摘" 要：《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》將“科學(xué)實(shí)踐”作為科學(xué)教學(xué)改革的核心詞，并提出了包括“參與證據(jù)論證”和“開發(fā)和使用模型”在內(nèi)的8個(gè)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出了包括“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”在內(nèi)的五個(gè)學(xué)科核心素養(yǎng)，《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》也將核心素養(yǎng)的內(nèi)涵納入課程目標(biāo)。通過三版標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于“證據(jù)”與“模型”內(nèi)容內(nèi)涵和進(jìn)階水平的比較研究，分析在現(xiàn)有初、高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的框架下進(jìn)行“證據(jù)”與“模型”素養(yǎng)學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)的必要性，在此基礎(chǔ)上引入三種科學(xué)論證模型和一種基于科學(xué)本質(zhì)的提問方式。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；科學(xué)實(shí)踐；學(xué)科核心素養(yǎng)；證據(jù)；模型

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本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度課題“高中化學(xué)認(rèn)知模型建構(gòu)的實(shí)踐研究”（編號(hào)：D/2021/02/540）的階段性研究成果。

2011年，美國國家研究理事會(huì)（NRC）在《K.12年級(jí)科學(xué)教育框架》中提出基礎(chǔ)教育階段科學(xué)課程的三個(gè)基本維度，包括科學(xué)與工程實(shí)踐、學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念［1］，要求圍繞跨學(xué)科概念或?qū)W科核心概念組織實(shí)踐來促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)［2］。2013年，《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（Next Generation Science Standards，以下簡稱“NGSS”）將“科學(xué)與工程實(shí)踐”（本文側(cè)重其中的“科學(xué)實(shí)踐”）作為科學(xué)教學(xué)改革的核心詞。這標(biāo)志著科學(xué)教學(xué)重心由“探究”轉(zhuǎn)向“實(shí)踐”，對(duì)于改進(jìn)科學(xué)課程教學(xué)、發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)具有極為重要的意義。

我國教育部2022年頒布的義務(wù)教育各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)將核心素養(yǎng)納入課程目標(biāo)。其中，《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“義教課標(biāo)”）提出了包括化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任在內(nèi)的核心素養(yǎng)［3］。此前，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“高中課標(biāo)”）提出了高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)［4］。其中的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)有重大意義，與義教課標(biāo)中的科學(xué)思維、NGSS中的科學(xué)實(shí)踐有較大重合。本文擬對(duì)三版標(biāo)準(zhǔn)中“證據(jù)”與“模型”素養(yǎng)的內(nèi)涵和學(xué)習(xí)進(jìn)階進(jìn)行比較研究，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的教學(xué)策略。

一、 三版標(biāo)準(zhǔn)中的“證據(jù)”與“模型”

（一） NGSS中的“證據(jù)”與“模型”

NGSS提出的科學(xué)實(shí)踐包括以下8種實(shí)踐活動(dòng)：（1） 提出問題與界定問題；（2） 開發(fā)與使用模型；（3） 策劃與實(shí)施科學(xué)調(diào)查；（4） 分析和解釋數(shù)據(jù)；（5） 運(yùn)用數(shù)學(xué)與計(jì)算思維；（6） 建構(gòu)解釋與設(shè)計(jì)解決方案；（7） 參與證據(jù)論證；（8） 獲取、評(píng)價(jià)和表征信息。［5］以上活動(dòng)不是孤立存在的，彼此相互關(guān)聯(lián)和覆蓋，且需要和學(xué)科核心概念相結(jié)合，即在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的情境下去學(xué)習(xí)學(xué)科核心概念。NGSS在“附錄F”中根據(jù)不同年級(jí)學(xué)生的發(fā)展水平，將科學(xué)實(shí)踐劃分為不同的進(jìn)階層次。［6］對(duì)應(yīng)“證據(jù)”與“模型”，本文主要側(cè)重對(duì)“參與證據(jù)論證”和“開發(fā)和使用模型”進(jìn)行分析。

