证据推理与模型认知
证据推理与模型认知
证据推理与模型认知“证据推理与模型认知”是化学学科学习乃至科学研究中要求学习者思想上需要建立的一个强大武器。
“宏观辨识与微观探析”是学科特点决定的对学习基本的要求。
“变化观念与平衡思想”是对学习者思想观念上的一种更深入的要求。
“证据推理与模型认知”是对学习者进入更高级层次，提升研究性学习能力以及独立思考、独立分析问题能力的一种素养要求。
首先谈谈对“证据推理”的理解。
“证据”就是要求学生具有获取证据、筛选证据的能力。
先说证据的来源，学生获取证据来源可以是课本、课外书籍、网络资料、实验数据等等形式。
获取证据后，还要具有要筛选证据的能力。
尽量选择比较权威的证据，证据如果有冲突需要进一步分析比对择取其中较可靠的数据。
有些证据是正面证明的，同时注意也有些数据是证伪的，找寻逆向证伪的证据也是一个好的思路。
有了证据还要建立观点与证据之间的逻辑关联以进行推理。
一种方法是证据正向支持观点，此时最好多方证据从不同角度佐证观点。
另一种方法是逆向驳斥观点，这种证伪的方法往往很具杀伤力，但基于化学的学科特点证伪并非意味着观点完全错误。
例如，我们说浓度越大反应越快这一观点。
并不能因为某些极个别的反应完全推翻这一结论，这一点是化学科比较独特的一个特点。
很多观点或结论往往不能放之四海皆准。
只要能解决大部分问题，能解释说明绝大部分现象就不错了。
通过正向、逆向多方证据的反复推理论证我们即可了解一个观点或理论的内涵与外延以及适用范围。
接下来谈谈模型认知问题。
模型含义是模式、样式的意思。
分为实物模型和思想模型等类型。
实物模型在化学上主要是用于分子结构、晶体结构等知识的认知与理解。
因为此类微观的化学知识具有看不见、摸不着及其抽象的特点，借助于实物模型（3d计算机模型也可归入此类，实际上实物模型的虚拟化）可以更好地理解、认识相关知识。
所以在此类教学中利用好实物模型，或教师制作精良的计算机3d模型、动画就非常有价值。
思想模型是指解决问题的一种思维方式，包括概念原理模型、数学模型、复合模型等类型。
关于证据推理与模型认知的一些思考
关于证据推理与模型认知的一些思考证据推理是一种通过搜集、分析和评估各种证据来推断出某个事实或结论的过程。
证据推理是科学研究、法律判断、历史研究等领域中重要的思维方法。
在日常生活中，我们也常常需要通过证据推理来做出决策或判断。
证据推理的过程中，我们需要搜集尽可能多的证据，并对这些证据进行全面的分析和评估。
在搜集证据时，我们可以通过观察、调查、实验等方法来获取相关的信息。
在分析和评估证据时，我们需要考虑证据的可靠性、权威性和相关性等因素，以确定证据的有效性和可信度。
模型认知是指在认知过程中使用心理模型来理解和解决问题的思维方式。
模型是对问题的一种简化和抽象，通过模型我们可以理清事物之间的关系，揭示事物之间的规律。
使用模型进行思考和推理可以帮助我们更加清晰地理解问题的本质和解决方式。
证据推理与模型认知在一定程度上是相互关联的。
证据推理需要依赖具体的证据和数据来进行推断，而模型认知可以提供一种思考问题的框架和理论基础，帮助我们更好地理解和解释证据。
在进行证据推理的过程中，我们可以运用模型来帮助我们整理和分析证据，从而得出明确的结论。
模型可以引导我们从不同角度和多个维度来评估证据，从而避免片面和主观的偏见。
通过模型认知，我们可以将证据归类、归纳和分类，揭示事物之间的逻辑和关联，进而推断出结论。
模型认知也需要依赖证据推理来验证和修正模型。
在构建模型时，我们需要对已有的证据进行充分的分析和评估，以确保模型的科学性和准确性。
通过证据推理，我们可以发现模型中的不足或错误，并及时进行修正和改进。
在实际应用中，证据推理和模型认知都有其独特的优势和局限性。
证据推理强调实证的数据和事实，能够提供具体的证据和信息，有助于我们做出准确和可靠的判断。
而模型认知则更注重理论和抽象，可以提供一种更深入和综合的思维方式，有助于我们更好地理解问题的本质和规律。
证据推理和模型认知也存在一些共同的挑战和难点。
证据推理和模型认知都需要依赖于有效的数据和信息，但现实世界中的数据常常存在不完整和不准确的情况，这对于推理过程的准确性和可靠性构成了一定的挑战。
证据推理与模型认知
从高中化学核心素养的构建来看，证据推理和模式建构是文化基础维度下科学精神素养的理性思考的两个基本点。
