實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理內(nèi)涵特征及其影響因素初探

摘要：?實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理是識(shí)別、轉(zhuǎn)換或推演問(wèn)題情境形成已知判斷，提出猜想，設(shè)計(jì)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)假設(shè)進(jìn)行證明或創(chuàng)造，得出目標(biāo)概念的思維過(guò)程?；诳茖W(xué)探究、問(wèn)題解決的信息加工理論，提出“問(wèn)題、證據(jù)、推理、結(jié)論”是證據(jù)推理的核心要素，探索以問(wèn)題情境為條件、證據(jù)為基礎(chǔ)、“假設(shè)—檢驗(yàn)”和“假設(shè)—?jiǎng)?chuàng)造”推理過(guò)程為核心、結(jié)論為目標(biāo)、思維發(fā)展為目的的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理的內(nèi)涵特征及其影響因素。以期為教育實(shí)踐者和學(xué)術(shù)同仁提供證據(jù)推理教學(xué)評(píng)價(jià)視角，具有教師專業(yè)發(fā)展和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)的雙重價(jià)值。

關(guān)鍵詞：?實(shí)驗(yàn)探究教學(xué);?證據(jù)推理;?內(nèi)涵特征;?影響因素

文章編號(hào)：?1005-6629（2021）09-0026-05

中圖分類號(hào)：?G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?B

隨著科學(xué)教育理論的創(chuàng)新和科學(xué)教育教學(xué)的改革，課堂教學(xué)更關(guān)注學(xué)生思維的參與。在科學(xué)教育中，科學(xué)探究是探究科學(xué)本質(zhì)的載體，幫助學(xué)生獲得并應(yīng)用科學(xué)知識(shí)[1]。證據(jù)推理是科學(xué)探究的思維核心，也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)思維能力的體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中關(guān)注證據(jù)推理，使學(xué)生學(xué)習(xí)從技能訓(xùn)練轉(zhuǎn)向思維發(fā)展，從機(jī)械學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，從學(xué)生客體、教師主體轉(zhuǎn)向?qū)W生主體、教師主導(dǎo)，從步驟取向的按部就班式探究轉(zhuǎn)向問(wèn)題解決取向的探究。有研究表明證據(jù)和推理的復(fù)雜性影響證據(jù)推理的過(guò)程和質(zhì)量，其中，證據(jù)的復(fù)雜性體現(xiàn)在“證據(jù)顯現(xiàn)度、證據(jù)數(shù)量和情境熟悉度”三個(gè)方面;單一證據(jù)的復(fù)雜性決定推理過(guò)程是基于單一證據(jù)的直接推理，多重證據(jù)的復(fù)雜性及證據(jù)間關(guān)系的復(fù)雜性要求進(jìn)行多重證據(jù)的直接推理或間接推理[2]。目前，有關(guān)證據(jù)推理影響因素的研究較為欠缺，而只有了解證據(jù)推理的影響因素，教育實(shí)踐者在教育教學(xué)過(guò)程中才能進(jìn)行科學(xué)的證據(jù)推理教學(xué)，學(xué)術(shù)同行也有證據(jù)推理的多方研究視角，旨在學(xué)科核心知識(shí)的理解、學(xué)生思維的深度參與、核心素養(yǎng)的落實(shí)。

