證據(jù)推理意識(shí)和能力培養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)分析

周慧賢

【內(nèi)容摘要】基于學(xué)情，活用課本，從促使孩子證據(jù)推理意識(shí)的形成、證據(jù)證實(shí)具體操作、證據(jù)證偽具體操作三個(gè)方面開展教學(xué)實(shí)踐探究，尋找培養(yǎng)孩子證據(jù)推理意識(shí)及能力的途徑。

【關(guān)鍵詞】證據(jù)推理意識(shí) 能力 高中化學(xué)

證據(jù)推理意識(shí)即同學(xué)們?cè)诟咧谢瘜W(xué)學(xué)習(xí)階段，對(duì)證據(jù)作用與價(jià)值的一種主動(dòng)與知曉的心理狀態(tài)，可以敏感、迅速地提取存儲(chǔ)與使用證據(jù)。證據(jù)推理水平指可以依靠證據(jù)，對(duì)物質(zhì)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)屬性以及變化規(guī)律說出可能的假設(shè)，經(jīng)過分析推理進(jìn)行證實(shí)和證偽，創(chuàng)建結(jié)論與證據(jù)間的邏輯聯(lián)系，獲得抽象的有價(jià)值的結(jié)果。準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)證據(jù)推理意識(shí)與能力的含義，把高中化學(xué)教學(xué)核心由講解事實(shí)轉(zhuǎn)移至“使用”事實(shí)，無形當(dāng)中內(nèi)化高中生的證據(jù)推理核心能力。

一、促使高中生證據(jù)推理意識(shí)的形成

要形成證據(jù)推理意識(shí)，于高中化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中必須增強(qiáng)高中生對(duì)證據(jù)的敏感度，獲取證據(jù)的水平。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)[1]。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(duì)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(shí)掌握現(xiàn)象，指引他們自主依靠證據(jù)展開推理探究。

二、依靠證實(shí)具體操作提高證據(jù)推理水平

證據(jù)的功能包含證實(shí)，要經(jīng)過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證命題是準(zhǔn)確的。教師在教學(xué)過程中指引同學(xué)們動(dòng)手操作，培養(yǎng)他們的證據(jù)證實(shí)水平。

NaHCO3、Na2CO3都可以與鹽酸反應(yīng)形成CO2。有些版本的教材顯示，NaHCO3是烘焙糕點(diǎn)使用的發(fā)酵粉的重要成分之一。同學(xué)們產(chǎn)生疑問，為何只寫NaHCO3？不能夠?qū)慛a2CO3？同學(xué)可以質(zhì)疑課本上的結(jié)論是寶貴的科學(xué)精神，老師的責(zé)任是使科學(xué)的種子健康發(fā)芽。所以，實(shí)驗(yàn)者到超市分別買了NaHCO3、Na2CO3與發(fā)酵粉，分別用500g面粉大概加2g的比例發(fā)酵蒸饅頭看看。實(shí)驗(yàn)顯示蒸出的饅頭不一樣，加Na2CO3蒸出的饅頭非常硬，就像石頭，用NaHCO3蒸出的饅頭松軟但也很硬，用發(fā)酵粉蒸出的饅頭和市面上賣的差不多。

老師引導(dǎo)，硬邦邦的“石頭”誰吃？（同學(xué)們哄堂大笑）蒸饅頭重點(diǎn)是形成CO2的量和速度，為何三種發(fā)酵的效果不一樣？同學(xué)們分析，Na2CO3受熱沒有分解，所以不行，NaHCO3受熱會(huì)分解，形成一些CO2，很硬。發(fā)酵粉重要成分是NaHCO3、酒石酸，比NaHCO3和酸反應(yīng)形成CO2量多，同時(shí)反應(yīng)迅速[2]。師生共同分析計(jì)量等物質(zhì)的量，NaHCO3和Na2CO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)形成的CO2量、速度異同。然后繪制2D圖像歸納，展開更加抽象的邏輯推理 ，驗(yàn)證課本寫發(fā)酵粉重要成分為NaHCO3是科學(xué)的。

源自課本，源自生活，又高于課本，同學(xué)們經(jīng)過證實(shí)實(shí)踐操作提升了依靠化學(xué)知識(shí)與化學(xué)思維處理問題的水平，提升證據(jù)推理水平。

三、依靠證偽實(shí)踐操作提高證據(jù)推理水平

證據(jù)的功能還有證偽，經(jīng)過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證命題是不合理的。證偽，幫助學(xué)生養(yǎng)成不偏聽不偏信，不唯教材論的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高同學(xué)們的證據(jù)證偽水平。

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(cè)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(cè)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(shí)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(cè)”，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(dòng)，提高證據(jù)推理核心能力。

四、合理應(yīng)用教材

即便當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)如此之發(fā)達(dá)，對(duì)于高中生而言，其化學(xué)知識(shí)的主要來源渠道依然是教材，這也是教學(xué)活動(dòng)能夠開展的基礎(chǔ)。因此，在教學(xué)過程中，教師要善于合理應(yīng)用教材，引導(dǎo)學(xué)生深入挖掘教材中的信息，養(yǎng)成其收集證據(jù)的習(xí)慣，從而慢慢提升其證據(jù)收集能力。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(duì)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(shí)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(huì)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(huì)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(shí)，例如蒸餾、過濾等，最后就是利用已學(xué)知識(shí)點(diǎn)對(duì)未知的問題進(jìn)行猜想。在學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)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(duì)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)。

