文献综述

一、研究背景

1、新课改背景下高中生核心素养的培养需求

二十一世纪是一个全球化、科技化、信息化的时代。毫无疑问，这个新时代的主题是竞争，要想提高我们个体的竞争力，就要通过各种各样的方式不断充实自己，目前，最行之有效的方式就是教育。教育形式多样，在公立学校为主的今天，又随之兴起了各种民办教育机构，在这些机构中学习的内容可能不同，但是归根结底都属于学校教育。从古代至今我国一直以学校教育为主，古代的太学、书院甚至于私塾都是学校的一种，学生通过接受各阶段的学校教育来提高自己的文化知识和道德素养。比如：既要掌握计算机技术，又要具备收集信息，处理信息，、整合信息的能力，这样才能适应信息化的时代；既要学会在合作探究学习中展示自己的思想和看法，又要具有自主学习的能力，这样才能全方位的培养自己个人能力。因此，每个个体必须达到共同的关键、必要、重要的素养，即核心素养。

化学学科作为国民经济发展命脉中的重要学科，对当今的科技迅速发展具有重要的辅助作用，是社会发展的重要基础。2003年高中化学课程标准修订组根据“中国学生发展核心素养（征求意见稿）”和高中化学课程特点，提出包含“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”“科学精神和社会责任”等五个要素的高中化学核心素养（简称“化学核心素养”），而其中的“证据推理与模型认知”是根据化学基础知识收集证据，进而进行推理分析并建立化学知识模型验证推理结论从而培养化学核心素养的有效途径，是化学核心素养的思维核心。本文是对核心素养中的“证据推理与模型认知”维度进行研究分析，主要从化学核心素养的研究背景、研究意义、研究方法、化学核心素养基本概念辨析、调查问卷、教学案例分析等几个方面进行研究，对一线教师将核心素养落实进化学课堂，具有一定的参考意义。

2、证据推理教学方式的特点

2018年即将实行文理不分科制度，也就是采用新型的3+X制度，不难看出就是要培养文理兼修全面发展的高素质人才，尤其是对学生进行核心素养的培养，大力培养学生的核心素养并非是对之前的教育教学改革另起炉灶，而是结合当今社会发展的实际情况，培养学生的为人处世能力和解决问题的能力，让学生得到更为全面的发展。传统的化学课堂就是以教师为主，教师采用讲授法传授知识，学生通过记笔记的方式识记知识内容。在化学核心素养提出之后，教师应该转变身份，转变课堂，根据学生的年龄阶段和认知水平，制作合适的教案，从主导者转为参与者。

化学这门课与别的学科有很大的不同，因而在进行核心素养培养要求方面也不尽相同，当今化学教学缺少的就是实验探究教学，如何更好的开展实验探究性教学是值得化学老师深思的问题。化学学科无论是必修知识内容还是选修知识内容，都有很多值得探究的问题，在进行科学探究之前，我们可以先对研究问题进行猜想假设，在根据“证据推理”批判假设的正确性，因此可以说“证据推理”是化学课堂促进学生核心素养发展的“催化剂”，在化学教学中对于探究性知识运用证据推理学习模式是落实化学核心素养进课堂的一个重要举措。

3、目前学生对化学模型教学方式的认识现状

研究表明，当代中学生对化学教科书中的化学模型知识认识方面存在很多误区，其中一种最常见的误区是认为模型是真实存在的，而事实上化学模型只是为了方便研究化学问题而人为制定的，是虚拟的可变化的模型。另一种常见的误区认为一种化学问题只能由一种模型解释，而事实上只要是符合模型认知规律就可

以用多种模型解释同一问题。还有一种误区认为化学模型仅仅是利用化学知识建构的，而在实际教学中化学知识往往结合物理，数学知识等共同建构化学模型来解决实际问题。当代中学生对化学模型仅仅是利用化学知识对化学模型认识较浅，这就需要教师在课堂中尽量运用模型方法教学，一点一点为学生普及化学模型知识，让学生了解化学模型并参与化学模型的建构过程，从而利用化学模型解决化学计算题，化学实验探究流程题，帮助学生更好的学习知识。

二、研究意义

学生核心素养的发展是“立德树人”的具体化体现。生命个体从孕育开始，就逐渐接受教育，在母体里接受胎教，在婴幼儿阶段被送去早教班的学习，在家中还接受家庭教育，无论哪个阶段的学校教育，都是通过课堂教学学习各科目新知识，采用班级授课制的方式进行集体授课，课堂既是传授知识的地方也是学生逐步形成独特的个性、品格的地方，但是由于生命个体受遗传因素、环境因素影响，具有较大的差异性，因此每个学生对知识的掌握程度和体现的核心素养也各有不同。本文从改变传统化学课堂教学模式入手，提出了一系列培养学生核心素养的具体措施，对落实核心素养进课堂具有重要的指导作用，能增强高中化学课堂的教学效果，能促进高中生核心素养的培养，能提升教师对教学的认识和评价。

