證據(jù)推理在化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與思考

戴峰

摘要：證據(jù)推理是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要分析方法，是在課堂中逐步形成的必備品格和關(guān)鍵能力。證據(jù)推理主要由證據(jù)的尋求和證明方式兩部分組成。在實(shí)際教學(xué)中，可以采用事實(shí)和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、宏觀與微觀相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合、證據(jù)與模型相結(jié)合等方法，拓寬證據(jù)推理的角度、延伸證據(jù)推理的廣度、提高證據(jù)推理的深度、加強(qiáng)據(jù)推理的力度，促進(jìn)學(xué)生建立解決問題的思路，實(shí)現(xiàn)化學(xué)核心素養(yǎng)的落實(shí)。

關(guān)鍵詞：證據(jù)推理;化學(xué)教學(xué)實(shí)踐;化學(xué)核心素養(yǎng)

1、“證據(jù)推理”素養(yǎng)的內(nèi)涵

新課程改革注重學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，“證據(jù)推理”作為化學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)涵之一，是一種高階思維能力?！白C據(jù)推理”是具有證據(jù)意識，能基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實(shí)或證偽;建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系;知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及相互關(guān)系。由此可見，證據(jù)推理是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要分析方法，是在課堂學(xué)習(xí)中逐步形成的必備品格和關(guān)鍵能力。要形成“證據(jù)推理”素養(yǎng)，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識，更要通過課堂行為讓學(xué)生體驗(yàn)尋求證據(jù)的過程、鍛煉分析推理的能力、感受證據(jù)推理的成功樂趣。在化學(xué)教學(xué)中，證據(jù)推理主要分兩面：證據(jù)的尋求和證明的方式。證據(jù)的尋求根據(jù)證據(jù)的來源又可以分為兩個(gè)方面：直接證據(jù)和間接證據(jù)。直接證據(jù)如源自自然現(xiàn)象和生活經(jīng)驗(yàn)的證據(jù)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的證據(jù)、數(shù)據(jù)處理的定量證據(jù)等;間接證據(jù)如類比推理證據(jù)、文獻(xiàn)的證據(jù)、教材中的原理和定律等。

2、化學(xué)教學(xué)中提升學(xué)生證據(jù)推理素養(yǎng)的策略

2.1展開合理猜想

化學(xué)教學(xué)中，一些基礎(chǔ)知識、基本概念需要學(xué)生以已有新知識為基礎(chǔ)展開猜想，進(jìn)行分析后找到相關(guān)證據(jù)來分析推理予以證實(shí)或證偽，形成證據(jù)推理能力。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐看，正確、合理的猜想與假設(shè)往往要基于學(xué)生自身學(xué)科知識來“預(yù)測”化學(xué)教師應(yīng)指導(dǎo)班級學(xué)生在有確切“證據(jù)”前提下通過一定合理推理進(jìn)行猜想，為接下來推理過程分析打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提升課堂分析綜合能力。例如，在教學(xué)“鐵及其化合物的應(yīng)用”時(shí)，老師讓同學(xué)們制定方案并進(jìn)行試驗(yàn)將Fe2+變成Fe3+。課本上詳細(xì)說明鐵和氧化性很弱的氧化劑反應(yīng)變成Fe2+物質(zhì)，而和氧化性很強(qiáng)的氧化劑形成Fe3+物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)員配備的雙氧水含量約是6%，向FeCl2溶液內(nèi)添加雙氧水，同學(xué)們觀察到的情況是有很多氣泡快速形成，滴入KSCN液體變紅，證明形成Fe3+。對于意料之外的情況，即化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程比較明顯的證據(jù)，老師要讓同學(xué)們有意識掌握現(xiàn)象，指引他們自主依靠證據(jù)展開推理探究。

2.2借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論源自實(shí)踐，而實(shí)驗(yàn)則是一種重要的實(shí)踐探究方法。事實(shí)上，化學(xué)探究方法對于提高學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知和使用水平具有重要幫助，學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果會增強(qiáng)他們對反應(yīng)結(jié)果的理解和記憶。當(dāng)然要想促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解與應(yīng)用，也要認(rèn)真學(xué)習(xí)基礎(chǔ)常識，才能更好地提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。因此，化學(xué)課堂要重視實(shí)驗(yàn)法引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)思維，教師要做好教學(xué)設(shè)計(jì)，有步驟、有方法地做好實(shí)驗(yàn)課程的開展。在教材資料卡中顯示，人體內(nèi)一般有3～5g鐵物質(zhì)，人體缺鐵將引發(fā)貧血等疾病。很多同學(xué)們覺得蘋果含有大量的鐵，吃蘋果能夠補(bǔ)鐵，是真的嗎？教學(xué)過程分給同學(xué)們蘋果，吃一口放于空氣中，外表快速變黃，同學(xué)們覺得是Fe2+變成Fe3+，驗(yàn)證蘋果富含鐵成分。實(shí)驗(yàn)屬于化學(xué)的最高法律，向發(fā)黃的蘋果上地上KSCN液體，沒有明顯改變，否定了蘋果含有大量鐵元素。通過同學(xué)反駁，咬一口蘋果表面范圍小，含鐵成分少，KSCN液體不能檢測出來，這一實(shí)驗(yàn)無法否定蘋果內(nèi)富含鐵。查找資料表明，一個(gè)蘋果含鐵數(shù)量大概是0.2mg，F(xiàn)e3++SCN-=FeSCN2+（紅） K=200，滴入KSCN液體2～3滴測出的Fe3+最少量大概是8.924×10-4mol/L。同學(xué)們反駁有理。同學(xué)們初步具有證據(jù)推理意識和能力，能用作探究性學(xué)習(xí)內(nèi)容“蘋果梨含鐵量的檢測”，展開更深入的探究。高中生在真實(shí)的情境中組織證偽活動，提高證據(jù)推理核心能力。

