证据推理与模型认知课件

北京市化学核心素养测试工具研讨

——证据推理与模型认知北京市化学核心素养测试工具研讨1北京市化学核心素养测试工具研讨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核心素养宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知北京市化学核心素养测试工具研讨宏观辨识与变化观念与平衡思想证2一研究背景二研究过程三研究结果四研究启示题纲一研究背景二研究过程三研究结果四研究启示题纲3化学实验是中学化学的重要学习内容和研究手段，图像和符号是重要的表征方式。本题选取学生熟悉的H2SO4和Ba(OH)2溶液的沉淀反应，利用不同形式的图像和实验相结合的方法，呈现反应过程的变化，进而认识新反应，意在探查高一新生的信息解读能力、模型认知能力、化学用语描述和信息迁移能力。一研究背景化学实验是中学化学的重要学习内容和研究手段，图像4探查时间：2017.9.9答题时间：20分钟探查对象：北京市顺义区第一中学535名高一新生探查试题：二研究过程探查时间：2017.9.9二研究过程5二研究过程探查学生借助实验现象和化学反应规律，解读微观示意图，初步建立模型，并用符号表征的能力。本小题以微观示意图和必要的文字说明呈现了H2SO4和Ba(OH)2溶液反应的实验情景。宏观现象微观过程二研究过程探查学生借助实验现象和化学反应规律，解读微观6探查学生解读图像、定量认识并用文字解释实验变化过程的能力。二研究过程本小题利用图像定量描述了H2SO4和Ba(OH)2溶液反应的宏观现象。微观探析宏观图像实验现象探查学生解读图像、定量认识并用文字解释实验变化过程的能力。二7测电导率的手持设备电导率和H2SO4体积的关系图二研究过程本小题呈现了运用手持技术获取的电导率图像。手持技术

实验

电导率

图像微观探析证据获取推理需要应用微观示意图，借助图像变化，想象实验的微观情景，定量解释图像的含义。探查模型迁移、文字与图像解读能力和定量意识。测电导率的手持设备电导率和H2SO4体积的关系图二研究8二研究过程本小题以符号呈现了AgNO3、NaCl等物质在水中的存在形式及其变化，并用图像呈现了学生对反应过程中电导率变化的预测。图像微观探析实验知识与方法迁移需要获取前三问对H2SO4和Ba(OH)2溶液反应过程呈现的三种不同证据，进行类比推理认识新反应。探查学生对知识和方法的迁移应用以及类比推理能力。二研究过程本小题以符号呈现了AgNO3、NaCl等物质9学生典型错误汇总二研究过程第一题（5′）：4′3′2′1′没定量缺少整体意识漏写参与反应的离子没离子概念学生典型错误汇总二研究过程第一题（5′）：4′3′2′10学生典型错误汇总二研究过程第三题（9′（3′+3′+3′））：6′（2′+2′+2′）信息提取不完整学生典型错误汇总二研究过程第三题（9′（3′+3′11学生典型错误汇总二研究过程第三题（9′（3′+3′+3′））：3′（1′+1′+1′）不能获取文字信息，没有离子概念学生典型错误汇总二研究过程第三题（9′（3′+3′12学生典型错误汇总二研究过程第四题（3′）：2′1′信息迁移不完整没离子概念，不能获取文字信息学生典型错误汇总二研究过程第四题（3′）：2′1′信息13三研究结果总体探查结果三研究结果总体探查结果14三研究结果8.04%37.94%14.02%16.82%9.35%13.83%三研究结果8.04%37.94%14.02%16.8215三研究结果4′

能够借助实验现象和化学反应规律，解读微观示意图，并用符号表征，出现的问题是忽视了量的变化。9.35%三研究结果4′能够借助实验现象和化学反16三研究结果3′将整个反应分成两部分写，只是从局部理解反应。16.82%三研究结果3′将整个反应分成两部分写，17三研究结果不能准确解读微观示意图，从微观视角认识反应的本质。1′37.94%三研究结果不能准确解读微观示意图，从微186.17%1.31%7.10%85.42%3′三研究结果学生普遍都能很好的解读BC段的含义，能从宏观现象到宏观图像获取证据进行推理解释物质及其量的变化。6.17%1.31%7.10%85.42%3′三研究结194.49%11.40%4.30%11.59%13.46%12.34%32.90%5.42%1.87%2.24%三研究结果4.49%11.40%4.30%11.59%13.46%1220三研究结果6′（2′+2′+2′）能够获取微观示意图和图像信息认识反应过程中离子及其量的变化，进而从微观视角分析溶液导电变化的原因，出现的问题是文字信息获取不完整。32.90%三研究结果6′（2′+2′+2′）能21三研究结果3′（1′+1′+1′）不能接受并获取文字信息，没有从微观视角分析问题的意识，不能进行模型迁移。11.59%三研究结果3′（1′+1′+1′）不能225.05%34.95%21.68%38.32%三研究结果5.05%34.95%21.68%38.32%三研究结23三研究结果3′5.05%

能够获取前面H2SO4和Ba(OH)2溶液反应过程呈现的三种不同证据，进行知识迁移，类比推理AgNO3和NaCl溶液的微观反应过程。三研究结果3′5.05%能够获取前24三研究结果2′能够类比H2SO4和Ba(OH)2溶液的反应，推理认识新反应发生的微观过程。出现的问题是对上一问获取的文字信息不完整。34.95%三研究结果2′能够类比H2SO25三研究结果不会获取证据，没有微观意识，不能进行模型迁移。

