初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)的培養(yǎng)

張亞琴

（江蘇省如皋初級(jí)中學(xué)，江蘇如皋 226500）

引 言

部分教師對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)功能認(rèn)識(shí)的缺失，使其變?yōu)榛瘜W(xué)學(xué)習(xí)的附庸品。在教育全球化、課程標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)學(xué)科要求下，如何引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生提高獲取證據(jù)的意識(shí)，開(kāi)拓尋找獲取證據(jù)的途徑，發(fā)展證實(shí)或證偽證據(jù)的推理意識(shí)，成為化學(xué)教育工作者亟待解決的問(wèn)題。

一、問(wèn)題的提出

目前初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀是：（1）課程實(shí)施評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)的重要方式是紙筆測(cè)驗(yàn)，受考試制度和個(gè)人功利心理的影響，“分?jǐn)?shù)”仍然是教師和學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。（2）教師采用“任務(wù)式教學(xué)法”教學(xué)，為快速完成全冊(cè)的教學(xué)內(nèi)容，通常忽視課外實(shí)驗(yàn)，減少實(shí)驗(yàn)數(shù)量，縮短過(guò)程時(shí)間。（3）教師自身對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)功能認(rèn)識(shí)的缺失，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)就是驗(yàn)證現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)原理和基礎(chǔ)知識(shí)的工具。許多教師認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)與講實(shí)驗(yàn)、畫(huà)實(shí)驗(yàn)最終教學(xué)效果幾乎無(wú)差別，讀背實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的方式“教學(xué)質(zhì)量”更高。故將化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)學(xué)習(xí)的附庸品，忽視了人類(lèi)認(rèn)識(shí)和探索客觀世界的過(guò)程。

二、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)培養(yǎng)的必要性

1.教育全球化的要求

21世紀(jì)是全球科技經(jīng)濟(jì)文化相互融合，相互促進(jìn)和諧發(fā)展的時(shí)期?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的工作方針中指出：“樹(shù)立科學(xué)的質(zhì)量觀，把促進(jìn)人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會(huì)需要作為衡量教育質(zhì)量的根本標(biāo)準(zhǔn)?！睂W(xué)生必須具備解決各種陌生情景、復(fù)雜問(wèn)題的關(guān)鍵能力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)情景是化學(xué)教學(xué)中設(shè)置情景的最佳途徑，新時(shí)期的教師應(yīng)重新審視化學(xué)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)的課外活動(dòng)的教育功能。清華大學(xué)化學(xué)系教授、博士生導(dǎo)師宋心琦教授認(rèn)為：“可以把它細(xì)分為：學(xué)做人；學(xué)做事；學(xué)做科學(xué)實(shí)驗(yàn)；學(xué)會(huì)思考?！盵1]本文主要借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)喚起學(xué)生獲取證據(jù)的意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生尋找獲取證據(jù)的途徑，發(fā)展學(xué)生證實(shí)或證偽證據(jù)的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。

2.課程標(biāo)準(zhǔn)的要求

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》提出在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中：“初步學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息，能用文字、圖表和化學(xué)語(yǔ)言表述有關(guān)的信息；初步學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、分類(lèi)、歸納和概括等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工?！盵2]課程標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)很明顯地指出在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中要重視實(shí)驗(yàn)證據(jù)獲取的途徑，重視學(xué)生證據(jù)推理能力的培養(yǎng)。

3.化學(xué)學(xué)科的要求

“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”是中學(xué)化學(xué)核心素養(yǎng)之一，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中喚起學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理能力是新時(shí)期教育教學(xué)重要任務(wù)之一。

三、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)培養(yǎng)策略

新時(shí)期的教師是課堂教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者、參與者。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)基于學(xué)生核心觀念預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)方案，自覺(jué)地將證據(jù)意識(shí)運(yùn)用到課堂教學(xué)中，貫穿課堂教學(xué)的始終，建構(gòu)以證據(jù)推理為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1.創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境喚起學(xué)生的證據(jù)意識(shí)

英國(guó)科學(xué)家羅伯特·波義耳偶然捕捉到鮮花遇到鹽酸變色的實(shí)驗(yàn)情景，這一現(xiàn)象引起波義耳的質(zhì)疑，成為波義耳發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑的事實(shí)證據(jù)之一。實(shí)驗(yàn)情景應(yīng)是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，獲取事實(shí)與證據(jù)的源泉。明代學(xué)者陳獻(xiàn)章說(shuō)過(guò)：“前輩學(xué)貴有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)。疑者，覺(jué)悟之機(jī)也，一番覺(jué)悟，一番長(zhǎng)進(jìn)?！比魏慰蒲谐晒陌l(fā)明都有著驚人的相似之處，即問(wèn)題來(lái)源于實(shí)驗(yàn)事實(shí)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)事實(shí)也是解決問(wèn)題的途徑。教師在人教版九年級(jí)化學(xué)教科書(shū)第七單元課題1《燃燒和滅火》中設(shè)計(jì)燃燒條件的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)置了“水中生火”實(shí)驗(yàn)情景。“水能滅火”是學(xué)生熟悉的生活常識(shí)，“水中生火”學(xué)生只聞其名，未見(jiàn)其實(shí)。教師借助實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和好奇心，學(xué)生在驚嘆化學(xué)神奇的同時(shí)，產(chǎn)生困惑，提出問(wèn)題：“白磷在水中為什么能燃燒，燃燒需要哪些條件？”學(xué)生在實(shí)驗(yàn)情景中提出問(wèn)題，喚起求證的意識(shí)，開(kāi)始燃燒條件探究之旅。教師應(yīng)有意識(shí)地從教材或生活實(shí)際中選取實(shí)驗(yàn)文本，喚起學(xué)生自我選擇積極參與科學(xué)探究的意識(shí)，讓學(xué)生在尋找證據(jù)的過(guò)程中獲取知識(shí)，形成證據(jù)推理的能力。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)手段引發(fā)學(xué)生的證據(jù)推理意識(shí)