NGSS中的“參與證據(jù)論證”是對(duì)模型和解釋本身及其創(chuàng)建的過程進(jìn)行評(píng)估和證明。在科學(xué)實(shí)踐中，基于證據(jù)的推理和論證對(duì)確定自然現(xiàn)象的解釋（科學(xué)解釋）至關(guān)重要（在工程中，推理和論證用來確定最佳解決方案。本文對(duì)此不予討論）。在面對(duì)自然現(xiàn)象的解釋（科學(xué)）和真實(shí)問題的解決過程（工程）中，不同群體（共同體）達(dá)成共識(shí)之前一般都要經(jīng)歷爭辯，學(xué)生也需要像科學(xué)家那樣進(jìn)行基于證據(jù)的論證（甚至辯論），用證據(jù)去捍衛(wèi)自己的觀點(diǎn)，最終達(dá)成共識(shí)?！伴_發(fā)和使用模型”是指建構(gòu)、采用、評(píng)估和修改現(xiàn)象的表征，以物理、圖像和數(shù)學(xué)等形式推進(jìn)人類關(guān)于世界如何運(yùn)作的理解。模型是科學(xué)共同體對(duì)物理系統(tǒng)和自然現(xiàn)象進(jìn)行表征、探究和解釋的主要手段，也是科學(xué)家對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行預(yù)測、控制的基本途徑，是自然科學(xué)和人類認(rèn)知研究的重要內(nèi)容。NGSS在“附錄F”中對(duì)“模型”進(jìn)行了科學(xué)和工程兩方面的闡述，此處的“模型”需要在學(xué)生的預(yù)測與真實(shí)世界的比較中不斷完善（逼近自然現(xiàn)象），這樣得到的模型還要基于新的證據(jù)進(jìn)行修正。［7］

（二） 高中課標(biāo)中的“證據(jù)”與“模型”

高中課標(biāo)中的“證據(jù)”與“模型”主要集中于“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”學(xué)科核心素養(yǎng)中。“證據(jù)推理”是指具有證據(jù)意識(shí)，能基于證據(jù)對(duì)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)之間的邏輯關(guān)系。［8］“模型認(rèn)知”是指知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)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。［9］此外，高中課標(biāo)在“課程目標(biāo)”中要求學(xué)生：初步學(xué)會(huì)收集各種證據(jù)，對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化提出可能的假設(shè)；基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，證實(shí)或證偽假設(shè)；能解釋證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系，確定形成科學(xué)結(jié)論所需要的證據(jù)和尋找證據(jù)的途徑；能認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系，能運(yùn)用多種認(rèn)知模型來描述和解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，預(yù)測物質(zhì)及其變化的可能結(jié)果；能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型，建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。［10］高中課標(biāo)中無論是核心素養(yǎng)內(nèi)涵還是課程目標(biāo)都把“證據(jù)”與“模型”進(jìn)行了密切的關(guān)聯(lián)，這與NGSS科學(xué)實(shí)踐中的“參與證據(jù)論證”和“開發(fā)和使用模型”聯(lián)系密切較為一致；但二者在科學(xué)實(shí)踐水平和學(xué)業(yè)質(zhì)量進(jìn)階水平的標(biāo)準(zhǔn)方面存在一定差異。高中課標(biāo)中的“證據(jù)”主要用來進(jìn)行基于（實(shí)驗(yàn)）證據(jù)的推理，而“模型”更多是借助模型（包括實(shí)物模型和認(rèn)知模型）進(jìn)行認(rèn)知，幾乎沒有涉及利用新的證據(jù)去評(píng)價(jià)甚至修正模型。

（三） 義教課標(biāo)中的“證據(jù)”與“模型”

義教課標(biāo)中的“證據(jù)”與“模型”分別從屬于“科學(xué)思維”“科學(xué)探究與實(shí)踐”素養(yǎng)。“科學(xué)思維”包括基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行證據(jù)推理、建構(gòu)模型并推測物質(zhì)及其變化的思維能力，在解決與化學(xué)相關(guān)的真實(shí)問題中形成的質(zhì)疑能力、批判能力和創(chuàng)新意識(shí)；“科學(xué)探究與實(shí)踐”包括運(yùn)用簡單的技術(shù)與工程方法設(shè)計(jì)、制作與使用相關(guān)模型和作品的能力。［11］可以看到，義教課標(biāo)將“證據(jù)”與“模型”素養(yǎng)融入科學(xué)實(shí)踐中，但又沒有完全實(shí)現(xiàn)從“探究”到“實(shí)踐”的轉(zhuǎn)變。鑒于我國科學(xué)教育的現(xiàn)狀和課程標(biāo)準(zhǔn)的總體框架，沒有進(jìn)行跨越式的轉(zhuǎn)變也是有一定道理的。