通过对高中化学课程的研究，要求学生能够解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需的证据和寻找证据的途径；能够根据材料及其变化的信息，抽象总结和构建模型，以及运用模型思维理解材料质量及其变化的一般规律[2]。
6目前，许多教师设计了基于证据的课堂教学推理和模式认知，反映了大多数化学教师对化学核心素养教学建设的积极态度；在研究这些教师的成绩的过程中，笔者对化学核心素养的本义进行了分析和比较。
现在，我将把这些想法提供给大家参考和交流。
1没有证据在科学探究过程中，实验事实与待验证猜想之间存在三种逻辑关系：①可以证明是正确的；②可以证明猜想是错误的；③猜想不能被证明。
可以说，前两个实验事实是要证明的猜想的证据（在第一种关系中，实验事实是要验证的猜想的积极证据，在第二种关系中，实验事实是对要验证的猜想的否定。
证据），不能说第三条证据是要证实的猜想的证据，也就是说，它不是证据。
例如，已知溶液中只有一种氯化物溶质；假设溶质为BaCl2。
①如果在溶液中加入白色的酸液滴，则会使溶液中的硝酸盐滴不溶解，如果实验事实是在溶液中加入1-2滴Na2SO4溶液，溶液中没有白色沉淀，则推测为负证据；③但如果实验事实是在溶液中加入1-2滴AgNO3溶液会导致白色沉淀，那么这不是投机的证据，勘探活动必须重新设计。
2逆向推理它可以解释证据与结论之间的关系，不仅包括证据推理中的结论，还包括结论逆向推理所需的证据。
强调逆向推理的原因之一是科学探究中运用了两个推理方向：逆向推理是从猜想中推断出必要的证据，设计实验收集证据；正推理用于推断猜想是否属实，根据实验得出结论和结论。
其次，在解决问题的过程中，我们还需要运用两个方向的推理。
例如，在有机合成的过程中，我们经常使用逆向推理思维。
三是逆向推理具有发散性思维的特点。
不同程度的分歧会导致不同的证据和设计实验的方向。
化学学科核心素养与证据推理、模型认知的关系
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关于证据推理与模型认知的一些思考
关于证据推理与模型认知的一些思考1. 引言1.1 引言证据推理与模型认知是认知科学中一个非常重要的研究领域，它涉及到人类认知过程中的推理能力和对模型的认知。
在日常生活中，我们总是需要依靠证据来做出推理，从而建立对事物的模型和认知。
证据推理与模型认知之间存在着密切的关系，通过对证据进行推理，我们可以逐步完善和更新自己对模型的认知。
在接下来的我们将深入探讨证据推理与模型认知的定义、关系以及在不同领域中的应用。
通过对不同领域中的案例进行分析，我们可以更加全面地了解证据推理与模型认知在认知科学中的重要性和应用价值。
我们将从认知科学的角度出发，进一步探讨证据推理与模型认知在认知过程中的作用和意义。
2. 正文2.1 证据推理与模型认知的定义证据推理是指通过各种已知信息和数据来推断出某种结论或假设的过程。
而模型认知则是指人们对世界的认知方式和模式的建构和运用。
证据推理与模型认知紧密相关，因为在构建和运用认知模型的过程中，往往需要依赖于各种证据和推理来支持和完善模型。
在认知科学领域，证据推理被视为一种认知过程，通过对已有信息进行整合、分析和推断，来建立认知模型并指导行为。
证据推理的定义不仅包括逻辑推理和推断，还包括通过实验、观察等方式获得的各种数据和信息。
在认知科学的研究中，证据推理不仅是一种认知能力，更是认知过程中不可或缺的一环。
证据推理与模型认知之间存在着密切的关系。
证据推理为模型认知提供了理论基础和实践支撑，而模型认知则反过来影响和指导着证据推理的实施和结果。
证据推理在模型认知中的应用可以帮助人们更加准确地理解和预测世界，促进认知过程的有效进行。
证据推理与模型认知相互依存、相互促进，共同构成了认知科学研究的重要内容。
通过深入理解和研究这两者之间的关系，可以更好地推动认知科学领域的发展，拓展人类对认知过程的认识和理解。
2.2 证据推理与模型认知的关系证据推理与模型认知的关系十分密切，二者之间存在着相互作用和相互影响的关系。
关于证据推理与模型认知的一些思考
