指向“證據(jù)推理”的初中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐與探索

趙曉芳

[摘 ? 要]《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出了實(shí)驗(yàn)探究的重要性，旨在以之為載體訓(xùn)練和提升學(xué)生的思維能力，綜合培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。以“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)為例，從模式設(shè)計(jì)、課堂實(shí)踐、教學(xué)反思三個(gè)方面探索指向“證據(jù)推理”的初中化學(xué)教學(xué)， 促進(jìn)學(xué)生在證據(jù)探尋、推理中養(yǎng)成基于證據(jù)推理的思維方式，練就勤于思考、敢于質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)推斷、執(zhí)著堅(jiān)定的思維品質(zhì)。

[關(guān)鍵詞]證據(jù)推理;質(zhì)量守恒;初中化學(xué)

[中圖分類號(hào)] ? ?G633.8 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號(hào)] ? ?1674-6058（2020）26-0070-02

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究過程猶如一部“偵探小說”，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象即破案的證據(jù)，推理即破案的過程。指向“證據(jù)推理”的化學(xué)教學(xué)，將證據(jù)推理回歸到現(xiàn)象本真，由事實(shí)出發(fā)一步步直擊結(jié)論，有利于培養(yǎng)學(xué)生基于證據(jù)推理的思維方式，練就勤于思考、敢于質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)推斷、執(zhí)著堅(jiān)定的思維品質(zhì)。

一、模式設(shè)計(jì)，以生為本突破傳統(tǒng)

質(zhì)量守恒定律的教學(xué)，大多通過一兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)對(duì)質(zhì)量守恒原理進(jìn)行驗(yàn)證，這種“以講代做”的教學(xué)方式單方面引導(dǎo)學(xué)生的思維發(fā)展，一定程度上限制了學(xué)生思維的自由發(fā)揮。而基于證據(jù)推理的教學(xué)，是力求讓教育回歸本真，以學(xué)生為起點(diǎn)，以學(xué)生的個(gè)體提升為目標(biāo)，以“陽光學(xué)習(xí)”為價(jià)值取向的課堂教學(xué)。結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，筆者以問題“化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量存在著什么樣的關(guān)系？”來引入課題，鼓勵(lì)學(xué)生從生活中尋找證據(jù)，同時(shí)利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再現(xiàn)，進(jìn)而通過證據(jù)推理歸納發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)含其中的質(zhì)量守恒定律。具體的流程如圖1所示。

值得注意的是，收集證據(jù)尤為重要，實(shí)驗(yàn)的編制要注重可行性、易操作性，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯化，同時(shí)要注重證據(jù)與結(jié)論之間的層層遞進(jìn)與邏輯推導(dǎo)關(guān)系，從而對(duì)現(xiàn)象做出合理的解釋，使質(zhì)量守恒定律成為可靠的結(jié)論，使化學(xué)學(xué)習(xí)合乎邏輯且具有實(shí)效。在教學(xué)過程中，要盡可能滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，利用學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)來引發(fā)共鳴，讓推理使學(xué)生思維充滿張力，讓學(xué)生切實(shí)感受到化學(xué)學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)性與魅力。

二、課堂實(shí)踐，原生課堂自然生成

課堂是燃燒青春、張揚(yáng)個(gè)性的主陣地，只有學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的外顯，才能讓教師更好地觀察、了解學(xué)生的具體情況，從而更好地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展思維，讓學(xué)生在自由、開放的環(huán)境中茁壯成長。

1.提出問題，確立學(xué)習(xí)目標(biāo)，思維起航

提出的問題應(yīng)有一定的思維容量，能夠讓學(xué)生在思考中收獲知識(shí)、厘清原理、辨析方法和形成化學(xué)觀念。好的問題既要關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知水平，又能夠使學(xué)生聯(lián)系熟悉的現(xiàn)象和知識(shí)，對(duì)問題進(jìn)行初步表征、提出假設(shè)，然后轉(zhuǎn)化成可操作性實(shí)驗(yàn)，為證據(jù)推理奠定基礎(chǔ)。

