邏輯推理在化學(xué)證據(jù)推理教學(xué)中的應(yīng)用

程潔鑾 李佳 楊詩敏 南俊民

摘要：?基于證據(jù)推理觀點(diǎn)并結(jié)合邏輯學(xué)思想，提出融合邏輯學(xué)的證據(jù)推理化學(xué)教學(xué)的相關(guān)策略與教學(xué)案例。在教學(xué)策略上，特別指出問題情境、任務(wù)目的、過程主體和邏輯學(xué)知識滲透是教學(xué)實(shí)施的核心。根據(jù)所提出的教學(xué)策略，設(shè)計(jì)“Na的性質(zhì)”的課堂教學(xué)案例，以期通過日常教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)證據(jù)推理素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：?證據(jù)推理;?邏輯推理;?教學(xué)策略;?化學(xué)教學(xué);?鈉的性質(zhì)

文章編號：?10056629（2021）07004304

中圖分類號：?G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：?B

1?前言

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確提出，要培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理素養(yǎng)，其關(guān)鍵在于證據(jù)間邏輯關(guān)系的建立。這就要求學(xué)生要具有證據(jù)意識，能基于證據(jù)對物質(zhì)的組成、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[1]。具體地說，上述要求可概括為兩點(diǎn)，其一要有證據(jù)意識，其二要建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)間的邏輯關(guān)系。

教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)表明，在證據(jù)推理素養(yǎng)的形成過程中，既要讓學(xué)生具有證據(jù)意識，同時(shí)也需要有邏輯推理的能力與方法。目前已有的基于證據(jù)推理的化學(xué)教學(xué)研究，主要集中在證據(jù)意識的培養(yǎng)上，對于如何發(fā)展邏輯推理形式，卻很少受到應(yīng)有的關(guān)注。

鑒于此，參考邏輯推理法，給出適用化學(xué)證據(jù)推理教學(xué)的相應(yīng)策略，并以“Na的性質(zhì)”教學(xué)為例，探討培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)證據(jù)推理素養(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，以期教師能夠認(rèn)可并重視課堂推理過程，提高學(xué)生對推理正誤的判斷能力，增強(qiáng)他們推理思維的縝密性。

2?結(jié)合邏輯推理法提出適用化學(xué)證據(jù)推理教學(xué)的相關(guān)策略

2.1?邏輯推理與證據(jù)推理

邏輯推理是指基于一定的思維標(biāo)準(zhǔn)，從一個(gè)或多個(gè)命題有效地推導(dǎo)出新命題的思維過程[2]。推理的對象是命題，在某種意義上，所有的證據(jù)都是命題。證據(jù)的作用通過命題來實(shí)現(xiàn)，而命題則使證據(jù)中所蘊(yùn)含的關(guān)于物質(zhì)及其變化的事實(shí)或各類物質(zhì)及其反映的不同特征得以發(fā)現(xiàn)和確立[3]。證據(jù)可分為直接證據(jù)和間接證據(jù)兩大類。直接證據(jù)是客觀存在的事實(shí)，如自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。間接證據(jù)是前人已經(jīng)證實(shí)的原理、定律、結(jié)論和推論等[4]。

證據(jù)推理過程中，除了要明確推理過程中需要具備的前提（證據(jù)）外，還需要我們明確推理過程中所要用到的推理形式，建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間邏輯關(guān)系的過程就是邏輯推理過程。通過正確推理方法的習(xí)得，讓我們理清前提（證據(jù)）與結(jié)論間的邏輯關(guān)系，并學(xué)會辨別其推理的有效性，從而提高證據(jù)推理能力。

2.2?邏輯推理法在化學(xué)教學(xué)中的體現(xiàn)

邏輯推理可分為類比推理、歸納推理和演繹推理。其中，演繹推理是指從一般性的前提出發(fā)，通過推導(dǎo)得出具體陳述或個(gè)別結(jié)論的過程[5]。演繹推理的基本形式是三段論，是一種以兩個(gè)包含著一個(gè)共同概念的性質(zhì)判斷為前提，推出一個(gè)新的性質(zhì)判斷為結(jié)論的推理形式[6]。在化學(xué)教學(xué)中，很多化學(xué)知識都涉及到三段論演繹推理。以有機(jī)化學(xué)反應(yīng)為例，烯烴類物質(zhì)在Br2的CCl4溶液中可發(fā)生加成反應(yīng);丙烯是烯烴類物質(zhì)，那么丙烯在Br2的CCl4溶液中可發(fā)生加成反應(yīng)。這里，反應(yīng)物與產(chǎn)物及反應(yīng)條件的關(guān)系，就很好地體現(xiàn)了演繹推理的邏輯。

此外，類比推理和歸納推理等思維方法在化學(xué)教學(xué)中的體現(xiàn)也比比皆是。譬如，在Na2O的性質(zhì)學(xué)習(xí)中，我們會類比CaO與H2O的反應(yīng)情況，推理得出Na2O與H2O反應(yīng)的產(chǎn)物;在原電池的學(xué)習(xí)中，教師往往會選擇不同的電極材料，分別與稀硫酸、導(dǎo)線和電流表形成閉合回路，通過電流表指針的變化情況，歸納得出原電池的形成條件之一，即需要有氧化還原反應(yīng)過程。在這里，可發(fā)現(xiàn)不管演繹推理，還是類比推理、歸納推理，其思維方法的使用，都需要以一定的知識為支撐，通過一定的推理形式，才可獲得新知。

