基于證據(jù)推理的化學實驗實踐研究

許山勇

【摘? ?要】? 進行化學實驗是學生學好化學的重要途徑，有利于激發(fā)學生學習化學的熱情，調(diào)動學生學習化學的積極性。在初中化學的教學中，為更好的進行化學實驗教學，需要運用“證據(jù)推理”的方式植入到化學實驗教學中去，幫助化學實驗有理可依的進行。

【關(guān)鍵詞】? 化學實驗;證據(jù)推理;實踐研究

“證據(jù)推理”是以事實為基礎(chǔ)，進行有步驟有條理的推理進而得出結(jié)論的方法，因此根據(jù)“證據(jù)推理”這一指導思想運用到初中化學實驗當中，通過在化學實驗中發(fā)現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，結(jié)合所學的理論知識來證實化學實驗的結(jié)果，以此來激發(fā)學生的興趣，調(diào)動學生的積極性，讓學生真正的喜歡上化學這一學科，在初中化學實際教學中可以采用這種方法來指導學生進行學習。

一、“證據(jù)推理”的概述

“證據(jù)推理”又稱DS 證據(jù)理論（Dempster-Shafer envidence theory）也稱為DS理論。是一種處理不確定性問題的推理理論。它不僅能夠強調(diào)事物的客觀性，還能強調(diào)人類對事物估算的主觀性，其最大的優(yōu)勢是對不確定性信息的描述采用“區(qū)間估計”，而非“點估計”，最后再區(qū)分不確定因素，靈活精確的反映出收集出來的數(shù)據(jù)。2017年教育部頒布的課程標準對“證據(jù)推理”的解釋是推理、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，可以通過分析、推理等方法認識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系?！被瘜W教學中的證據(jù)推理是指根據(jù)化學概念、理論和理論知識，通過比較分析、概括和歸納的推理方式，進行證實和證偽的求證方式，從而獲取新知識、解決新問題的邏輯思維過程。

二、基于“證據(jù)推理”的實驗過程研究

1.教師通過化學實驗教學，讓學生認識到，科學探究并非很神奇和難理解，身邊就有許多值得探究的問題。通過證據(jù)推理分析，讓學生學會關(guān)注生活。關(guān)于呼吸作用是一個化學反應，消耗有機物和氧氣，生成二氧化碳和水蒸氣，放出能量的化學研究。就是基于二氧化碳和空氣的性質(zhì)的理論根據(jù)，推理在化學實驗的結(jié)果的過程。

【探究實驗一】

探究實驗教學中，探究人體吸入和呼出的氣體，回顧生物課呼吸系統(tǒng)知識，已知呼吸過程中吸入氧氣，與人體沒有機物發(fā)出反應，生成二氧化碳和水，同時釋放能量。

【問題】

吸入和呼出的氣體成分到底有什么不同？

【實驗活動】

①利于排水方法收集兩瓶呼出的氣體。另取兩個盛有空氣的空的集氣瓶。②向空氣和呼出的氣體中分別滴入相同滴數(shù)的橙清石灰水搖晃。③將燃著的小木條分別插入空氣與呼出的氣體中。④取兩塊干燥的玻璃片，對著其中一款呼氣，觀察水蒸氣的情況并與另一塊放在空氣中的玻璃片進行比。

【觀察現(xiàn)象】

基于兩種氣體都沒有顏色。①盛有空氣的集氣瓶內(nèi)澄清石灰水沒有明顯的變化;盛有呼出的氣體的集氣瓶內(nèi)澄清石灰水很快的變渾濁。②盛有空氣的集氣瓶內(nèi)木條燃燒火苗不變;呼出氣體是火苗熄滅了。③空氣中的玻璃片上沒有變化;呼氣的玻璃片上有一層水霧。

【實驗結(jié)論】

①空氣與人呼出的氣體均沒有顏色，而且呼出氣體一部分不溶于水。②呼出氣體中含有二氧化碳比空氣濃度大。③呼出的氣體中氧氣濃度比空氣中小。④呼出的氣體中水蒸氣的含量比空氣中水蒸氣的含量大。

2.化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學，炸彈的發(fā)明就是化學實驗探究的成果之一，它告訴我們化學的重大發(fā)現(xiàn)和科研成果就是通過實驗得到的。而證據(jù)推理的作用是實驗研究的重要內(nèi)容。針對蠟燭的燃燒的探究進行實驗研究。

【設(shè)計實驗】

對一支蠟燭在燃燒前、燃燒過程中和熄滅后三個階段進行觀察。如圖所示：

【實驗過程】

【實驗結(jié)論】

①石蠟的密度比水小、質(zhì)地軟、難溶于水。②蠟燭燃燒放出熱量，并有水和二氧化碳生成;白煙生成的小顆粒說明焰心部分主要是蠟燭蒸氣。得出蠟燭燃燒的文字表達公式：石蠟+氧氣? ? ? ? ? ? 二氧化碳+水。

三、基于證據(jù)推理對學生的意義

1.有利于培養(yǎng)學生的化學實驗中的探索能力。實驗探究的能力是學生推理能力的重要組成部分。探究實驗的能力是對實驗對象進行分析-提出問題-科學猜想-設(shè)計方案-處理數(shù)據(jù)的過程，其過程具有科學性和條理性。在初中化學實驗教學中，進行合理的探究分析有助于提高學生的邏輯思維的能力。

2.有利于提高學生進行自我反思能力。在每一次的實驗探究中，做好自我監(jiān)督和調(diào)節(jié)的工作。懂得將每次實驗的思維的方式和過程進行回顧和總結(jié)。有利于下次實驗更加嚴謹。通過反思，學生可以找出自己對實驗認識不足，強化化學實驗知識，形成實驗的自我內(nèi)化。

3.有利于提高對證據(jù)推理的語言表述能力。在化學教學中更重要的是通過已知的知識和推理證據(jù)進行整合運用語言表述得出實驗結(jié)果。從而提高了學生的思維能力和語言組織能力。如果無法很好的整合語言能力，推理能力和思維就只能變成“只可意會不可言傳”的缺憾。做到有理可依，將一切的化學實驗結(jié)果用“證據(jù)”說話。也就是說，學生對自己證據(jù)推理表述要做到言之有理，落筆有據(jù)。

總之，培養(yǎng)學生證據(jù)推理能力是化學學科教學中重要內(nèi)容和關(guān)鍵，同時也是新課標的根本要求.基于“證據(jù)推理”的能力可以有效提高學生的化學實驗的邏輯性和推理性。初中化學教師在實驗教學中，應當充分培養(yǎng)學生在化學實驗當中的推理能力，激發(fā)學生學習化學的興趣和思維能力得到有效訓練，從而極大地提高化學實驗教學質(zhì)量。

【參考文獻】

[1]耿元元.基于“證據(jù)推理”的化學實驗實踐研究[J].化學教與學，2017（7）：93-94.

[2]楊硯寧.基于證據(jù)推理的科學探究：實驗、評價及反思——以“鐵釘銹蝕實驗”為例[J].化學教與學，2017（2）：13-15.