三、现状分析

根据查阅大量文献研究，关于高中化学教学中“证据推理与模型认知”核心素养的培养，主要从化学核心素养的国内外基本理论研究两个方面进行分析。

1、国外研究现状

国外关于核心素养的研究兴起于20世纪末期，目前为止，世界各国对核心素养的研究都在紧张进行着，美国、英国、日本、加拿大等国已经以核心素养为导向，作为学校教师的教学准则，并把核心素养践行到课堂教学中。

例如，《终身学习核心素养:欧洲参考框架》就是在2005年由欧盟委员会颁布的关于核心素养的重要文件，该文件指出核心素养体系共包括八个领域，涉猎方面广泛，苏格兰提出的四大核心素养，包括:成功的学习者、有自信的个体、负责人的公民以及有效的贡献者。与欧盟提出的核心素养相比，苏格兰提出的核心素养又有它的不同之处。苏格兰的核心素养涉及学科较广泛，各个学科的老师都可以将核心素养作为教学准则应用到课堂中去，但是每个学科因其学科特点不同，对核心素养的培养也是不同的，这将需要各个学科教师之间的相互配合，共同培养学生的核心素养。

通过阅读国外各国制定的关于核心素养类的文件和政策可知，绝大多数国家都是以本国的实际情况为基础进行分析的，目前，从各国关于核心素养在教育教学方面的应用来看，可以分为三类。第一类是以芬兰等国为首的，这类国家在核心素养方面的应用特点是已经明确将核心素养纳入国家课程体系中，可见芬兰对中小学生进行核心素养培养的重视程度。第二类是以美国为首的将核心素养与国家课程体系理论部分分开，但是在实际应用中二者又紧密联系，相辅相成，共同促进学生的核心素养发展。第三类是诸如日本、韩国等国虽然没有明确颁布核心素养类的相关文件，但却在国家课程体系以及日常教学中处处体现核心素养的思想。

国外各国对核心素养认识、研究都比较早，关于核心素养相关的文件和研究也相对成熟，因此这些研究成果都能为我国在核心素养领悟研究提供宝贵的经验。

2、国内研究现状

纵观国内关于核心素养的研究文献，以“化学核心素养”为关键词在中国知网上共查到2017年由5篇硕士论文，2016年有1篇，其他年份没有硕士论文，但是从2015年开始陆续有核心素养类的期刊，2016、2017年逐渐增多，可见人们对于核心素养的关注度和认识度已逐年上升。近年来化学核心素养已经成为当今热点研究问题，虽然国内对核心素养的研究还处于基础阶段，但是已经将核心素养内容应用到新一轮课程改革中，落实学生核心素养的进课堂的想法已势在必行。

台湾地区的“国民核心素养”体系，包括“沟通互动力”“社会参与力”“自主行动力”，三面向九主轴，强调以人为本，培养“终身学习者”。此外，我国大陆学者对核心素养也有诸多研究。大多数学者研究如何在课堂或者教学中培养学生的核心素养，也有学者就培养学生核心素养提出了自己的建议，就目前的文献来看，对“宏观辨识与微观探析”和“科学探究与实验创新”，这两个方面研究比较多，对化学核心素养的第五个维度“科学探究与社会责任”这个方面的研究比较少，只是在全方面研究核心素养的文章中做了简单的赘述。

“证据推理”与“模型认知”这两个词在辞海中并没有查到相关含义，查找知网中的相关文献，对其作出如下解释:“证据推理”在学界是固定的专用名词，指由Dempster(登姆普斯特)在1967年提出，后经他的学生Shafer(谢弗)进一步发展完善起来的一种不确定推理理论，也称D-S理论。“证据推理”顾名思义是基于证据产生的推理性分析，并不是毫无依据的推理，与假设有一定的差别，当然基于证据产生的推理也可能是错误的，这就需要后续实验进行验证。百度百科中有“证据推理”的词条，原意是用在处理案件时的法律依据，今推广到研究各类事物时的推理论证。

“模型认知”与“证据推理”不同，在文献中并没有查到确切含义，而是以各种认知模型形式出现，化学中的模型有所不同，化学中的模型更多的是为了研究方便而设定的各种教学模型和解题模型，比如电子云模型，原电池模型，理想气体模型等。“证据推理”在化学教学中则是依据化学实验现象，根据实验探究物质性质。“模型”的定义众说纷纭，最早来源于拉丁文，是按照物质的大小比例实际缩小而成的物品，而化学中的模型与传统的模型有所不同，是基于化学知识建构的，其目的是解决化学疑难问题。“认知”是指人类认识客观事物、获得知识的活动，包括知觉、记忆、学习、言语、思维和问题解决等过程。把模型认知应用到化学中则是依据化学知识建立化学模型，帮助学生理解抽象的知识，揭示化学问题的本质，帮助学生理解。

