2024届高三化学二轮复习 核心素养考查提升 模型认知与证据推理讲义

核心素养提升——模型认知与证据推理 化学核心素养 ( 化学核心素养五方面 微观分析与宏观辨识 社会责任与科学精神 平衡思想与变化观念 模型认知与证据推理 创新意识与科学探究 ) ( 内容 核心素养概念理解 模仿拓展训练 教学过程设计 典例分析 )资料内容 说明：化学核心素养的培养是一个长期的培养过程，本资料内容适合高三年级的复习，其他年级的老师可参考，资料选取的课例是经过组内打磨生成的内容，其他的知识内容可进行选改，课例只是提供一个讲解角度，并不适合照搬，化学核心素养的五方面每个方面都有相应的文档资料，请老师们参考。 一、概念理解 证据推理与模型认知都是化学学科中重要的思维方法,两者之间关系，首先是有机联系的，这种有机联系有三个方面:①“证据推理” 或”基于证据的推理”是一种典型的认知心理学层面的认知模型。所以，化学学习中的”证据推理”可以看作是按照”基于证据的推理”认知模型进行的认知过程。这样的思路考察“证据推理”与“模型认知”的关系，”证据推理” 从属于”模型认知”，"模型认知” 包含了“证据推理”;②证据推理所形成的科学结论是简单的模型认知，模型认知离不开证据推理，证据推理是建构模型的前提;③证据推理的高水平是模型认知，模型认知需要基于证据推理论证。其次两者之间又是有区别的,主要区别在于“模型认知”除了运用证据进行逻辑推理以外,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。最后需要指出在证据推理和模型认知的过程中通常都会运用到化学的规律、模型、观念、思想和方法，因此化学学科中证据推理与模型认知便有了化学学科的特色。由此可见证据推理与模型认知在内涵和实践层面上都不可机械割裂，它们常常融合于探究和问题解决的思维过程之中。模型认知，简而言之就是将自己理解的抽象的事物在头脑中形成一个清晰的框架。 化学问题涉及面较为宽泛,且有些概念过于抽象,模型认知思维则有助于学生更好地理解。新课改对化学素养有明确的规定，要求注重对思维模式的培养。化学知识涵盖宏观和微观两方面，教师培养学生的模型认知思维时，要将宏观和微观结合起来。模型认知方法在化学模型中难度最大,尤其在启蒙学习阶段。化学模型是在学生积累大量感性经验后，再进行理性的逻辑思维，将抽象、琐碎的化学知识构成一个完整的体系。 二、建构思维模型 教 学 过 程 设 计 【导】剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质，这会影响血浆的pH吗？在这种情况下，机体是如何维持细胞外液的酸碱度的呢？ 【资料展示】人体血液中含有的主要微粒有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、H2CO3、H2O。正常情况下，血液的pH值约为7.35~7.45。血液pH值的相对恒定有赖于血液内的缓冲系统以及正常的肺、肾功能。血液中的缓冲物质包括H2CO3-NaHCO3,蛋白质-蛋白质钠盐、NaH2PO3-Na2HPO3等3个主要的缓冲对，其中以H2CO3-NaHCO3最为重要。 【任务一】分析维持血液pH稳定的化学原因。 【疑】问题1：H2CO3-NaHCO3 缓冲对在血液中以哪些微粒存在？这些微粒在溶液中有何变化？ 【思】学生思考，分析碳酸发生电离，产生H+，使溶液显酸性。HCO3-发生水解使溶液显碱性，并写出相应的方程式。 【评】学生互评，教师评价 【疑】问题2：当血液pH发生改变，对上述变化分别有什么影响？ 【思】学生思考： 1、当血液酸性增强时，对碳酸的电离平衡来说，增大H+浓度，抑制碳酸的电离，对碳酸氢根的水解平衡来说，消耗OH-，促进HCO3-的水解平衡正向移动。 2、当血液碱性增强时，对H2CO3的电离平衡来说，消耗H+，促进H2CO3的电离平衡正向移动，对HCO3-的水解平衡来说，增大OH-浓度，抑制HCO3-的水解。 【评】学生互评，教师评价 【追问】如何通过实验模拟生物体维持pH的稳定？ 【实验探究】在50毫升pH值约为7.4的H2CO3-NaHCO3缓冲液和蒸馏水中，分别用胶头滴管滴加0.1mol/L的盐酸30滴、0.1mol/L的氢氧化钠溶液30滴，进行两组对比实验用。用 pH传感器分别测出溶液pH值的变化如图。 【疑】通过实验，你发现了什么？ 【思】学生分析图象，获得结论：向H2CO3-NaHCO3缓冲液中滴加0.1mol/L盐酸30滴，或0.1mol/L的氢氧化钠溶液30滴，pH几乎无变化，说明H2CO3-NaHCO3缓冲液对维持血液pH稳定有重要的作用。 【评】学生互评，教师评价 【解决问题】剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质，这会影响血浆的pH吗？在这种情况下，机体是如何维持细胞外液的酸碱度的呢？ 【学生】当血液碱性增强，多余的HCO3-由肾脏排