初中生正處于具體形象思維過(guò)渡到抽象邏輯思維階段，但仍以形象思維為主，依據(jù)初中生身心發(fā)展的規(guī)律，教材編寫(xiě)時(shí)選取學(xué)生熟悉的物質(zhì)或生活場(chǎng)景作為研究的化學(xué)體系，讓學(xué)生用已有的生活經(jīng)驗(yàn)學(xué)會(huì)分析與解決與化學(xué)有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。例如，空氣是人類(lèi)每時(shí)每刻都需要的物質(zhì)，教材安排了測(cè)定空氣中氧氣含量的探究實(shí)驗(yàn)，但不少學(xué)生對(duì)瓶?jī)?nèi)氣壓降低缺少感性的認(rèn)識(shí)，無(wú)法證實(shí)氣體體積的變化。教師用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)，用數(shù)字傳感技術(shù)即時(shí)生成并導(dǎo)出氣壓變化的圖象或表格，從中讀取不同時(shí)間段氣壓的數(shù)值。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中親眼見(jiàn)證圖象或表格的生成，分析推理同溫、同體積的封閉體系內(nèi)氣壓降低的緣由——?dú)怏w的減少。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)用動(dòng)態(tài)圖象化深?yuàn)W為淺顯、化抽象為形象，實(shí)時(shí)、直觀、真實(shí)地幫助學(xué)生生成證據(jù)，得出結(jié)論，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果有據(jù)可依、有據(jù)可查。

3.構(gòu)建科學(xué)探究各要素關(guān)系強(qiáng)化學(xué)生的證據(jù)推理意識(shí)

科學(xué)探究是重要的學(xué)習(xí)方式和實(shí)踐過(guò)程，又是主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)，一般涉及提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等要素。學(xué)生提出問(wèn)題來(lái)源于事實(shí)證據(jù)；猜想與假設(shè)是基于事實(shí)證據(jù)做出的不確定的結(jié)論，為證實(shí)或證偽猜想與假設(shè)必須去尋找證據(jù)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生收集證據(jù)的重要手段；學(xué)生在反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流中分析、判斷證據(jù)的真?zhèn)?，提煉切?shí)有效的證據(jù)，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的目的?？茖W(xué)探究過(guò)程中涉及的要素及其呈現(xiàn)的先后順序是不固定的，學(xué)生可根據(jù)實(shí)踐活動(dòng)的需求適時(shí)適當(dāng)?shù)貏h減或變更探究流程，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的目的，但收集證據(jù)是科學(xué)探究必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。科學(xué)探究每個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)施都與證據(jù)密不可分，而且每個(gè)環(huán)節(jié)的證據(jù)都不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相輔相成的?？茖W(xué)探究的結(jié)論就是基于證據(jù)鏈分析、判斷、綜合、推理的形成?？茖W(xué)探究的過(guò)程是不斷引發(fā)、強(qiáng)化學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)的重要途徑。

4.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案深化學(xué)生的證據(jù)推理意識(shí)

科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)方案是科學(xué)探究活動(dòng)有序、有效開(kāi)展的保證，是學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力不斷提升的過(guò)程。當(dāng)不同層次的學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，在學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生的肯定或否定的情況下，不斷尋求證據(jù)證實(shí)或證偽方案的可行性，最終由粗坯變成精品。唐·韓愈《進(jìn)學(xué)解》:“業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨?！被谧C據(jù)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程是學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)生根發(fā)芽、思維茁壯成長(zhǎng)的過(guò)程，也是學(xué)生證據(jù)意識(shí)根植于大腦的體現(xiàn)，為學(xué)生證據(jù)推理能力的形成打下基礎(chǔ)。

結(jié) 語(yǔ)

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師和學(xué)生選擇與教學(xué)內(nèi)容相適切的教學(xué)素材創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中尋找事實(shí)證據(jù)，辨析證據(jù)，獲得結(jié)論，習(xí)得科學(xué)探究的方法和能力。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中見(jiàn)證學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)的生根發(fā)芽，建構(gòu)化學(xué)核心觀念。

[1]宋心琦.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建議之二[J].化學(xué)教學(xué),2012,(05):3-5.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2011.