总体来说，证据推理与模型认知既有区别又相互联系，证据推理是模型认知的前提和基础，模型认知是对证据推理进行完善和验证。证据推理是基于化学基础知识展开的，对所研究的化学问题的可能性推理是不确定的，模型认知是基于证据推理获得的物质极其变化建立化学模型，运用化学模型获得变化规律。

“原电池”是中学化学电化学专题的重要内容，也是化学教学的重难点之一。因为它涉及一些难以感知的抽象概念，所以导致学生在理解原电池时常常出现困难。这也是学生容易产生相异构想的主题之一，因为学生很难将微观水平（微粒或分子水平）、宏观水平（实验观察）以及符号水平联系起来。原电池还是对能量转化、氧化还原反应、电解质溶液、金属的活动性以及电学知识等的融合，具有很强的综合性，体现了学科内和学科间知识的综合。原电池内容的复杂性和抽象性要求教师必须通过有效的教学策略帮助学生建立正确的理解和表征。

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黄成梅（2017）在《高中化学学科核心素养培养探究》一文中写到化学教师在教学时可以增加化学史教学，来丰富学生的视野，也可以建立化学实验探究，使学生掌握相关的科学方法，进而培养学生的核心素养。

徐宾在《化学学科核心素养的培养策略》一文中针对化学核心素养的五个方法，具体指出了培养化学核心素养应侧重的几个方面，在该文中还具体列举了化学教学中的实例，为其他研究化学核心素养方面的老师和学者提供了参考。

张贤金等人在《基于核心素养理解的高中化学教师培训实践》一文中指出要对学生进行核心素养的培养，就要先对教师进行核心素养的培训实践，毕竟在广大的教师队伍中每位教师对核心素养的理解程度不同，认识也不同，应该进行集中培训，切实提高教师队伍的核心素养。

1、我国核心素养的起源

核心素养的提出是国际范围内教育改革的目标共识。从20世纪80年代素质教育被提出，其一直作为我国教育改革的战略主线，教育改革与发展的过程是对素质教育不断实践与认识的过程。OECD（国际经济与合作发展组织）率先在本世纪初提出了核心素养结构模型。该核心素养结构模型在于体现在民主的社会中，成人和儿童成功生活以及面对不断发展的社会所需要的素养。2014年4月教育部印发的《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中指出要全面深化课程改革，其中的关键环节即为研究制定教育各阶段学生发展的核心素养体系，明确学生应该具备的适应其终身发展以及社会发展所需要的必备品格与关键能力。我国核心素养研究课题组于2016 年9月13日在北京师范大学举行的中国学生核心素养研究成果发布会上发布了中国学生发展核心素养的内涵与框架，将核心素养分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，具体细化为国家认同等十八个基本要点。核心素养的提出是对我国素质教育发展更深一步的思考。纵观国内外教育体制在不断发展与变革中对核心素养的研究，核心素养的提出，回答了在如今经济全球化的背景下，为适应时代的发展，国家、地区与国际组织人才培养的关键所在。不同国家由于政治体系、社会发展状况以及对人才培养规格要求的不同，其核心素养的模型与内涵也有所不同。

2、国外关于核心素养的研究概况

继OECD 以后，国际组织诸如UNESCO（联合国教科文组织）、EU（欧盟），各国家

地区如美国、日本、芬兰、英国、德国、澳大利亚、法国、新加坡等地都相继在各自教育领域价值取向的引导下确定了各自核心素养的模型结构。联合国科教文组织（UNESCO）于1996 年发表《教育财富蕴藏其中》报告，在其国际经济、政治、文化背景下论述了教育的相关问题以及教育的作用，报告中提出了教育的四大支柱：学会认知、学会做事、学会与他人相处、学会生存，并将其作为UNESCO社会背景下公民必备的基本素质。2003 年，UNESCO 在前四大支柱的基础上又提出了学会改变这一主张，视其为第五大支柱。从终身教育学习思潮的角度来确立的五大支柱强调核心素养为21世纪背景下公民生存、社会发展所必须的素养。刘新阳、裴新宁在《教育变革期的机遇与挑战欧盟“核心素养”的实施与评价》一文中对欧盟核心素养的确定、相关政策以及相关项目进行了总述，并分析了欧盟课程实施与评价的现状以及面临的问题，从而指出对我国课程改革的启示。欧盟“核心素养”框架正式发布于2006 年，其核心素养的确定过程中对核心素养产生的政治背景、核心素养的提出、概念的确定、价值取向的确定以及核心素养内涵的发展均作了详细的论述与研究,并在此基础上不仅指出课改的必要性。澳大利亚于2008 年发表《Melbourne Declaration》（《墨尔本宣言》）中确定了澳大利亚青少年教育的两个总体目标：①促进澳大利亚教育的公平及卓越；②培养所有澳大利亚青少年成为成功的学习者，积极的充满智慧的公民。澳大利亚为促进这一目标的实现，从政府到学校、教师、学生自己以及社区人员均提供机会来发展澳大利亚青少年的潜能。