二、 三版標(biāo)準(zhǔn)中“證據(jù)”與“模型”的進(jìn)階水平比較

NGSS以科學(xué)與工程實(shí)踐、學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念三大維度為基礎(chǔ)，從物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)和工程技術(shù)與科學(xué)應(yīng)用四個(gè)學(xué)科領(lǐng)域架構(gòu)了綜合科學(xué)教育體系，而我國義務(wù)教育（7到9年級(jí)，個(gè)別省份或地區(qū)除外）和普通高中階段，科學(xué)學(xué)科（包括物理、化學(xué)、生物學(xué)、地理等）實(shí)施分科教學(xué)，課程標(biāo)準(zhǔn)也是分科編寫的。對(duì)于科學(xué)實(shí)踐中的“證據(jù)”與“模型”，NGSS更加注重大科學(xué)視域下的科學(xué)實(shí)踐共性的活動(dòng)及水平；我國課程標(biāo)準(zhǔn)則更加注重學(xué)科視域下的學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量水平。這兩種視域下“證據(jù)”與“模型”的比較，可以讓教師更加宏觀地考量學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的橫向一致性和縱向貫通性。

NGSS是面向K.12全學(xué)段學(xué)生編寫的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，其科學(xué)實(shí)踐的水平進(jìn)階也是從幼兒園到高中全面覆蓋的，具體分為4個(gè)階段：K.2年級(jí)、3到5年級(jí)、6到8年級(jí)和9到12年級(jí)（美國各州的學(xué)制還略有差異，同一個(gè)州會(huì)有多種學(xué)制，例如馬薩諸塞州就有“4、4、4”和“5、3、4”兩種主要學(xué)制），中學(xué)包括初中（Middle School，簡稱MS，5到8或者6到8年級(jí)）與高中（High School，簡稱HS，9到12年級(jí)）［12］。考慮學(xué)段的一致性，選取NGSS中6到8年級(jí)的科學(xué)實(shí)踐內(nèi)容與義教課標(biāo)進(jìn)行進(jìn)階水平比較；選取NGSS中9到12年級(jí)的科學(xué)實(shí)踐內(nèi)容與高中課標(biāo)進(jìn)行進(jìn)階水平比較。

（一） 內(nèi)容呈現(xiàn)

1. NGSS中“證據(jù)”與“模型”的相關(guān)水平

NGSS中，9到12年級(jí)“參與證據(jù)論證”的水平，在K.8年級(jí)水平的基礎(chǔ)上進(jìn)階到“使用適當(dāng)和充分的證據(jù)和科學(xué)推理來捍衛(wèi)和批評(píng)關(guān)于自然的主張和解釋，論證當(dāng)代科學(xué)或歷史科學(xué)事件”；“開發(fā)和使用模型”的水平，在K.8年級(jí)“經(jīng)歷開發(fā)運(yùn)用和模型的過程”的基礎(chǔ)上進(jìn)階到“能展示自然世界中系統(tǒng)和組成部分的變量之間的關(guān)系”。具體內(nèi)容詳見下頁表1［13］。

2. 高中課標(biāo)和義教課標(biāo)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平中的“證據(jù)”與“模型”

不同于NGSS中的科學(xué)實(shí)踐，我國高中課標(biāo)以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)及其表現(xiàn)水平為主要維度，結(jié)合課程內(nèi)容，對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)進(jìn)行整體刻畫，其中關(guān)于“證據(jù)”與“模型”的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平主要存在于“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”和“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”等素養(yǎng)的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平中（詳見下頁表2［14］）。義教課標(biāo)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平以初中化學(xué)課程對(duì)核心素養(yǎng)的目標(biāo)要求為依據(jù)，結(jié)合課程內(nèi)容對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)成就的具體表現(xiàn)特征進(jìn)行整體刻畫，其中關(guān)于“證據(jù)”與“模型”的具體內(nèi)容詳見表3［15］。

