挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源培養(yǎng)學(xué)生推理能力探析

楊孝珍

摘 要：化學(xué)作為一門(mén)與實(shí)驗(yàn)密切相關(guān)的課程，很多理論基礎(chǔ)知識(shí)都是從實(shí)驗(yàn)中得來(lái)的，而且一些化學(xué)問(wèn)題也需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為有效培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中的推理論斷能力，教師在教學(xué)過(guò)程中要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)猜想，并結(jié)合課堂內(nèi)容充分挖掘?qū)嶒?yàn)資源，在兩者結(jié)合的情況下引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和表達(dá)，進(jìn)而提高其理論推理能力。結(jié)合當(dāng)前化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，就初中化學(xué)教師在教學(xué)過(guò)程中如何利用實(shí)驗(yàn)資源來(lái)培養(yǎng)學(xué)生推理能力作簡(jiǎn)要分析并提出相關(guān)教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);實(shí)驗(yàn)資源;推理能力;教學(xué)策略

推理能力是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中根據(jù)基礎(chǔ)知識(shí)在經(jīng)過(guò)深思熟慮后對(duì)于問(wèn)題作出科學(xué)推斷和邏輯判斷，不僅要做到對(duì)實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行科學(xué)處理，還得根據(jù)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和延伸，以促使其化學(xué)論據(jù)推理能力進(jìn)一步提升。對(duì)此，教師在教學(xué)過(guò)程中也要根據(jù)教學(xué)安排，給學(xué)生安排盡量多的實(shí)驗(yàn)課程，使其根據(jù)理論內(nèi)容從實(shí)驗(yàn)中獲得真知，在真正提高學(xué)生化學(xué)水平的同時(shí)提升其化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、根據(jù)理論問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)猜想

在日常生活中，學(xué)生會(huì)遇到很多的化學(xué)現(xiàn)象，但是不明白其化學(xué)原理。對(duì)此，教師在教學(xué)過(guò)程中可引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理猜想，以形成對(duì)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。首先，教師在平時(shí)上課時(shí)要根據(jù)課堂內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生在生活中的化學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)意識(shí)。對(duì)此，教師可根據(jù)目前的一些熱點(diǎn)問(wèn)題或者生活常見(jiàn)現(xiàn)象，如純堿可以去油污、氧含量對(duì)物質(zhì)燃燒的影響等，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)從理論上推斷其原理，并依據(jù)其過(guò)程作出一些推斷，如物質(zhì)在封閉系統(tǒng)里燃燒，其火焰會(huì)逐漸降低至熄滅等。其次，教師要給予學(xué)生自主思考的時(shí)間，在其有自己的想法后，教師可讓學(xué)生之間進(jìn)行討論，以促使學(xué)生互相交流想法，并通過(guò)深思熟慮和互相探討能充分考慮到生活現(xiàn)象的發(fā)生過(guò)程及趨勢(shì)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證細(xì)節(jié)，這樣能發(fā)展學(xué)生的思維能力，也能為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如，在“燃燒和滅火”一課教學(xué)時(shí)，教師可利用家里油鍋著火引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)化學(xué)課堂，詢問(wèn)學(xué)生當(dāng)油鍋著火時(shí)為何不能用水澆、蓋鍋蓋為何能迅速滅火等問(wèn)題，這時(shí)學(xué)生一般都會(huì)考慮到關(guān)于燃燒的影響因素，如油水不容，澆水不起作用;蓋鍋蓋則能阻止氧含量的補(bǔ)充等，在學(xué)生作出一定的判斷后，教師可讓學(xué)生成立學(xué)習(xí)小組進(jìn)行討論交流，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，教師可根據(jù)學(xué)生的燃燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。教師在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)生活想象導(dǎo)入課堂內(nèi)容，不僅能促使學(xué)生進(jìn)行合理猜想，還能激發(fā)其做實(shí)驗(yàn)的興趣。