3、国内关于核心素养的研究概况

梳理国内学者对于核心素养内涵的研究成果，不同地区和组织提出的核心素养体系秉持的价值取向并不相同，以适应社会为价值取向的核心素养体系更加强调教育的社会功能，而以个人发展为价值取向的核心素养体系更加强调人的教育，不同的价值取向的核心素养体现内涵的差异。不同的核心素养体系都是在回应培养什么样的人才能适应时代和未来社会的需要的问题，都认为核心素养不仅包含知识、技能等认知性素养，也包括态度，情感等非认知性素养，是知识、能力、情感态度和价值观的融合。经合组织提出的从人与工具、人与自人与社会三个角度构建的核心素养框架对其他国家建立核心素养体系具有深刻的影响。我国学生核心素养体系的提出不仅借鉴了国际经验，也充分考虑了我国国情、教育实际和民族传统，突出强调社会关怀和国家情怀。依据不同的价值取向，世界上已有的核心素养体系大致可以分为五大类型：成功生活取向型，终身学习取向型，个人发展取向型，综合性取向型以及社会主义核心价值取向型。

4、化学核心素养的研究概况

基础教育中各学科的教学对于培养学生的核心素养起着关键性的作用,普通高中化学课程标准（2017年版）中提到“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”体现了化学学科特质的思想和方法；“科学探究与创新意识”是从实践层面激励创新，“科学精神与社会责任”进一步解释化学学习更高层面的价值追求，这五项素养相辅相成，各有侧重。化学学科核心素养是指从化学学科角度促进学生终身发展，成功生活与社会良好运行的，以化学知识、化学思维、化学观念为基础而形成的具有化学学科特征的素养，是对知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的整合，也是确定化学课程标准，教材编写知识体系、评价标准的依据和导向。

关于化学核心素养的培养尚有诸多问题有待于我们去思考，去实践，如关于化学核心素养培养的真正落脚点究竟在哪里，应该如何在实际教学中将核心素养融入其中，对于核心素养的五大要素在不同的教学环节和不同的教学内容中又是如何真正得以体现并落实的等等，

都需要通过我们的教学实践活动不断地去研究与探索，提炼与总结，唯有如此，化学学科核心素养的培养才具有实践意义，才能真正植根于每一位学生的心里，并潜移默化地影响学生今后的学习和工作。

5、模型认知的研究概况

由于化学研究的对象是分子，原子层次的物质，且存在物质的多样性，不同物质结构的独特性和环境对物质及其变化影响的复杂性等特点。人类运用化学方法探索物质世界时，常常对大量实验事实进行比较分析，归纳概括后，还需要通过抽象和简化的方法建构模型，再现物质及其变化的基本规律，这就是模型认知。物质模型即原型客体的实际模拟物，思想模型是经过思维加工抽象出的原型的本质特征，并以符号、图像、语言等形式来反映原型，在认知心理学中则被用来简化描述人的认知过程。

作为化学学科研究的思维与本质的“证据推理与模型认知”即具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实和证伪。建立观点，结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型，能运用模型解释化学现象、揭示现象的本质和规律。化学学习过程应该是以物质组成、结构及其变化的事实作为构建假说论证的基础，并同时对假说进行证实与证伪的分析，在此基础上研究并建立认知物质的基本模型，最后达到认知物质世界的基本方法。表达了证据意识，求证意识，逻辑意识，建模意识和问题解决意识，五种意识培育的目标分别指向学会假设，学会论证，学会分析，学会预测与建模和学会问题解决。学生能够认识→理解→运用→建构模型，可以说明已经牢固掌握某个知识点。高中化学课程标准修订组对“证据推理与模型认知”如何落实于具体的学习过程，提出以下几个方面的表现行为：（1）初步学会收集各种证据，对物质的性质及其变化提出可能的假设；（2）基于证据进行分析推理，证实或证伪假设；（3）能解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需要的证据与寻找证据的途径；（4）能认识化学现象与模型之间的联系，运用多种模型来描述和解释化学现象，预测物质及其变化的可能结果；（5）能依据物质及其变化的信息建构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架，内涵表达了五种不同意识或培育目标，那么上述五个方面的表现行为充分体现了培育目标的达成，同时，这五个方面的表现行为也为实际课堂教学提出了可实施的基本思路与操作方向。

6、关于原电池知识分析及类型划分

在中国知网上进行检索。一共有2045条结果，其中期刊1532篇，硕博士357篇，国内会议95篇，报纸55篇。