（二） 差異分析

1. 學(xué)科邊界的差異

NGSS在學(xué)科邊界上做了突破，注重自然、生活中的實(shí)際，根據(jù)有關(guān)自然世界的證據(jù)或反映科學(xué)知識(shí)和學(xué)生生成的證據(jù)，設(shè)計(jì)解決方案，提出并捍衛(wèi)主張。我國高中課標(biāo)和義教課標(biāo)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平更注重從學(xué)科視角提出對(duì)應(yīng)的要求，“證據(jù)推理”側(cè)重化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究視野下“收集并用數(shù)據(jù)、圖表等多種方式描述實(shí)驗(yàn)證據(jù)，能基于現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析推理得出合理結(jié)論”。我國高中課標(biāo)和義教課標(biāo)中的“模型認(rèn)知”側(cè)重能用原子結(jié)構(gòu)等模型對(duì)物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行說明和表征；而NGSS在相同年段更加側(cè)重設(shè)計(jì)、開發(fā)模型甚至用來解決問題，在模型的內(nèi)涵上和模型應(yīng)用水平上尚有差距。

2. 前后關(guān)聯(lián)的差異

NGSS中科學(xué)實(shí)踐的進(jìn)階水平無論是“參與證據(jù)論證”還是“開發(fā)和使用模型”都有K.12年級(jí)的連續(xù)遞進(jìn)的水平進(jìn)階。以“開發(fā)和使用模型”為例，K.2年級(jí)要求學(xué)生能辨別模型和實(shí)物，能用模型表示數(shù)目、關(guān)系、相對(duì)大小等；3到5年級(jí)要求學(xué)生能指出模型的局限性，能開發(fā)或運(yùn)用模型描述一個(gè)科學(xué)定律；6到8年級(jí)要求學(xué)生在之前水平的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)、運(yùn)用和修飾模型，如能評(píng)估模型的局限性，能開發(fā)一個(gè)簡單系統(tǒng)的模型（帶有不可預(yù)測因素的），能開發(fā)或改進(jìn)一個(gè)模型預(yù)測不可觀察（但可以預(yù)測）的現(xiàn)象。

我國高中課標(biāo)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平與義務(wù)教育階段關(guān)于模型認(rèn)知的要求基本一致，“模型認(rèn)知”主要考查運(yùn)用模型描述、解釋一些具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，采用模型對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其變化進(jìn)行綜合表征，在開發(fā)模型或者評(píng)價(jià)模型上幾乎沒有要求。因?yàn)?，此前沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)提出對(duì)學(xué)生“模型認(rèn)知”的評(píng)價(jià)。“參與證據(jù)論證”活動(dòng)的進(jìn)階差異也很明顯，我國高中課標(biāo)側(cè)重學(xué)生能夠基于證據(jù)作出推理，“能夠收集并用數(shù)據(jù)、圖表等多種方式描述實(shí)驗(yàn)證據(jù)”，而未涉及“通過推理和證據(jù)，挑戰(zhàn)觀點(diǎn)和結(jié)論，對(duì)不同的觀點(diǎn)進(jìn)行深思熟慮的回應(yīng)，并確定解決矛盾所需的額外信息，提供和（或）接受對(duì)科學(xué)論證的批評(píng)”這一NGSS中同學(xué)段的進(jìn)階水平要求；義教課標(biāo)的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求與高中課標(biāo)基本一致，能對(duì)觀察、記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，對(duì)實(shí)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行分析和推理，得出合理的結(jié)論。

三、 培育“證據(jù)”與“模型”素養(yǎng)的教學(xué)策略

無論NGSS還是我國課程標(biāo)準(zhǔn)中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等學(xué)科核心素養(yǎng)的進(jìn)階，若要在教學(xué)中落地生根，還需為學(xué)生開發(fā)真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐的活動(dòng)情境，讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中有參與科學(xué)論證的機(jī)會(huì)，能基于證據(jù)進(jìn)行交流、辯論。美國《K.12年級(jí)科學(xué)教育框架》強(qiáng)調(diào)的科學(xué)論證是指促進(jìn)學(xué)生參與基于證據(jù)的論證活動(dòng)，支持其對(duì)推理和實(shí)證證據(jù)的理解；NGSS也指出課堂教學(xué)應(yīng)該圍繞科學(xué)論證展開。培育“證據(jù)”與“模型”素養(yǎng)的教學(xué)可以通過科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)應(yīng)化學(xué)基本概念、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)基本原理的教學(xué)，本文介紹三種科學(xué)論證模型和一種基于科學(xué)本質(zhì)的提問方式。