1??實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理的內(nèi)涵

“證據(jù)推理”是指“在掌握證據(jù)的基礎(chǔ)上推理出新的命題”，即證據(jù)推理的起點(diǎn)是證據(jù)、終點(diǎn)是結(jié)論，進(jìn)行證據(jù)推理就是建構(gòu)二者之間的邏輯關(guān)系。從科學(xué)推理的角度來(lái)看，“證據(jù)推理”屬于“科學(xué)推理”的范疇，而“證據(jù)推理”更突出強(qiáng)調(diào)“證據(jù)”，重視證據(jù)意識(shí)，識(shí)別、轉(zhuǎn)換、形成證據(jù)的過(guò)程[3]。但是，證據(jù)推理也不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為是推理的一種形式，證據(jù)推理的過(guò)程可以包含“歸納、演繹、類比、溯因”等不同的邏輯形式，從已知到未知的推理過(guò)程中，都應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，多方收集證據(jù)，識(shí)別、轉(zhuǎn)化、形成認(rèn)識(shí)，證實(shí)或證偽，從而獲取知識(shí)、發(fā)展思維。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理包含兩個(gè)方面：?一是根據(jù)證據(jù)經(jīng)過(guò)推理得出科學(xué)的結(jié)論，即“假設(shè)—?jiǎng)?chuàng)造”;二是利用證據(jù)證實(shí)或證偽假設(shè)，即“假設(shè)—檢驗(yàn)”[4]。具體指“學(xué)生以其經(jīng)驗(yàn)或科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，根據(jù)教師提供的一個(gè)或幾個(gè)學(xué)習(xí)材料，識(shí)別、轉(zhuǎn)換或推演問(wèn)題情境及已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，形成已知判斷，基于已有判斷提出猜想，多方收集證據(jù)，設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)假設(shè)進(jìn)行證明或創(chuàng)造，從而獲取新知、解決問(wèn)題、得出目標(biāo)概念的深度思維過(guò)程”[5]。

2??實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理內(nèi)涵的特征及其影響因素

證據(jù)推理是科學(xué)探究的核心思維活動(dòng)，科學(xué)探究從本質(zhì)上說(shuō)是運(yùn)用證據(jù)對(duì)科學(xué)及科學(xué)有關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行解釋、檢驗(yàn)，從而得出結(jié)論的過(guò)程，并且，問(wèn)題是科學(xué)探究的起點(diǎn)，解釋是科學(xué)探究的核心[6]。而實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中“證據(jù)推理”即為“始于問(wèn)題，基于證據(jù)的‘假設(shè)—檢驗(yàn)或‘假設(shè)—?jiǎng)?chuàng)造，得出結(jié)論”的過(guò)程。另外，證據(jù)推理的過(guò)程就是問(wèn)題解決的過(guò)程，證據(jù)是問(wèn)題空間的起始狀態(tài)，結(jié)論是問(wèn)題空間的目標(biāo)狀態(tài)，人們?cè)谧C據(jù)推理的過(guò)程中就是在理解和表征問(wèn)題的基礎(chǔ)上，利用一定的證據(jù)不斷地對(duì)問(wèn)題空間進(jìn)行搜索，更新?tīng)顟B(tài)空間，以形成最終的結(jié)論，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決[7]。因此，“問(wèn)題、證據(jù)、推理、結(jié)論”是反映實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理本質(zhì)的核心要素。首先，各個(gè)要素在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)證據(jù)推理過(guò)程中的地位存在差異，問(wèn)題是條件，證據(jù)是基礎(chǔ)，推理是核心環(huán)節(jié)，結(jié)論是目標(biāo)，基于證據(jù)推理達(dá)到思維發(fā)展是目的。其次，問(wèn)題應(yīng)該具有層次性、探究性、可測(cè)性，證據(jù)具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性、可重復(fù)性、充分性，推理具有嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性、合理性、全面性，結(jié)論具有客觀性、多樣性、相關(guān)性，并且四者緊密聯(lián)系、相互支持[8]。最后，證據(jù)和推理的質(zhì)量是決定證據(jù)推理結(jié)果的兩個(gè)非常關(guān)鍵的要素。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理的內(nèi)涵特征及其影響因素關(guān)系圖，如圖1所示。

圖1??實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中證據(jù)推理的內(nèi)涵特征及其影響因素

