論，培養(yǎng)社會責(zé)任感，升華學(xué)科育人主題。

4 結(jié)語與反思

4.1 厘清概念內(nèi)涵，指向?qū)W科思維方法的深入挖掘

厘清“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”概念內(nèi)涵的目的在于對其進(jìn)行充分理解、深入體會，從而在教學(xué)中能有效識別并有意識地運(yùn)用，尤其在有機(jī)物教學(xué)中引入直觀實(shí)物模型的同時(shí)，多借助、運(yùn)用類似本文中提到的抽象模型，有助于學(xué)生掌握化學(xué)學(xué)習(xí)方法，發(fā)展化學(xué)學(xué)科思維，為“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)培育打好基石。

4.2 滲透教學(xué)案例，指向教學(xué)模式的創(chuàng)新性轉(zhuǎn)向

基于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的“葡萄糖”教學(xué)，不僅扭轉(zhuǎn)了之前教學(xué)的形式化弊端，更是探究性、創(chuàng)新性教學(xué)的有益嘗試。核心教學(xué)環(huán)節(jié)“確定葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)”圍繞真實(shí)的探究性任務(wù)，不是采取給出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的模式，而是學(xué)生自主預(yù)測、選取試劑、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、活動(dòng)探究、基于產(chǎn)物和現(xiàn)象證據(jù)進(jìn)行推理、得出結(jié)論、建構(gòu)模型，形成化學(xué)探究性學(xué)習(xí)的完美閉環(huán)，滲透“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)的培育。

4.3 體驗(yàn)“科學(xué)家研究過程”，指向?qū)W生高階思維的發(fā)展

科學(xué)的一種作用是促使學(xué)生“像科學(xué)家那樣看問題”[10]。在“葡萄糖”的教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)了科學(xué)家研究有機(jī)物的過程，成功探究了葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)，學(xué)生內(nèi)心獲得了蘇霍姆林斯基所言的“根深蒂固的需要”。同時(shí)，此過程指向?qū)W生高階思維的發(fā)展，學(xué)生在推理中逐步形成認(rèn)識，在建模中逐步外顯思維。當(dāng)遇到新的有機(jī)物時(shí)就具備穩(wěn)定的分析思路，能夠觸類旁通，運(yùn)用結(jié)構(gòu)化知識在陌生情境中解決問題，打通化學(xué)學(xué)習(xí)的“最后一公里”。正如學(xué)生課后所說“我們可以按照葡萄糖的認(rèn)知模型學(xué)習(xí)其他有機(jī)物”。

需要說明兩點(diǎn)： 一是葡萄糖分子結(jié)構(gòu)探究模型中傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)探究與現(xiàn)代分析方法應(yīng)為互補(bǔ)關(guān)系?，F(xiàn)代分析方法可為分子結(jié)構(gòu)探究提供最直接證據(jù)，對于學(xué)生探究出的葡萄糖分子結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步利用現(xiàn)代分析方法的圖譜來佐證。但在教學(xué)中考慮到葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)使紅外光譜圖并不顯示醛基特征峰這一實(shí)際因素，采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，有意識“避免”紅外光譜，讓學(xué)生保持對自己探究所得結(jié)構(gòu)的認(rèn)同感;二是基于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的“葡萄糖”教學(xué)，并不否認(rèn)其他核心素養(yǎng)的體現(xiàn)?！白C據(jù)推理與模型認(rèn)知”的培育與其他核心素養(yǎng)的發(fā)展不會截然分開，這一素養(yǎng)貫穿于葡萄糖教學(xué)過程的始終，同樣此過程也滲透了“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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