证据推理与模型认知在认知心理学、教育学和科学研究中起着非常重要的作用。它们帮助人们理解和解释复杂现实世界，从而作出合理的决策和结论。证据推理和模型认知也存在一些局限性和问题，需要我们谨慎对待。在未来的研究中，我们可以进一步探讨如何克服证据推理和模型认知的局限性，提高推断和分析的准确性和可靠性。只有这样，我们才能更好地利用证据推理和模型认知去理解世界、解决问题，推动科学的发展和人类社会的进步。
关于证据推理与模型认知的一些思考
在日常生活和学术研究中，证据推理和模型认知是非常重要的概念。证据推理是指根据已知的证据和事实来推断结论或做出决策，而模型认知则是指根据对某一事物或现象的认识和理解，构建相应的模型或框架来进行推理和分析。这两者之间密切相关，相互作用，对于理解复杂现实世界以及解决实际问题有着重要的作用。在本文中，我们将对证据推理与模型认知进行深入探讨，并探讨它们在实际生活和学术研究中的应用。
模型认知也在科学研究中扮演着重要的角色。科研工作者往往需要构建出相应的理论模型来解释实验数据和观察现象，从而推断出科学结论。在自然科学领域，科学家们构建出了各种各样的科学模型，比如牛顿的力学模型、达尔文的生物进化模型、爱因斯坦的相对论模型等。这些科学模型帮助人们理解自然界的规律和规则，推动了科学的发展和进步。
证据推理也存在一些局限性，因为证据和信息往往是不完整和不确定的。在现实生活和科研实践中，我们往往会面临信息缺失、信息噪音和信息冲突的问题，这就会影响我们的推断和决策。人们的认知偏差和主观情绪也会对证据推理产生影响。如何有效地利用证据推理来做出合理的决策和结论，是一个具有挑战性的问题。
从三个角度建模，提升证据推理与模型认知素养——以化学平衡三道典型例题为例
从三个角度建模，提升证据推理与模型认知素养——以化学平衡三道典型例题为例摘要:化学平衡的内容较为抽象，学生很难理解透彻。
通过选取化学平衡的三道典例，依据证据推理和模型认知的素养水平的三个层次，分别从生活事实、宏观与微观结合和模型和原型的关系三个角度建模，利用思维导图将问题的解决过程可视化，提升证据推理与模型认知素养。
关键词:化学平衡；建模；证据推理；模型认知“一核四层四翼”的高考评价体系明确了必备知识、关键能力、学科素养、核心价值“四层”考查内容，可见学科素养成为一项重要的考查内容。
化学平衡作为化学的主干知识，是高考必考的内容。
这部分的内容虽然抽象难懂，但是是培养学生证据推理与模型认知的重要素材。
有些教师在讲解习题的时候，殊不知其实质是在引导学生进行“问题模型求解”建模的过程，导致学生很难理解透彻。
笔者通过选取了化学平衡的三道典例，分别从生活事实、宏观与微观的结合、模型与原型的关系三个角度建模，利用思维导图将问题的解决过程可视化，提升证据推理与模型认知素养。
一、从生活事实建模化学是一门来源于生活，又服务于生活的学科。
化学知识可以用来解释生活中的现象，生活中的现象又可以用来验证化学知识。
证据推理与模型认知素养中素养水平1指出：能从物质及其变化的事实中提取证据，能将化学事实和理论模型之间进行关联和合理匹配。
[1]典例1 在一定温度、恒容下，下列叙述不是可逆反应A(g)+4B(g)2C(s)达到化学平衡的标志的是（）A.单位时间消耗amol A，同时生成4amol BB.气体的密度不再变化C.混合气体的总压强不再变化D.气体的平均相对分子质量不再变化解析：根据化学平衡的定义可知，达到化学平衡状态的标志可归纳为两种模型：1、v正=v逆；2、变量不变。
A选项可用v正=v逆这种模型解决，BCD选项可用“变量不变”这种模型解决。
B选项根据，其中m是变量，V是定值，可知密度是个变量，所以B选项是反应达到化学平衡状态的标志。
基于“证据推理与模型认知”的核心素养培养的案例研究
基于“证据推理与模型认知”的核心素养培养案例研究——以《离子反应》为例随着高考从“知识立意”走向“能力立意”以及社会对人才的综合素养要求越来越高，核心素养渐渐成为热门词汇。
2016年，关于《中国学生发展核心素养》一文就提出“将根据不同学年阶段学生及课程的特点制定出具有一定操作性的学生核心素养结构框架”；其后，2017年又重新修订的高中阶段课程标准，在各学科新的课程标准中都渗透着学科核心素养，以高中化学来说，其核心素养包括:“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“实验探究与创新意识”、“证据推理与模型认知”和“科学精神与社会责任”五大素养。