2.1??問(wèn)題是證據(jù)推理的條件

證據(jù)推理是一種綜合運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)學(xué)科知識(shí)與技能、科學(xué)過(guò)程與科學(xué)方法、針對(duì)一定的化學(xué)“問(wèn)題”解決來(lái)展開(kāi)的一種活動(dòng)系統(tǒng)，問(wèn)題是證據(jù)推理的起點(diǎn)，問(wèn)題情境為證據(jù)推理教學(xué)提供學(xué)習(xí)條件，問(wèn)題的特征是影響證據(jù)推理質(zhì)量的內(nèi)在因素。首先，證據(jù)推理的問(wèn)題要具有探究性、層次性、可測(cè)性。探究性指的是對(duì)未知的結(jié)論進(jìn)行探求。層次性指的是形成由易到難、由淺入深、由具體到抽象的問(wèn)題鏈，循序漸進(jìn)，步步深入?？蓽y(cè)性指的是將一般性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具有可測(cè)變量的問(wèn)題[9]。譬如，在“基于微粒觀的離子反應(yīng)多元探究”教學(xué)案例中，為了探究AgNO3和NaBr溶液反應(yīng)實(shí)質(zhì)，教師分別設(shè)置了四個(gè)問(wèn)題“AgNO3和NaBr溶液能否發(fā)生反應(yīng)？它們反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？如何從微粒的角度驗(yàn)證是Ag+和Br-發(fā)生了反應(yīng)？Na+和NO3-是否反應(yīng)生成NaNO3？”。在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，學(xué)生既要從宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，溶解度、反應(yīng)物的多少等定量分析判斷，又要從微觀證明離子存在、離子間相互作用及作用的結(jié)果?；谝延姓J(rèn)知，在設(shè)計(jì)與實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究方案中循序漸進(jìn)、深度思維，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理能力。

其次，問(wèn)題的呈現(xiàn)方式、類型、載體、目標(biāo)取向都會(huì)影響證據(jù)推理的過(guò)程。問(wèn)題的呈現(xiàn)方式包括“文字表述、數(shù)據(jù)（表）、關(guān)系曲線、裝置圖、流程圖”等，問(wèn)題的類型有“回憶性問(wèn)題、同化性問(wèn)題、整合性問(wèn)題、創(chuàng)造性問(wèn)題”[10]，問(wèn)題的載體分為“實(shí)驗(yàn)、STSE鏈接、化學(xué)史、故事”等，問(wèn)題的目標(biāo)取向包括“知識(shí)取向、方法取向、能力取向、素養(yǎng)取向的目標(biāo)”。其中，基于關(guān)系曲線、整合性問(wèn)題、創(chuàng)造性問(wèn)題、STSE鏈接、能力、素養(yǎng)類問(wèn)題，需要學(xué)習(xí)者深度地思維參與，靈活變通地運(yùn)用結(jié)構(gòu)化知識(shí)和策略性知識(shí)，進(jìn)行原型匹配或重組聯(lián)結(jié)，進(jìn)一步進(jìn)行“假設(shè)—檢驗(yàn)、假設(shè)—?jiǎng)?chuàng)造”的推理過(guò)程，解決問(wèn)題。問(wèn)題情境的認(rèn)知性促使學(xué)生提取已有認(rèn)知作為推理的前提，在探究、討論、思維過(guò)程中解決認(rèn)知沖突;真實(shí)的問(wèn)題情境有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維和應(yīng)用能力，基于理論聯(lián)系實(shí)際，與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展類情境[11]，對(duì)推理能力的要求更高，需要選擇、評(píng)估證據(jù)進(jìn)行推理，建構(gòu)知識(shí);具有發(fā)展性的問(wèn)題情境促使學(xué)生產(chǎn)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的愿望、激發(fā)求知欲和增加學(xué)生潛能;問(wèn)題情境的復(fù)雜性又由問(wèn)題分支、深度、解決問(wèn)題的路徑長(zhǎng)度等問(wèn)題空間規(guī)模決定，問(wèn)題分支越多、深度越深、解決問(wèn)題的路徑越長(zhǎng)，問(wèn)題情境越復(fù)雜，證據(jù)推理的過(guò)程就越復(fù)雜，能力要求越高。情境的熟悉度和復(fù)雜性不同，學(xué)生進(jìn)行推理的過(guò)程也不同，熟悉簡(jiǎn)單的情境，容易調(diào)動(dòng)學(xué)生的已有知識(shí)，熟悉復(fù)雜、陌生復(fù)雜和陌生簡(jiǎn)單的情境，對(duì)學(xué)生知識(shí)的遷移能力考驗(yàn)較大，需具備結(jié)構(gòu)化的知識(shí)、靈活應(yīng)用的能力。此時(shí)，知識(shí)不僅僅是一種知識(shí)，更是一種工具，將其條件化，運(yùn)用于不同的問(wèn)題情境，解決不同的問(wèn)題。