2.3注重課堂探究

化學(xué)教師應(yīng)該提高引導(dǎo)能力，在化學(xué)課中，注重教學(xué)情境的營造，開展課堂探究，讓學(xué)生提高主體意識，在學(xué)習(xí)中以主人翁的心態(tài)來思考問題，認(rèn)真分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，激發(fā)學(xué)生協(xié)作意識。例如在學(xué)習(xí)《物質(zhì)的分離與提純》這一章節(jié)內(nèi)容之前，教師可以先向?qū)W生進(jìn)行提問，“你們接觸過哪些分離混合物的方法？”“在面對不同混合物時(shí)，是否要利用不同的方法？”等。由于這些問題的答案并不是固定的，學(xué)生要利用已學(xué)知識點(diǎn)以及個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來收集資料和證據(jù)。在解答這個(gè)問題時(shí)，學(xué)生會將證據(jù)分為以下三個(gè)不同的類別，首先是來自生活實(shí)際。例如在淘米的時(shí)候會用到篩沙，工具的合理利用能夠?qū)⑹^和大米進(jìn)行分離。其次是源于之前的知識，例如蒸餾、過濾等，最后就是利用已學(xué)知識點(diǎn)對未知的問題進(jìn)行猜想。在學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性進(jìn)行思考的基礎(chǔ)上，教師可以再引導(dǎo)學(xué)生在書本中進(jìn)行證據(jù)收集，養(yǎng)成良好的習(xí)慣，慢慢發(fā)現(xiàn)對下階段化學(xué)學(xué)習(xí)的積極作用，從而為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.4提升語言表達(dá)

化學(xué)授課中，學(xué)生不僅要能夠根據(jù)證據(jù)來進(jìn)行合理推理推導(dǎo)得到結(jié)論，還要能夠準(zhǔn)確表述化學(xué)現(xiàn)象與結(jié)論。如果不具備準(zhǔn)確表述能力，化學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量會大幅下降，也無法與他人進(jìn)行正常溝通與交流。因此，化學(xué)教師在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范化表達(dá)能力，注重培養(yǎng)化學(xué)推理思維同時(shí)要把內(nèi)部語言轉(zhuǎn)化為外部語言予以表達(dá)，讓他們在證據(jù)推理中言之有理。比如在“氧化還原反應(yīng)”這一課時(shí)的學(xué)習(xí)中，要想培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推導(dǎo)能力就可以從認(rèn)知這一角度出發(fā)。通常來說高中生已經(jīng)有了很多的生活經(jīng)歷，所以對生活中的氧化還原反應(yīng)并不陌生，時(shí)?？梢砸姷剑詫ρ趸€原反應(yīng)的相關(guān)特征都已有了初步的認(rèn)識。然后在對氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念和數(shù)據(jù)的推理方法進(jìn)行回憶的同時(shí)，可以再進(jìn)一步做一些邏輯推理，簡單分析一下氧化還原反應(yīng)的推導(dǎo)過程（從化合價(jià)升降到電子失得最后到反應(yīng)類型），對后期的氧化還原反應(yīng)的理解以及“證據(jù)推理”分析有一定的幫助。通過這個(gè)過程能更具體地學(xué)習(xí)到氧化還原反應(yīng)的幾何特征。在這一系列的操作中，學(xué)生動手推導(dǎo)了氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識以及對模型的建造，極有效地訓(xùn)練到了學(xué)生的“證據(jù)推理”，給學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)的提高提供了有利因素。

結(jié)束語

倡導(dǎo)素養(yǎng)為本的化學(xué)課堂教學(xué)對證據(jù)推理核心素養(yǎng)提出了新的要求：化學(xué)知識側(cè)重素材積累，其結(jié)構(gòu)化程度解釋了證據(jù)“是什么”的廣度問題;教學(xué)過程側(cè)重思路引領(lǐng)，其邏輯化程度呈現(xiàn)了推理“怎么推”的角度問題;科學(xué)探究側(cè)重證據(jù)收集和推理方式，其層次化程度評價(jià)了證據(jù)推理“做得怎么樣”的深度問題。教師引導(dǎo)學(xué)生對這些問題進(jìn)行思考，以期強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)科認(rèn)識思路，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科論證能力，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

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本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題《高中生化學(xué)證據(jù)推理能力建構(gòu)的實(shí)踐研究》（課題編號：B-b/2018/02/53）階段性研究成果。