二、利用實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力

在化學(xué)學(xué)習(xí)中，實(shí)驗(yàn)既是對(duì)理論知識(shí)的補(bǔ)充和驗(yàn)證，也是學(xué)生獲得化學(xué)理性認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的唯一途徑。對(duì)此，教師在教學(xué)過(guò)程中要引導(dǎo)學(xué)生制訂合理的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從多方面來(lái)培養(yǎng)其化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。一方面，教師可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)踐問(wèn)題在進(jìn)行一定的理論分析和認(rèn)識(shí)后，讓學(xué)生根據(jù)自己的猜想和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、分析、實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，既提高其對(duì)理論知識(shí)的理解程度，也能培養(yǎng)其對(duì)實(shí)驗(yàn)的自主探究能力。另一方面，教師也要讓學(xué)生注意對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和理解能力，要讓學(xué)生注重對(duì)每一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和探討，既解決實(shí)驗(yàn)實(shí)際問(wèn)題，也能提升其化學(xué)綜合能力。如，在“溶液酸堿性的檢測(cè)”一課教學(xué)時(shí)，教師將酸堿性環(huán)境中一些檢測(cè)試劑的變化引進(jìn)課堂內(nèi)容，然后讓小組學(xué)生根據(jù)自身所學(xué)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)試劑的選取、實(shí)驗(yàn)步驟的制定、比色卡的比對(duì)方法等。在實(shí)驗(yàn)前教師要給學(xué)生講清楚實(shí)驗(yàn)室規(guī)則和注意事項(xiàng)。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要讓其注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如紫色石蕊遇酸變紅、無(wú)色酚酞遇堿變藍(lán)等。同時(shí)教師也要讓其分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和理論依據(jù)，以提高其推理能力以及自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。教師在教學(xué)過(guò)程中利用實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充來(lái)驗(yàn)證學(xué)生的科學(xué)猜想，不僅能促進(jìn)其理論知識(shí)的發(fā)展，還能培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。

三、理論實(shí)驗(yàn)結(jié)合，豐富學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)

在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對(duì)于化學(xué)現(xiàn)象和原理已經(jīng)有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，但是如何將實(shí)驗(yàn)信息理論化和清晰化，大部分學(xué)生卻不得而知。對(duì)此，教師可在學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后讓其和理論知識(shí)結(jié)合進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)習(xí)，以豐富其認(rèn)知結(jié)構(gòu)。首先，教師要給學(xué)生深化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引領(lǐng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)步驟的不斷推進(jìn)而了解關(guān)于實(shí)驗(yàn)更深層次的知識(shí)，如氧氣的制取除了高錳酸鉀外，還有過(guò)氧化氫和氯酸鉀等;自然界的水除海水、河流外還有地下水等，要既立足于課堂實(shí)驗(yàn)，還能放眼于自然界，以豐富課堂內(nèi)容。其次，教師要讓學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行語(yǔ)言輸出，即能夠有層次、有邏輯地將實(shí)驗(yàn)信息表達(dá)出來(lái)。對(duì)此，教師在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)就要讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)信息組織自己的語(yǔ)言進(jìn)行整理，并結(jié)合課堂內(nèi)容進(jìn)行深入分析和理解，也可根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行下一步的推理和判斷。如，在“空氣中氧含量的測(cè)定”一課教學(xué)中，這個(gè)結(jié)果是人所共知的，氧氣約占空氣的1/5左右，因此教師要注重對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)理論結(jié)合能力以及信息獲取能力的培養(yǎng)。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，教師要先讓學(xué)生梳理實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和注意事項(xiàng)，如實(shí)驗(yàn)步驟可歸納為查—裝—定—點(diǎn)—收—離—熄，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意裝置的氣密性、要冷卻完全等。同時(shí)教師也要通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究讓其及時(shí)了解實(shí)驗(yàn)變化情況，并具體說(shuō)明原因，如燒杯水面變化說(shuō)明了什么、紅磷熄滅的原因是什么等。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)后，教師還要讓其進(jìn)行復(fù)述。教師在教學(xué)過(guò)程中促使學(xué)生結(jié)合理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能極大地豐富其認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

四、引導(dǎo)學(xué)生自我反思，拓展其知識(shí)空間

自我反思是指讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)或?qū)嶒?yàn)后思考自己的操作細(xì)節(jié)、結(jié)果以及失誤的原因等，從而能吸取教訓(xùn)，并加深理解和記憶，以提高其知識(shí)空間。對(duì)此，教師在教學(xué)過(guò)程中可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反思，使其通過(guò)反省而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生說(shuō)出自己在實(shí)驗(yàn)中所遇到的問(wèn)題和困難，可先讓學(xué)生進(jìn)行自我反思和評(píng)估，要說(shuō)出其實(shí)驗(yàn)收獲和心得，并著重突出其與實(shí)驗(yàn)前的猜想是否對(duì)上以及自己的理論推斷哪里出了問(wèn)題等。在這個(gè)過(guò)程中，教師先要從整體上給學(xué)生把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與環(huán)節(jié)梳理一遍，然后對(duì)于不同學(xué)生出現(xiàn)的不同問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整解決，這樣既能滿足其學(xué)習(xí)需要，還能拓展其知識(shí)空間。最后教師還需要根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)以及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的評(píng)估。如，在“鐵制品銹蝕條件”一課教學(xué)后，教師可先給出時(shí)間讓學(xué)生總結(jié)自己在實(shí)驗(yàn)中的收獲與心得，并提出自己不懂的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)困難，如對(duì)鐵發(fā)生的銹蝕反應(yīng)不理解、鐵的銹蝕產(chǎn)物成分不確定等。對(duì)此，教師可先給學(xué)生做整體上的梳理，讓學(xué)生針對(duì)自己的問(wèn)題有一個(gè)初步了解。然后教師再給其詳細(xì)解釋或者繼續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，如，在讓學(xué)生進(jìn)行充分的猜想和反思后，引導(dǎo)其設(shè)計(jì)鐵銹的成分測(cè)定實(shí)驗(yàn);對(duì)于不生銹的鐵釘從理論上去探析原因等。教師在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反思，不僅能提升其思維能力，還能發(fā)展其化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