2.2??證據(jù)是證據(jù)推理的基礎(chǔ)

證據(jù)推理就是在證據(jù)與結(jié)論之間建立邏輯關(guān)系的一系列思維活動(dòng)，證據(jù)是證據(jù)推理的基礎(chǔ)，基于證據(jù)合理推理，得出科學(xué)結(jié)論是證據(jù)推理的一般過(guò)程。證據(jù)的特征是影響證據(jù)推理質(zhì)量的內(nèi)在因素。首先，證據(jù)具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性、可重復(fù)性、充分性等特征?？茖W(xué)性指的是概念、原理、定義、思路、策略等內(nèi)容的引用是否正確，實(shí)驗(yàn)材料、數(shù)據(jù)、圖表、公式、符號(hào)等是否可靠，培養(yǎng)學(xué)生評(píng)判質(zhì)疑的能力。準(zhǔn)確性指的是資料內(nèi)容是真實(shí)有效的，所涉及的事物是客觀存在的，并且是與問(wèn)題解決高度相關(guān)、具有內(nèi)在邏輯性的。可重復(fù)性指的是不同的學(xué)習(xí)者、時(shí)間、地點(diǎn)均能夠解釋其適用范圍內(nèi)的已知的所有事實(shí)，為解釋科學(xué)結(jié)論，可被他人重復(fù)證明和檢驗(yàn)。證據(jù)的充分性是對(duì)證據(jù)數(shù)量的衡量，指的是在問(wèn)題解決過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)用發(fā)散思維，多角度、多側(cè)面輻射聯(lián)想，想象出多種可能解決問(wèn)題的方案，多方收集證據(jù)的過(guò)程。譬如，在“基于微粒觀的離子反應(yīng)多元探究”教學(xué)案例中，教師充分利用了AgNO3和NaBr溶液混合產(chǎn)生淡黃色沉淀，從宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)證明“AgNO3和NaBr溶液能否發(fā)生反應(yīng)？”;再通過(guò)鈉離子計(jì)觀察鈉離子濃度在反應(yīng)前后的變化等微觀證據(jù)來(lái)證明Na+和NO3-能否發(fā)生反應(yīng)。在此過(guò)程中用到了化學(xué)方程式等符號(hào)證據(jù)，溶解度與沉淀關(guān)系等定量證據(jù)，同時(shí)調(diào)用學(xué)生已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)提供邏輯證據(jù)，進(jìn)行邏輯推理，最終得出結(jié)論“AgNO3和NaBr溶液能夠發(fā)生反應(yīng)，并且反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Ag+和Br-反應(yīng)生成AgBr沉淀”。在進(jìn)行問(wèn)題解決的過(guò)程中學(xué)生需要融合自己的想象力，靈活調(diào)用、組織已有知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，基于“宏觀—微觀—符號(hào)—曲線”四重表征、定性與定量等多角度收集、評(píng)估證據(jù)，形成科學(xué)的“證據(jù)心態(tài)、證據(jù)觀念和證據(jù)理論”的證據(jù)意識(shí)。