如質(zhì)量守恒定律的教學(xué)過程中，筆者開門見山地提出了這樣的探究問題：化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量存在著什么樣的關(guān)系？

面對(duì)這一問題，學(xué)生會(huì)將問題拆解成幾個(gè)小問題，如什么是化學(xué)反應(yīng)？化學(xué)反應(yīng)有哪些？反應(yīng)物和生成物是什么？如何測(cè)量反應(yīng)過程中的質(zhì)量變化？這些問題具有一定的遞進(jìn)性和可操作性，可以順利勾起學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的回憶，找到生活中常見的、熟悉的案例，并積極進(jìn)行深入探索。問題的提出，使學(xué)生的思維順利起航，學(xué)生根據(jù)原有認(rèn)識(shí)將問題拆解后，問題與問題的連接形成了整個(gè)航線，使課堂教學(xué)能夠自由而又穩(wěn)定地向前航行。

2.甄別篩選，形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)，尋找證據(jù)

為問題尋求答案是學(xué)生的本能，而原有認(rèn)知和生活經(jīng)驗(yàn)就是學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備。生活經(jīng)驗(yàn)為問題的解決提供了豐富的載體，為實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)提供了更多的可能性。面對(duì)學(xué)生提出的眾多反應(yīng)，教師應(yīng)盡可能滿足學(xué)生的想法，讓證據(jù)更加多元、豐滿，同時(shí)對(duì)眾多觀點(diǎn)進(jìn)行分類選擇，以確立具有代表性的實(shí)驗(yàn)。

面對(duì)問題，學(xué)生找到了各種各樣的支撐點(diǎn)，初步形成了自己的看法。

學(xué)生1：木炭燃燒生成了二氧化碳?xì)怏w，固體質(zhì)量減少;銅粉加熱生成了氧化銅，固體質(zhì)量增加。

學(xué)生2：質(zhì)量守恒定律研究的是反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的總和而非固體質(zhì)量的改變。

學(xué)生3：質(zhì)量關(guān)系有大于、小于、等于三種，故我們需要利用密閉容器來研究反應(yīng)前后的總質(zhì)量關(guān)系。

最終學(xué)生選擇了氧化反應(yīng)、中和反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)為代表，對(duì)比了波義耳和拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)裝置圖，設(shè)置了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一：將銅粉放置于試管中，用帶有注射器的橡皮塞塞緊。分別稱量加熱前后整個(gè)裝置的質(zhì)量，對(duì)比得出結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)二：稱量分別盛有鹽酸與氫氧化鈉溶液的燒杯的總質(zhì)量，將兩溶液混合反應(yīng)，再稱量反應(yīng)后兩個(gè)燒杯的總質(zhì)量，對(duì)比前后質(zhì)量得出結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)三：稱量碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)前的藥品與密閉裝置的總質(zhì)量，讓二者在密閉容器中反應(yīng)，再稱量反應(yīng)后的總質(zhì)量，對(duì)比前后質(zhì)量得出結(jié)論。

在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生不僅真實(shí)地看到了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還通過稱量的方法進(jìn)行了定量觀察，按照自己的設(shè)想收集到了相關(guān)的證據(jù)。這樣的學(xué)習(xí)，雖然通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明了質(zhì)量守恒定律的存在，但還缺乏更深層的解釋。此時(shí)，證據(jù)推理尤為重要，它可順利將課堂教學(xué)推進(jìn)到重點(diǎn)探究中。

3.追本溯源，激烈辨析討論，證據(jù)推理

單從現(xiàn)象得出結(jié)論，難免會(huì)讓結(jié)論顯得單薄。質(zhì)量守恒定律結(jié)論的得出，利用的是歸納法，但事實(shí)證據(jù)不可能完全窮舉，結(jié)論的正確與否需要一個(gè)解釋，而符合邏輯的證據(jù)推理可以增加結(jié)論的可靠性。辨析討論可以使學(xué)生的討論更加多元，讓學(xué)生在傾聽中學(xué)會(huì)分析、借鑒、融合和提升，將學(xué)生心中的疑惑一一消除，使學(xué)生對(duì)結(jié)論的理解更加扎實(shí)透徹。在討論中，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了辨析，使認(rèn)知越來越接近反應(yīng)的本質(zhì)。