因此，立足于邏輯推理所衍生出的思考問題的方法，讓學(xué)生以已有認(rèn)知為前提，通過推理建構(gòu)新知，對學(xué)生學(xué)好化學(xué)知識，理解化學(xué)物質(zhì)及其反應(yīng)的精髓，并合理利用化學(xué)物質(zhì)及其反應(yīng)，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是對目前所倡導(dǎo)的證據(jù)推理素養(yǎng)的有效落實(shí)。

2.3?證據(jù)推理素養(yǎng)培育導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)策略

證據(jù)推理作為一種高階的思維方式，其培養(yǎng)離不開一個(gè)個(gè)縝密的邏輯推理過程。推理行為的發(fā)生，首先需要問題情境的驅(qū)動。要充分挖掘教學(xué)情境素材，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)選擇相應(yīng)的素材并精心設(shè)計(jì)問題，在情境中涵蓋一定量的信息。

在真實(shí)、有意義的問題情境下，學(xué)生通過對問題的理解、搜尋和獲取證據(jù)，構(gòu)建聯(lián)系，在問題的解決中發(fā)展其證據(jù)推理能力。比如在進(jìn)行“Na與H2O的反應(yīng)”教學(xué)片斷中，首先，可以“滴水生火”創(chuàng)設(shè)情境，并以“Na與H2O發(fā)生了什么反應(yīng)”的真實(shí)問題進(jìn)行驅(qū)動，激發(fā)學(xué)生的求知欲，從而開展證據(jù)推理活動。

其次，要制定出合適的推理任務(wù)。這是指教師以化學(xué)教學(xué)為載體，對學(xué)生的推理能力進(jìn)行培養(yǎng)的過程中，對于什么教學(xué)內(nèi)容運(yùn)用什么推理形式的培養(yǎng)，教師應(yīng)該作合理選擇。不同的教學(xué)內(nèi)容涉及的邏輯推理形式是各不相同的，具體如表1所示。

比如，在Na與H2O反應(yīng)的學(xué)習(xí)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生基于氧化還原反應(yīng)原理和質(zhì)量守恒定律對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行推理預(yù)測，這其中就蘊(yùn)含著許多三段論中第一格的AAA式邏輯推理。由此可見，Na與H2O反應(yīng)的教學(xué)片斷是發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理素養(yǎng)的好載體。此外，在推理過程中，學(xué)生是否具備所需證據(jù)或者是否存在獲取所需證據(jù)的途徑，教師應(yīng)該事先考慮好。若學(xué)生缺少獲取證據(jù)的途徑（如未學(xué)過的知識），教師應(yīng)給予一定的信息支撐。

再者，要明確推理過程的主體。在教學(xué)的推理過程中，教師要明確推理的主體是學(xué)生。教師要利用課堂問答、小組合作以及引導(dǎo)鼓勵(lì)等方式，讓學(xué)生積極參與到推理活動中，從而使學(xué)生的證據(jù)推理素養(yǎng)在自我參與中得到內(nèi)化。另外，教師要充當(dāng)好引導(dǎo)者的角色，當(dāng)學(xué)生在探索中遇到困難時(shí)，給予適當(dāng)?shù)奶崾尽?/p>

最后，要注意推理知識的滲透和遷移。推理知識的滲透和遷移，是指教師在推理活動后，要注意引導(dǎo)學(xué)生利用邏輯學(xué)知識，對其推理過程進(jìn)行審視，以判斷推理的正誤。通過該過程，除了提高學(xué)生對推理的判斷力外，還有助于提高學(xué)生的反思能力。此外，教師還要注意觀察學(xué)生的推理活動，利用學(xué)生推理過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行相應(yīng)的邏輯推理知識的學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生的證據(jù)推理能力和判斷水平。

3?教學(xué)設(shè)計(jì)示例

以人教版中“Na的性質(zhì)”教學(xué)片斷為例。

通過本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)探究可知，Na可與O2、H2O發(fā)生反應(yīng)，Na具有強(qiáng)還原性。

4?結(jié)語

基于邏輯推理的思維方法，有助于教師理清意義建構(gòu)中知識間的邏輯關(guān)系，從而開展基于證據(jù)推理的化學(xué)教學(xué)。對于學(xué)生而言，有助于學(xué)生邏輯思維和推理能力的培養(yǎng)，促進(jìn)思維的深度加工。學(xué)生對于化學(xué)的學(xué)習(xí)不再是純粹的知識記憶，而是更加注重證據(jù)的獲得，以及證據(jù)與結(jié)論之間邏輯關(guān)系的建立，從而達(dá)成發(fā)展高階思維的學(xué)習(xí)效果。

證據(jù)推理素養(yǎng)的培育，不僅要重證據(jù)，也要重邏輯推理形式，這樣有助于實(shí)現(xiàn)其在日常生活中的可遷移性，更好地幫助學(xué)生運(yùn)用該素養(yǎng)解決生活中的問題?；瘜W(xué)教學(xué)的特殊性，使得利用邏輯推理開展證據(jù)推理的化學(xué)教學(xué)具有廣闊的發(fā)展空間，但這還需要廣大師生不斷地探索和完善。

參考文獻(xiàn)：

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