其次，證據(jù)的基礎(chǔ)、類型、呈現(xiàn)方式、數(shù)量是影響證據(jù)推理過(guò)程的外部因素。證據(jù)的基礎(chǔ)包括“圖式和策略”，證據(jù)的類型分為“宏觀證據(jù)、微觀證據(jù)、符號(hào)證據(jù)、定量證據(jù)、邏輯證據(jù)”，證據(jù)的呈現(xiàn)方式有“直接證據(jù)和間接證據(jù)”，證據(jù)的數(shù)量分為“單一和多重”。其中，圖式和策略是兩種基本的知識(shí)結(jié)構(gòu)：?圖式具有“抽象、示例化、預(yù)測(cè)、歸納、層次組織”的特征，是個(gè)體的知識(shí)結(jié)構(gòu)，屬于結(jié)構(gòu)化的陳述性知識(shí);策略是目標(biāo)指向的旨在解決問(wèn)題的心理操作，從過(guò)程來(lái)看，是一種目標(biāo)指向的程序，從知識(shí)背景來(lái)看，它也構(gòu)成一種知識(shí)，一種特殊的程序性知識(shí)，也可認(rèn)為是程序化的策略性知識(shí)[12]。圖式和策略以原型、模板、聯(lián)結(jié)等形式作為證據(jù)而存在。在證據(jù)推理過(guò)程中，策略、邏輯證據(jù)、間接證據(jù)、多重證據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)者系統(tǒng)推理思維的要求更高，需要學(xué)習(xí)者綜合考慮問(wèn)題情境、已有證據(jù)和未知取向，抓住整體、抓住要害，不失原則地采取靈活有效的方法思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、解決問(wèn)題?；谧C據(jù)的顯現(xiàn)度和數(shù)量，學(xué)生進(jìn)行不同的推理過(guò)程，顯性—熟悉的問(wèn)題情境，側(cè)重于單一的證據(jù)，而隱性—熟悉、顯性—陌生、隱性—陌生的問(wèn)題情境側(cè)重于多重的證據(jù)。問(wèn)題情境越復(fù)雜，可能需要的證據(jù)數(shù)量越多，所需證據(jù)的數(shù)量也受證據(jù)質(zhì)量的影響，證據(jù)質(zhì)量越高，可能需要的證據(jù)數(shù)量就越少。

2.3??推理是證據(jù)推理的核心

推理是由已知判斷推出新判斷的過(guò)程[13]，具有嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性、合理性、全面性。嚴(yán)謹(jǐn)性指的是在推理過(guò)程中任何一個(gè)細(xì)微的變化都能反映問(wèn)題、影響結(jié)果，學(xué)習(xí)者要有一絲不茍、實(shí)事求是的態(tài)度，去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里，得到正確的結(jié)論的過(guò)程。邏輯性指的是推理過(guò)程符合邏輯體系、具有邏輯特點(diǎn)、恪守邏輯規(guī)則，滿足同一律、矛盾律、排中律和理由充足律，即推理必須具備確定性、無(wú)矛盾性、一慣性和論證性[14]，合邏輯的推理是有效的推理，能不能進(jìn)行迅速有效的推理很大程度上取決于對(duì)知識(shí)層面的概念認(rèn)知是否完整和深入。合理性指的是證據(jù)能夠?yàn)榻Y(jié)論提供足夠支持強(qiáng)度的推理，而使得結(jié)論具有一定程度的可接受性。全面性指的是在搜集、評(píng)估證據(jù)、分析推理過(guò)程中對(duì)知識(shí)、方法、能力、素養(yǎng)的全面發(fā)展[15]，既重視宏觀求證，又進(jìn)行微觀辨析;既重視直接證明，又要學(xué)會(huì)間接證明，建構(gòu)知識(shí)，發(fā)展能力，提升素養(yǎng)。譬如，在“氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用”教學(xué)案例中，學(xué)生要探究雙氧水的氧化性或還原性，首先需要調(diào)用核心元素的化合價(jià)與氧化性和還原性的關(guān)系等已有認(rèn)知，過(guò)氧化氫中的氧元素為核心元素，顯-1價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，既具有還原性，又具有氧化性，并根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)用品和常見(jiàn)錳元素的性質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，選用碘化鉀溶液和高錳酸鉀溶液驗(yàn)證氧化性和還原性，得出雙氧水既有氧化性，又有還原性的結(jié)論。學(xué)生基于化合價(jià)判斷性質(zhì)，基于物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證性質(zhì)這一過(guò)程，體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的推理思路。