其中，“证据推理与模型认知”是化学核心素养的思维核心，它又被称为“上位素养”[1]。
因此，在教学实践中如何有效的培养学生的学科核心素养？特别是学习和掌握“证据推理与模型认知”这一上位素养成为摆在学校和教师面前的难题。
一、证据推理和模型认知的概念及辩证关系什么是“证据推理”？从概念上来说，“证据推理”是基于一定证据的推理，它主要通过分析收集的数据（或证据）对结论做出逻辑推理。
但这里的推理并非完全正确，所以需要相关的实验进一步验证它。
在化学学科教学过程中，这一过程主要表现为：学生根据所收集到的数据或观察到的实验现象，对物质的结构或性质等做出预定的假设，再通过相关的实验来检验真伪，并在这个过程中获取相关的化学知识。
狭义上来说，“模型认知”是指人们对于“模型”的认识与理解，这里的模型多指客观实物模型。
但在化学学科中，模型可分为实物模型和非实物模型大类别。
比如常见的以公式或方程等用数学语言描述的模型，就属于实物模型的一种。
而像用文字语言描述的语义模型或者用二维、三维坐标系描述的数学图像模型，则属于非实物模型的范畴。
[2]在化学核心素养培养中，想要出色的完成教学任务，“证据推理”与“模型认知”缺一不可，前者是后者的认知基础，后者是对前者的进一步完善和验证，两者相辅相成辩证统一。
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证据推理与模型认知
从高中化学核心素养的建构来看，证据推理、模型建构是属于文化基础维度之下科学精神素养之中理性思维的两个基本的要点[1]。
通过高
中化学课程的学习，要求学生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和寻找证据的途径;能依据物质及其变化的信息进
行抽象概括并建构模型，用模型思想认识物质及其变化的一般规律[2]6。
目前已有不少教师设计了基于证据推理、模型认知的课时教学，这反
映了广大化学教师对构建化学核心素养教学的积极态度;在学习这些教师的成果时，对照作为化学核心素养设计者的专家们对化学核心素养本意
的剖析，引起了我的思考，现将这些思考提供给大家，供参考与交流。
一、非证据
科学探究过程中实验事实与想要求证的猜想之间在逻辑上有三种关系：①可证明猜想为真;②可证明猜想为假;③无法证明猜想真假。
前两种
都可以说该实验事实是想要求证的猜想的证据（第一种关系中实验事实是想要求证的猜想的肯定性证据，第二种关系中实验事实是想要求证的
猜想的否定性证据），而第三种却不能说该实验事实是想要求证的猜想的证据，即非证据。
例如：已知某溶液中只有一种氯化物溶质;所作猜想
为：溶质是BaCl2。
①如果实验事实是：向溶液中滴加1～2滴Na2SO4溶液即出现白色沉淀，再滴加1～2滴硝酸白色沉淀未溶解，则这个事实
是猜想的肯定性证据;②反之，如果实验事实是：向溶液中滴加1～2滴Na2SO4溶液没有出现白色沉淀，则这个事实是猜想的否定性证据;③但
是如果实验事实是：向溶液中滴加1～2滴AgNO3溶液即出现白色沉淀，则这个事实就不是猜想的证据，此时就必须重新设计探究活动。
二、逆向推理
能解释证据与结论之间的关系，既包含由证据推理出结论，也包含由结论逆向推理出所需证据。
之所以强调逆向推理，其一是因为两个方
向的推理在科学探究中都要用到：逆向推理用在由猜想推理出所需证据并据此设计实验取证，正向推理则用于由实验所取得的证据去推理猜想
是否成立并形成结论。
其二是在问题解决的过程中也要用到两个方向的推理，如在有机物合成的问题解决中就常常使用逆向推理的思维方式。
其三是逆向推理具有思维发散性的特征，发散的维度不同逆向推理出所需证据不同，设计实验方向的不同;这些逆向推理出的不同所需证据之间
又有获得的难易、可信度与证明力强弱之别;通常由证据到结论的正向思维越直接该证据的效能就越高;由多重不同证据推理得出同一结论，则该
结论更可靠。
同样基于逆向推理具有思维发散性的特征，在问题解决过程中，逆向推理出的所需证据在与已有证据整合时可能产生多个问题解
决的思路，使问题获得多样化的解决。
综上所述，在证据推理的学习中不可轻视逆向推理。
基于上述思考，设计了突显证据推理逆向推理发散思维产生多重证据的探究过程，见图1。
突显证据推理逆向推理发散思维产生多重证据的探究过程的示例如表1。