五、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)證據(jù)推理

證據(jù)推理的順利開展，不僅要讓學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，還要能夠在教師的引導(dǎo)下，從多方面對(duì)證據(jù)進(jìn)行推理和檢驗(yàn)，讓學(xué)生更好地了解并掌握化學(xué)知識(shí)點(diǎn)，在實(shí)踐中得到解決的問題，也能夠給學(xué)生留下更深刻的印象。例如在學(xué)習(xí)《化學(xué)反應(yīng)的熱量》這一章節(jié)內(nèi)容時(shí)，為了能夠?qū)⒒瘜W(xué)原理以及反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量更直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，教師可以將學(xué)生分成多個(gè)不同的小組，引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手，參與到化學(xué)實(shí)踐中，利用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)證據(jù)推理的內(nèi)容。

六、通過質(zhì)疑完善推理閉環(huán)

質(zhì)疑是推理活動(dòng)順利開展的前提，在高中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，讓學(xué)生養(yǎng)成質(zhì)疑的習(xí)慣，對(duì)其個(gè)人發(fā)展有著重要意義，在面對(duì)不懂的問題時(shí)，要能夠帶著問題去探索，去獨(dú)立思考，形成完善的推理閉環(huán)。例如在學(xué)習(xí)《含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用》這部分章節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師就可以先讓學(xué)生對(duì)這一章節(jié)進(jìn)行提問，或是針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)硫與含硫化合物的相關(guān)轉(zhuǎn)化提出自己的問題，隨后在教師的帶領(lǐng)下，不斷收集證據(jù)，開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)提出的問題進(jìn)行不斷驗(yàn)證，提升提出問題、解決問題的能力。

七、拓展學(xué)生推理應(yīng)用途徑

高中化學(xué)課堂節(jié)奏快，在課堂上教師通常不會(huì)給予學(xué)生太多自主探究的時(shí)間，部分問題難以在課堂上解決，這就需要教師合理布置課后任務(wù)，適當(dāng)進(jìn)行課外教學(xué)延伸，將課后思考和課堂教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來，一方面可以有效提升學(xué)生的拓展推理應(yīng)用途徑，另一方面還可以讓其養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)、自我思考的習(xí)慣。

當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，先進(jìn)技術(shù)在很多行業(yè)和領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，并取得了不錯(cuò)成效，可以利用手機(jī)軟件、電腦網(wǎng)站等打造信息化學(xué)習(xí)平臺(tái)，或是創(chuàng)建QQ群、微信群等，在課后，教師可以將思考題、教學(xué)內(nèi)容等上傳到各平臺(tái)中，讓學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)，打破了傳統(tǒng)課堂時(shí)間和空間的束縛。不僅如此，還可以錄制網(wǎng)絡(luò)課程的視頻，將視頻投放于平臺(tái)中供學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，各種平臺(tái)的應(yīng)用，還能夠讓學(xué)生和教師之間實(shí)時(shí)進(jìn)行交流和溝通，可讓教師實(shí)時(shí)了解學(xué)生在學(xué)習(xí)方面存在的問題，并及時(shí)進(jìn)行解答，避免同樣的問題再次出現(xiàn)。

課外教學(xué)是課堂的延伸，能夠讓學(xué)生利用課堂所學(xué)，在實(shí)踐中不斷提升推理技巧和個(gè)人能力，教師也要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力合理制定目標(biāo)，保證證據(jù)推理的有效性。

八、研究啟示與建議

實(shí)踐表明，有計(jì)劃、有順序的訓(xùn)練提升同學(xué)們證據(jù)推理水平是可行的。

1.證據(jù)推理操作活動(dòng)要?jiǎng)?chuàng)建真實(shí)有效的情境

基于課本，選擇課本上的探究實(shí)驗(yàn)、延展素材、用途表述等加以擴(kuò)展，規(guī)劃真實(shí)有效的情境和探究維度。證據(jù)推理操作活動(dòng)要根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，滿足高中生的認(rèn)知能力[3]。在實(shí)踐過程，鼓勵(lì)同學(xué)們學(xué)著假設(shè)，學(xué)著證實(shí)與證偽，學(xué)著分析，放手讓同學(xué)們處理問題，基于同學(xué)們多種多樣的認(rèn)識(shí)角度與認(rèn)識(shí)方式，促使學(xué)生形成證據(jù)推理核心能力。

2.證據(jù)推理實(shí)踐過程辯證的否定再否定

事物的發(fā)展，從肯定到否定，然后到否定再否定。于證據(jù)證實(shí)和證偽實(shí)踐過程，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和理論融合，不得以偏概全，不得盲目否定，也不得盲目肯定，老師要指引同學(xué)們以科學(xué)的方法尋找真理，養(yǎng)成謹(jǐn)慎的邏輯思維，展開證據(jù)推理互動(dòng)，進(jìn)而學(xué)會(huì)并發(fā)現(xiàn)證據(jù)和結(jié)論間的普遍規(guī)律。

3.提高證據(jù)推理水平是漫長(zhǎng)的長(zhǎng)期發(fā)展過程

要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到提高證據(jù)推理核心能力是個(gè)長(zhǎng)期的過程，同學(xué)們無法在短時(shí)間內(nèi)取得爆炸式飛躍，對(duì)此要有心理準(zhǔn)備，避免半途而廢。實(shí)踐階段很多老師認(rèn)為，目前課時(shí)少，課都教不完，沒有時(shí)間陪學(xué)生組織實(shí)踐活動(dòng)。但是只要愿意花時(shí)間讓同學(xué)們“玩”，給他們實(shí)踐的空間和機(jī)會(huì)，同學(xué)們內(nèi)化證據(jù)推理水平得到提高，在實(shí)踐中掌握知識(shí)要點(diǎn)，教師可以注重講解在實(shí)際操作中有失誤的地方還可以對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展延伸，從而取得高效化教學(xué)。長(zhǎng)此以往，必定會(huì)由量變變成質(zhì)變，得到飛躍發(fā)展。

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[作者單位：甘肅省蘭州市第五十九中學(xué)（蘭煉二中）]