其次，推理的結(jié)構(gòu)、方式、形式也會(huì)影響證據(jù)推理的過(guò)程。推理的結(jié)構(gòu)分為“直線模型和循環(huán)模型”兩種結(jié)構(gòu)，推理的方式有“直接推理和間接推理”，推理的形式包括“歸納推理、演繹推理、類比推理、溯因推理”[16，17]。其中，基于循環(huán)模型的推理更為復(fù)雜，需要多步才能解決問(wèn)題，間接推理的條件更為隱晦，需要重組聯(lián)結(jié)、批判質(zhì)疑的能力，歸納推理、溯因推理的結(jié)論更具有或然性，需要發(fā)散的思維和開(kāi)放的態(tài)度，這類推理對(duì)學(xué)習(xí)者能力要求更高、思維敏捷性更強(qiáng)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中的推理包括“假設(shè)—檢驗(yàn)”和“假設(shè)—?jiǎng)?chuàng)造”，該過(guò)程具有一定的復(fù)雜性，在顯性的、熟悉的問(wèn)題情境下，基于單一證據(jù)進(jìn)行直接推理，更側(cè)重于“假設(shè)—檢驗(yàn)”直線模型的推理過(guò)程，而在隱性、陌生的問(wèn)題情境下，基于多重證據(jù)進(jìn)行間接推理，更側(cè)重于“假設(shè)—檢驗(yàn)”循環(huán)模型，或“假設(shè)—?jiǎng)?chuàng)造”的推理過(guò)程。并且推理過(guò)程的嚴(yán)密性和邏輯性取決于問(wèn)題設(shè)計(jì)的層次性和驅(qū)動(dòng)性，在教學(xué)過(guò)程中，教師需要以知識(shí)邏輯、探究過(guò)程、問(wèn)題解決、認(rèn)知發(fā)展等教學(xué)取向設(shè)計(jì)不同的問(wèn)題線索及活動(dòng)類型，通過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理解決學(xué)生的認(rèn)知沖突，獲得新知。

2.4??結(jié)論是證據(jù)推理的目標(biāo)

結(jié)論指的是由已知判斷所推出的那個(gè)新判斷。首先，結(jié)論具有客觀性、多樣性、相關(guān)性?？陀^性指的是一切結(jié)論以證據(jù)為前提，以客觀事實(shí)的觀察為基礎(chǔ)，以準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施為保障，所得到的客觀判斷。多樣性指的是在開(kāi)放程度較大的問(wèn)題解決中，得到符合題意的并列平行的諸多答案。相關(guān)性指的是“問(wèn)題、證據(jù)、推理、結(jié)論”四者一脈相承，相互影響，高度關(guān)聯(lián)。譬如，在“給紀(jì)念幣穿銅衣——電解工作原理的應(yīng)用”的教學(xué)案例中，解決“如何給紀(jì)念幣穿銅衣”的問(wèn)題，學(xué)生依據(jù)電解工作原理模型，剖析影響鍍銅的可能因素，設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、鍍銅效果確定給紀(jì)念幣鍍銅需要控制的條件，最終得出“控制電極、電壓、反應(yīng)時(shí)間，以及電解質(zhì)溶液的溫度、組成，改變電解質(zhì)溶液的濃度和pH都對(duì)鍍銅效果有影響”。同時(shí)，在硫酸銅中加入酸或焦磷酸鈉，通過(guò)增大電導(dǎo)率或產(chǎn)生焦磷酸銅的配合物，使得反應(yīng)過(guò)程中導(dǎo)電性較好、銅離子濃度較低，反應(yīng)速率適中，鍍銅效果較好，所得紀(jì)念幣更為精美。學(xué)生再次調(diào)用不同濃度各物質(zhì)的電導(dǎo)率、銀鏡反應(yīng)等已有認(rèn)知，基于目標(biāo)不斷優(yōu)化鍍銅方案，完成紀(jì)念品鍍銅的任務(wù)，旨在應(yīng)用模型、優(yōu)化模型，發(fā)展學(xué)生推理、創(chuàng)造、批判性思維能力。