（一） ADI科學(xué)論證模型

ADI（the Argument.Driven Inquiry）是一種滲透式論證教學(xué)模型。［16］教師基于該模型組織學(xué)生開展論證式實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，包括八個(gè)教學(xué)階段：（1） 明確任務(wù)和問題；（2） 設(shè)計(jì)方案和收集數(shù)據(jù)；（3） 分析數(shù)據(jù)和初步展開論證；（4） 論證；（5） 反思性討論；（6） 寫探究報(bào)告；（7） 雙盲評(píng)議；（8） 修改和上交報(bào)告。該教學(xué)模式突出在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下通過小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)施探究過程，重視對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的分析和論證。在論證和雙盲評(píng)議等階段，學(xué)生需要基于證據(jù)進(jìn)行推理，利用證據(jù)進(jìn)行觀點(diǎn)的反駁。物理、化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的證據(jù)主要建立在嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，需通過嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)收集證據(jù)為科學(xué)主張與假設(shè)提供支持。ADI模型為“能用數(shù)據(jù)、圖表、符號(hào)等描述實(shí)驗(yàn)證據(jù)并據(jù)此進(jìn)行分析推理形成結(jié)論；能對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出進(jìn)一步探究的設(shè)想”的落實(shí)，提供了良好的教學(xué)框架。

例如，“化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素”作為高中化學(xué)課程中的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，必修模塊和選擇性必修模塊的要求可以在科學(xué)論證的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)階式的安排：必修模塊更加側(cè)重前五個(gè)階段的教學(xué)，學(xué)生能通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出溫度、濃度、催化劑等外界條件是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率的；選擇性必修模塊，學(xué)生需要完整經(jīng)歷八個(gè)階段的科學(xué)論證，利用自己收集的證據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案提出自己的觀點(diǎn)，基于證據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修正直至提出新的實(shí)驗(yàn)方案，并與同學(xué)進(jìn)行交流。

（二） PCRR科學(xué)論證模型

PCRR（Present，Critique，Reflect，Refine）是一種適合概念學(xué)習(xí)的科學(xué)論證教學(xué)模型，包括呈現(xiàn)、批判、反思和提煉四個(gè)階段。［17］該模型能夠幫助教師在課堂上持續(xù)創(chuàng)造科學(xué)論證的學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的整合理解，支持基于模型的科學(xué)教學(xué)，讓學(xué)生模仿科學(xué)家在研究和同行評(píng)審中完成工作的程序完成學(xué)習(xí)。PCRR模型是一種循環(huán)論證教學(xué)模型（如圖1所示）。

例如，“氧化還原反應(yīng)”是高中化學(xué)核心概念之一。首先“呈現(xiàn)”的是初中化學(xué)中從“得氧、失氧”角度定義的“氧化反應(yīng)”和“還原反應(yīng)”；“批判”階段，可以引導(dǎo)學(xué)生從其他視角分析這些反應(yīng)，探索能否提出更好的定義；分組討論后，進(jìn)行基于“同伴意見”的“反思”；最后的“提煉”階段，得出氧化還原反應(yīng)新的概念模型。當(dāng)學(xué)生提煉出“氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的”，得到最樸實(shí)的氧化還原反應(yīng)概念模型后，進(jìn)入第二次循環(huán)，“呈現(xiàn)”“不是所有的氧化還原反應(yīng)都有氧元素參加”，再次進(jìn)行“批判”“反思”和“提煉”，得出從化合價(jià)變化視角認(rèn)識(shí)的氧化還原反應(yīng)。如此往復(fù)。