1′21.68%三研究结果不会获取证据，没有微观意26四研究启示定量意识：选取H2SO4和Ba(OH)2反应离子方程式书写为实例，注意整体和定量认识离子反应。定量意识：为高一必修1中元素化合物知识的学习以及选修模块中基础理论的学习奠定基础。证据获取推理：教会学生从实验、图像、图片、文字等不同信息的呈现方式获取证据，进行证据推理，分析离子反应的实质。也为选修中电解质溶液等原理的学习奠定良好基础。模型认知：例如在选修模块电化学中，通过铜-锌原电池的实验现象获取证据，进行推理，借助想象建立模型。四研究启示定量意识：选取H2SO4和Ba(OH)2反应27感谢各位的倾听，敬请批评指正！感谢各位的倾听，敬请批评指正！28北京市化学核心素养测试工具研讨

——证据推理与模型认知北京市化学核心素养测试工具研讨29北京市化学核心素养测试工具研讨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核心素养宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知北京市化学核心素养测试工具研讨宏观辨识与变化观念与平衡思想证30一研究背景二研究过程三研究结果四研究启示题纲一研究背景二研究过程三研究结果四研究启示题纲31化学实验是中学化学的重要学习内容和研究手段，图像和符号是重要的表征方式。本题选取学生熟悉的H2SO4和Ba(OH)2溶液的沉淀反应，利用不同形式的图像和实验相结合的方法，呈现反应过程的变化，进而认识新反应，意在探查高一新生的信息解读能力、模型认知能力、化学用语描述和信息迁移能力。一研究背景化学实验是中学化学的重要学习内容和研究手段，图像32探查时间：2017.9.9答题时间：20分钟探查对象：北京市顺义区第一中学535名高一新生探查试题：二研究过程探查时间：2017.9.9二研究过程33二研究过程探查学生借助实验现象和化学反应规律，解读微观示意图，初步建立模型，并用符号表征的能力。本小题以微观示意图和必要的文字说明呈现了H2SO4和Ba(OH)2溶液反应的实验情景。宏观现象微观过程二研究过程探查学生借助实验现象和化学反应规律，解读微观34探查学生解读图像、定量认识并用文字解释实验变化过程的能力。二研究过程本小题利用图像定量描述了H2SO4和Ba(OH)2溶液反应的宏观现象。微观探析宏观图像实验现象探查学生解读图像、定量认识并用文字解释实验变化过程的能力。二35测电导率的手持设备电导率和H2SO4体积的关系图二研究过程本小题呈现了运用手持技术获取的电导率图像。手持技术

实验

电导率

图像微观探析证据获取推理需要应用微观示意图，借助图像变化，想象实验的微观情景，定量解释图像的含义。探查模型迁移、文字与图像解读能力和定量意识。测电导率的手持设备电导率和H2SO4体积的关系图二研究36二研究过程本小题以符号呈现了AgNO3、NaCl等物质在水中的存在形式及其变化，并用图像呈现了学生对反应过程中电导率变化的预测。图像微观探析实验知识与方法迁移需要获取前三问对H2SO4和Ba(OH)2溶液反应过程呈现的三种不同证据，进行类比推理认识新反应。探查学生对知识和方法的迁移应用以及类比推理能力。二研究过程本小题以符号呈现了AgNO3、NaCl等物质37学生典型错误汇总二研究过程第一题（5′）：4′3′2′1′没定量缺少整体意识漏写参与反应的离子没离子概念学生典型错误汇总二研究过程第一题（5′）：4′3′2′38学生典型错误汇总二研究过程第三题（9′（3′+3′+3′））：6′（2′+2′+2′）信息提取不完整学生典型错误汇总二研究过程第三题（9′（3′+3′39学生典型错误汇总二研究过程第三题（9′（3′+3′+3′））：3′（1′+1′+1′）不能获取文字信息，没有离子概念学生典型错误汇总二研究过程第三题（9′（3′+3′40学生典型错误汇总二研究过程第四题（3′）：2′1′信息迁移不完整没离子概念，不能获取文字信息学生典型错误汇总二研究过程第四题（3′）：2′1′信息41三研究结果总体探查结果三研究结果总体探查结果42三研究结果8.04%37.94%14.02%16.82%9.35%13.83%三研究结果8.04%37.94%14.02%16.8243三研究结果4′

能够借助实验现象和化学反应规律，解读微观示意图，并用符号表征，出现的问题是忽视了量的变化。9.35%三研究结果4′能够借助实验现象和化学反44三研究结果3′将整个反应分成两部分写，只是从局部理解反应。16.82%三研究结果3′将整个反应分成两部分写，45三研究结果不能准确解读微观示意图，从微观视角认识反应的本质。1′37.94%三研究结果不能准确解读微观示意图，从微466.17%1.31%7.10%85.42%3′三研究结果学生普遍都能很好的解读BC段的含义，能从宏观现象到宏观图像获取证据进行推理解释物质及其量的变化。6.17%1.31%7.10%85.42%3′三研究结474.49%11.40%4.30%11.59%13.46%12.34%32.90%5.42%1.87%2.24%三研究结果4.49%11.40%4.30%11.59%13.46%1248三研究结果6′（2′+2′+2′）能够获取微观示意图和图像信息认识反应过程中离子及其量的变化，进而从微观视角分析溶液导电变化的原因，出现的问题是文字信息获取不完整。32.90%三研究结果6′（2′+2′+2′）能49三研究结果3′（1′+1′+1′）不能接受并获取文字信息，没有从微观视角分析问题的意识，不能进行模型迁移。11.59%三研究结果3′（1′+1′+1′）不能505.05%34.95%21.68%38.32%三研究结果5.05%34.95%21.68%38.32%三研究结51三研究结果3′5.05%