其次，結(jié)論的類型、開(kāi)放度影響證據(jù)推理的過(guò)程。結(jié)論的類型分為“知識(shí)類、方法類、能力類、素養(yǎng)類”。結(jié)論的開(kāi)放度包括“封閉、指導(dǎo)、開(kāi)放”。封閉是在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的證據(jù)推理過(guò)程中，各個(gè)階段都是教師提供思維結(jié)果，學(xué)生只是簡(jiǎn)單的接受;指導(dǎo)是在教學(xué)過(guò)程中有部分環(huán)節(jié)的學(xué)生參與，參與程度比較低，封閉式和指導(dǎo)式只得出特定的一種結(jié)論;開(kāi)放是學(xué)生主導(dǎo)的課堂，學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案、得出結(jié)論，教師起到輔助作用，遇到解決不了的困難時(shí)提供必要的學(xué)習(xí)支架，通過(guò)問(wèn)題懸念，引發(fā)學(xué)生積極思維，得出知識(shí)、方法、能力、素養(yǎng)等縱向深入和各維度橫向平行的多種結(jié)論，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、探究、得出結(jié)論的獲得感。其中，基于方法、能力、素養(yǎng)取向的推理過(guò)程需要學(xué)生思維的深度參與，更能培養(yǎng)學(xué)生的理性思維、勇于探究、批判質(zhì)疑、問(wèn)題解決的核心素養(yǎng)。開(kāi)放度越大的問(wèn)題，學(xué)生思維參與程度越大，能力要求越大，證據(jù)推理的過(guò)程越復(fù)雜。教師要給學(xué)生明確基于推理得出客觀判斷，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，發(fā)揮知識(shí)“育人”的功能價(jià)值。

在實(shí)驗(yàn)探究的證據(jù)推理教學(xué)中，運(yùn)用所提供的證據(jù)以及學(xué)生已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行“問(wèn)題—證據(jù)—推理—結(jié)論”的一系列教學(xué)活動(dòng)，無(wú)論是假設(shè)的形成還是結(jié)論的得出，都需要借助科學(xué)的證據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的推理，找到現(xiàn)象和結(jié)論之間的因果聯(lián)系，在推理過(guò)程中將宏觀證據(jù)、微觀證據(jù)、定量證據(jù)、符號(hào)證據(jù)、邏輯證據(jù)結(jié)合使用，同時(shí)需要基于問(wèn)題的層次性開(kāi)展具有邏輯性的推理，得出客觀的結(jié)論。但是，如果將證據(jù)推理理解成一種素養(yǎng)維度，則包括“具有證據(jù)意識(shí)、掌握推理方法、應(yīng)用推理結(jié)果”等能力，這又為該問(wèn)題的研究提供另一種視角。然而，教師只有明確了證據(jù)推理的特點(diǎn)、影響因素，在教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中才能有的放矢、教學(xué)評(píng)價(jià)也有據(jù)可依，旨在促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識(shí)、推理能力和科學(xué)態(tài)度。

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