五、完善探究要素，培養(yǎng)學(xué)生推理意識(shí)

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要從科學(xué)探究出發(fā)，在做好教學(xué)創(chuàng)新工作的基礎(chǔ)上將學(xué)生帶入到實(shí)踐中去，以此來(lái)幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生所提出的問(wèn)題主要是從事實(shí)證據(jù)出發(fā)的，通過(guò)猜想與假設(shè)，以此來(lái)提出不確定結(jié)論，為后續(xù)驗(yàn)證工作開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，在掌握學(xué)生具體特點(diǎn)的基礎(chǔ)上來(lái)滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，保證教育的先進(jìn)性。學(xué)生也可以結(jié)合具體的實(shí)踐活動(dòng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整，在收集證據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究目標(biāo)。由于科學(xué)探究與具體環(huán)節(jié)實(shí)施之間有著密切的聯(lián)系，因此在教學(xué)中就要從相互聯(lián)系出發(fā)，在做好相輔相成的基礎(chǔ)上找準(zhǔn)教育重點(diǎn)，做好科學(xué)判斷工作，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，在強(qiáng)化學(xué)生推理意識(shí)的同時(shí)滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。通過(guò)從各項(xiàng)探究要素入手，在保證學(xué)生學(xué)習(xí)循序漸進(jìn)的同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的樂(lè)趣，從而在借鑒要素的同時(shí)加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

六、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生證據(jù)意識(shí)

實(shí)驗(yàn)情境作為化學(xué)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)之一，對(duì)學(xué)生的論證推理能力發(fā)展有著重要的意義，同時(shí)也是學(xué)生科學(xué)探究與獲取事實(shí)證據(jù)的基礎(chǔ)。在教學(xué)中要從科學(xué)探究出發(fā)，確保學(xué)生能夠掌握事實(shí)證據(jù)，以此來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)感受。不論是哪一種研究成果，在發(fā)明上有著一定的相似性，也就是說(shuō)問(wèn)題是來(lái)源于實(shí)驗(yàn)事實(shí)的，同時(shí)也可以借助實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)解決。所以在教學(xué)中教師就要深入挖掘教材，選擇典型的案例來(lái)引導(dǎo)學(xué)生，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的基礎(chǔ)上保持學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。如，學(xué)生在學(xué)習(xí)“燃燒和滅火”這一內(nèi)容時(shí)，就可以從學(xué)生的生活常識(shí)入手，借助“水中生火”來(lái)激發(fā)出學(xué)生的好奇心。實(shí)驗(yàn)的展示，不僅可以調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也可以讓學(xué)生對(duì)化學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生出探究的欲望，在提出自己看法的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)情境進(jìn)行分析，不僅可以激發(fā)出學(xué)生的求證意識(shí)，也能夠?qū)θ紵龡l件進(jìn)行進(jìn)一步探索，從而掌握重點(diǎn)知識(shí)，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)與能力，讓學(xué)生在獲取證據(jù)的基礎(chǔ)上感受到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣所在，并逐漸形成證據(jù)推理能力。這一階段的學(xué)生正處于形象思維向抽象思維不斷過(guò)渡的階段，但是在面對(duì)問(wèn)題時(shí)更多的是以形象思維為主，所以在教學(xué)中就要從學(xué)生身心特點(diǎn)出發(fā)，選擇學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景，在做好研究工作的基礎(chǔ)上來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，以此來(lái)滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，讓學(xué)生在探究中養(yǎng)成論證推理習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)的有效性。

培養(yǎng)學(xué)生的論證推理能力不僅是化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，其在大方向上也符合新時(shí)代課程目標(biāo)的教學(xué)要求。對(duì)此，教師在教學(xué)過(guò)程中也要制訂科學(xué)的、合理的教學(xué)計(jì)劃，既從理論上去豐富學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，也要給其增加較多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，使其能在學(xué)習(xí)中成長(zhǎng)，在反思中進(jìn)步，在促進(jìn)學(xué)生化學(xué)水平全面提高的同時(shí)提升教師自身的教學(xué)藝術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]向莉莉.運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究提高學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)[J].都市家教月刊，2016（9）：235.

[2]胡元兵.通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生“分析推理”能力事例談[J].新一代（科教版），2017（3）：108.

[3]陳瑾.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生證據(jù)推理能力的培養(yǎng)[J].數(shù)理化解題研究，2018（8）：82-83.

[4]余洋.在化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的能力[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2018（3）：21-22.

編輯 張佳琪