（三） MEL科學(xué)論證模型

MEL（Model Evidence Link），包含模型、證據(jù)和鏈接3個(gè)要素，并分別對(duì)應(yīng)篩選模型、收集證據(jù)和建立鏈接3個(gè)活動(dòng)。［18］該教學(xué)模型不但注重基于證據(jù)進(jìn)行推理的能力，更注重通過證據(jù)評(píng)估模型的有效性，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)的模型。這與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”高度契合。高中化學(xué)教學(xué)中的模型包括實(shí)物模型和理論模型兩類：實(shí)物模型可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)抽象的微觀視角和微觀粒子之間的連接方式；而理論模型往往是在科學(xué)發(fā)展史中不斷發(fā)展和修正的，包括電離理論、配合物理論、價(jià)鍵理論、價(jià)層電子對(duì)互斥理論等。這些理論都經(jīng)歷了科學(xué)家若干年的發(fā)展、完善。MEL科學(xué)論證教學(xué)模型可以讓學(xué)生像科學(xué)家一樣去思考，對(duì)經(jīng)典模型進(jìn)行基于證據(jù)的批判（性思考），再基于新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等建構(gòu)新的模型。

例如，電離理論在建立初期（學(xué)生認(rèn)知初期）有兩個(gè)相互對(duì)立的理論模型：模型A“電解質(zhì)在水中自發(fā)電離”，模型B“電解質(zhì)在電流作用下在水中電離”。教師基于科學(xué)史素材提供4個(gè)證據(jù)，學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行證據(jù)的關(guān)聯(lián)度判斷（強(qiáng)烈支持、支持、反駁等），最終形成正確的理論模型。

（四） 基于科學(xué)本質(zhì)的提問策略

為提高學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中的參與度，主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)論證活動(dòng)，教師提問的方式也需作出改變，減少結(jié)論性的問答，多嘗試“是什么”和“怎么做”的提問方式，在教學(xué)中向?qū)W生提出“科學(xué)本質(zhì)型問題”［19］。Lisa S. Fanning等以地理學(xué)科的問題情境（科學(xué)家不能直接測出多數(shù)海底的深度，他們會(huì)利用海底的回聲到達(dá)時(shí)間進(jìn)行估測［20］）為例，說明如何通過提問讓學(xué)生理解“科學(xué)知識(shí)在面臨新證據(jù)時(shí)可以進(jìn)行修正”和“科學(xué)知識(shí)基于經(jīng)驗(yàn)證據(jù)”，在提問過程中出現(xiàn)了“What evidence or proof do scientist...（科學(xué)家有什么證據(jù)來……）”“How are data explained or interpreted...（這些數(shù)據(jù)怎么解釋……）”。這樣的提問方式，可以培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，讓學(xué)生主動(dòng)地為自己即將作出的結(jié)論尋找具有支撐性的證據(jù)，進(jìn)而提出新的模型或者選擇合適模型。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師也可以尋找類似真實(shí)的問題情境，改變自己的提問方式，減少知識(shí)性的提問。

例如，教師以海邊的棧橋鋼鐵生銹為真實(shí)情境，通過提問引導(dǎo)學(xué)生追求科學(xué)本質(zhì)：“海邊鋼鐵生銹的速率比淡水附近的快。如果你是這方面的專家，如何對(duì)該現(xiàn)象作出合理的解釋？能說說你的證據(jù)嗎？如果同學(xué)們的結(jié)論有差異，能說說你們反駁的理由嗎？”

四、 結(jié)語

借助“證據(jù)”與“模型”兩類科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)在三版標(biāo)準(zhǔn)中呈現(xiàn)差異的比較，我們可以反思科學(xué)探究（實(shí)踐）還有哪些沒有做到位的，對(duì)一些核心概念的理解是否還有偏差。這樣無論科學(xué)探究還是科學(xué)實(shí)踐，遵從科學(xué)活動(dòng)的一般程序和原則，教師的“教”才能更加突出科學(xué)實(shí)踐的要素，學(xué)生的“學(xué)”才能更加真實(shí)地體驗(yàn)科學(xué)實(shí)踐的各項(xiàng)活動(dòng)，學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)才能有實(shí)質(zhì)性的提高。“科學(xué)探究”往“科學(xué)實(shí)踐”的轉(zhuǎn)化，重點(diǎn)不在名稱的改變。結(jié)合我國目前普通高中理科教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀，科學(xué)探究這件事情還沒有完全做到位。如果只是為了追求名詞上的統(tǒng)一，其最終的結(jié)果無非又是文章、課題選題的一時(shí)“熱鬧”。如不先做好扎根本土課堂的教育科研工作，怎知“科學(xué)實(shí)踐”不會(huì)成為下一個(gè)“科學(xué)探究”呢？［21］

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