“证据推理与模型认知”是《普通高中化学学科核心素养》的维度之一。具体内涵如下：能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；基于证据进行分析推理，证实或证伪假设；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；能认识化学现象与模型之间的联系，能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；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。

1. 收集证据，对物质的性质及其变化提出假设。

比较丙烷和溴丙烷在结构上的同与不同。相同点：碳原子成键方式。不同点：共价键种类、氢原子环境、氢原子个数、官能团种类。依据结构上的异同，猜测丙烷和溴丙烷在化学性质上的异同。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。类比烷烃取代这一标志反应，断裂C-H单键，大胆假设溴丙烷的取代——断裂C-H单键或者C-Br单键。从而引出一个新问题：C-H单键与C-Br单键相比，哪一化学键更容易断裂？

建立认知模型主要依据类比的原则，从观测到的事实出发，经过推理，得出一些抽象的有组织的观念，即把各种事实，现象及其相互关系纳入到一个抽象的有组织的系统中”。

2. 基于证据进行分析推理，解释证据与结论的关系。

基于学生的已有认知：共价键的键能越大，该共价键越不容易断裂。提供学生C-H单键与C-Br单键的键能，顺利解决第一个疑问：溴丙烷取代时断裂的是C-Br单键。基于科学数据，从预测阶段过渡到下一阶段，可以更进一步指导试验研究。取代反应是指有机化合物分子中任何一个原子或基团被试剂中同类型的其它原子或基团所取代的反应。在明确取代溴原子的前提下，深入挖掘其取代对象具有何种特性。在《必修2》的学习中，学生已经掌握元素周期表中的相关规律。由于Br的核电荷数比C大，故C-Br单键中的成对电子更偏向Br，从而使Br更显电负性，C则电正性。那么在断裂C-Br单键之后取代Br的位置的原子或者原子团也应该显电负性。而后再提供C原子和Br原子的电负性数据，根据电负性越大，原子吸引电子能力越强的规律，进一步解决学生深入学习的第二个问题：取代Br原子的是电负性较强的原子或原子团。

“建立认知模型实际上就是建立一种认知理论（局部的或整体的）。借助于认知模型，人们可以有效地描述人类认知的各种成分或要素的相互关系，信息加工的阶段以及从一个阶段过渡到另一个阶段的特点。换句话说，模型的作用是“描述”、“解释”、“预测”和“指导”进一步的研究。

3. 建构物质及其变化的一般研究模型。

模型是以客观事实为依据建立起来的，是对事物及其变化的简化模拟，可分为物体模型、思维模型。本节课在研究溴丙烷取代反应的过程中所建立起来的各种模型均属于思维模型。

研究物质性质的基本程序分为以下四个步骤：观察、预测、实验和观察、解释和结论。本节课在研究溴丙烷取代反应具体分为以下四个环节：1.观察丙烷和溴丙烷的结构式，分析异同；2.结构决定性质，预测丙烷和溴丙烷在化学性质上的异同，理论分析与数据支持有机结合，论证充分；3. 使用加热型磁力搅拌器演示溴丙烷与氢氧化钠水溶液的反应；4.通过检验水解后产生的Br^—探究反应机理，对比溴苯与强碱反应的条件，渗透基团间的相互影响。

以上研究过程中涉及到观察法、实验法、分类法、比较法。以研究为主要方式的教育，转变学生的学习方式，帮助学生在知识的形成、联系、应用过程中养成科学态度、获得科学方法，理解科学的本质。