如教學(xué)中，筆者為學(xué)生演示銅加熱反應(yīng)的微觀模擬圖（如圖2），引導(dǎo)學(xué)生從微觀的角度討論質(zhì)量守恒定律。

學(xué)生從分子、原子的層次對(duì)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行了分析推導(dǎo)，根據(jù)“反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目不變”推導(dǎo)出“反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變”這一結(jié)論，從本質(zhì)上對(duì)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行了理解。宏觀與微觀的辨析討論，讓學(xué)生對(duì)質(zhì)量守恒定律的理解更加透徹。利用總結(jié)歸納的方法，學(xué)生從宏觀、微觀兩個(gè)角度進(jìn)行總結(jié)分析（見表1）。

證據(jù)推理，達(dá)到了“多合一”的效果，讓學(xué)生在眾多實(shí)驗(yàn)中看到質(zhì)量變化的本質(zhì)，從多個(gè)角度、多個(gè)維度得出質(zhì)量守恒定律，使概念的呈現(xiàn)真實(shí)高效;讓學(xué)生的理解更為深入，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維的延伸與提升，使學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解、方法、能力等方面再上一個(gè)新臺(tái)階。

三、教學(xué)反思，證據(jù)為本回歸本真

1.“證據(jù)為本”為基點(diǎn)

問題提出后，學(xué)生會(huì)嘗試在自己的認(rèn)知范圍內(nèi)尋找答案，先從生活經(jīng)驗(yàn)中尋找有用證據(jù)，討論木炭燃燒過程中質(zhì)量的變化;然后在固體質(zhì)量的減少中追問該反應(yīng)是不是能代表所有的反應(yīng);接著討論銅加熱反應(yīng)，不同的結(jié)論讓學(xué)生產(chǎn)生了探究的欲望，順利激活了學(xué)生的思維;最后師生一起向更深層次尋找證據(jù)，從微觀的角度分析分子、原子的變化過程，進(jìn)一步為質(zhì)量守恒定律的推導(dǎo)提供證據(jù)。整個(gè)教學(xué)過程，以證據(jù)為本，排列有序、邏輯清晰，確保學(xué)生始終活躍在自己的最近發(fā)展區(qū)，輕松自如。

2.“推理求真”為核心

教育不是灌輸而是點(diǎn)燃。證據(jù)呈現(xiàn)之后，質(zhì)疑仍然存在，與證據(jù)對(duì)話才是消除疑惑的最好方法。在證據(jù)推理的過程中，教師要給學(xué)生自由發(fā)揮的時(shí)間和空間，不要急于告知結(jié)論，而是讓學(xué)生做一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者，滿足學(xué)生這種根深蒂固的心理需求，鼓勵(lì)學(xué)生勇敢與證據(jù)對(duì)話。如在木炭燃燒中得到固體質(zhì)量減少的結(jié)論，在銅加熱反應(yīng)中得到固體質(zhì)量增加的結(jié)論，這兩個(gè)結(jié)論的相互矛盾自然會(huì)在學(xué)生大腦中產(chǎn)生沖擊，進(jìn)而促使學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想、分析、交流和討論。學(xué)生在犯錯(cuò)、糾錯(cuò)中自行修正思維，最終實(shí)現(xiàn)問題的解決，建構(gòu)化學(xué)的“變化觀”“守恒觀”和“科學(xué)本質(zhì)觀”，使最終的結(jié)論深入人心。

總之，基于“證據(jù)推理”的化學(xué)課堂教學(xué)，讓學(xué)生本色出場(chǎng)、真情流露，教學(xué)模式簡(jiǎn)潔明了，符合學(xué)生的認(rèn)知水平，有利于學(xué)生實(shí)事求是、辯證唯物的學(xué)科思維方式的形成，使學(xué)生愉快地完成每一次的學(xué)習(xí)任務(wù)，并由衷期待下一次“基于證據(jù)推理”的學(xué)習(xí)之旅。

（責(zé)任編輯 羅 ? 艷）