初中化學(xué)教學(xué)中“證據(jù)推理”素養(yǎng)的培育
——以“碳和碳的氧化物”復(fù)習(xí)為例

□ 江蘇省南通市如東縣茗海中學(xué) 楊小龍

證據(jù)推理在化學(xué)過程中是一種高級(jí)的思維過程，它通過化學(xué)的概念、事實(shí)等進(jìn)行一系列的比較、分析，進(jìn)而概括和總結(jié)，對(duì)新知識(shí)、新問題進(jìn)行求證，最后得出結(jié)論并解決問題的過程?；瘜W(xué)推理的教學(xué)中，教師可通過有結(jié)構(gòu)、有邏輯、有層次的教學(xué)方式，將“是什么”“如何推理”“得出什么”等過程呈現(xiàn)，提供給學(xué)生思考、論證的機(jī)會(huì)，更有效地進(jìn)行教學(xué)輸出。

一、“碳和碳的氧化物”復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)思路

單元復(fù)習(xí)針對(duì)性強(qiáng)，有利于學(xué)生系統(tǒng)而準(zhǔn)確地運(yùn)用已有知識(shí)解決問題，既對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)，又提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，起到舉一反三，高效課堂的目的?！疤己吞嫉难趸铩边@一內(nèi)容復(fù)習(xí)時(shí)，圍繞以下三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建知識(shí)框架

“復(fù)習(xí)”不只是課堂教學(xué)內(nèi)容的單純重演，而需要帶有目的性、靈活性、實(shí)際性，適用于新時(shí)期的教育方法與教育目的，從而拉動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性與積極性，讓學(xué)生掌握課堂教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，也能深化其學(xué)習(xí)記憶，最好讓其能在復(fù)習(xí)過程中達(dá)到“舉一反三”的效果，使得學(xué)生能夠?qū)我恢R(shí)點(diǎn)乃至整個(gè)階段的知識(shí)點(diǎn)形成學(xué)習(xí)體系，最后對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深度理解。本單元的知識(shí)點(diǎn)多，化學(xué)反應(yīng)多，但很多反應(yīng)都和二氧化碳有關(guān)，因此，只要抓住CO2這個(gè)中心，將與CO2有關(guān)的各個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式、反應(yīng)現(xiàn)象緊密聯(lián)系，就可使繁雜的知識(shí)系統(tǒng)化和條理化，以便于理解、掌握和運(yùn)用。要摒棄過去以老師自我意識(shí)為中心的思想，要多從學(xué)生角度考慮問題，再結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)熱情與自主學(xué)習(xí)能力，取得更好的復(fù)習(xí)效果。

2.對(duì)不同的物質(zhì)進(jìn)行橫向比較

初中化學(xué)是一門需要系統(tǒng)性與邏輯性的科目，因?yàn)榛瘜W(xué)科目的大知識(shí)主干下有眾多的分支。其中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)不光涉及物質(zhì)表面，還有涉及物質(zhì)特性、特性特征等多元多維度的知識(shí)點(diǎn)，并且上述知識(shí)點(diǎn)還具有衍生性質(zhì)。因此，如果在學(xué)習(xí)中無法判別內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，單純地“以點(diǎn)應(yīng)點(diǎn)”來解決問題，那樣不光很難解決化學(xué)問題，還有可能會(huì)出現(xiàn)知識(shí)斷層的問題，無法做到很好地融會(huì)貫通。因此，教師在設(shè)計(jì)教案的過程中，要多使用對(duì)比法，無論是同向?qū)Ρ龋€是同類對(duì)比，或者是與其他知識(shí)點(diǎn)之間對(duì)比，這樣能突出不同物質(zhì)之間的“同與異”，亦能夠更好地揭示兩者之間的化學(xué)反應(yīng)，使得學(xué)生能夠更好地做到融會(huì)貫通，清晰有條理地掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，真正做到“學(xué)以致用”。在日常教學(xué)中，也要將對(duì)比法應(yīng)用到課堂教學(xué)之中，把不同物質(zhì)之間的聯(lián)系找出來，通過內(nèi)外對(duì)比分析，向?qū)W生傳輸更加立體化更加有延續(xù)性的知識(shí)點(diǎn)，從而讓學(xué)生更好地掌握化學(xué)知識(shí)。例如“碳和碳的氧化物”復(fù)習(xí)中，通過分類的視角研究一氧化碳和二氧化碳的共性和差異性，這樣不僅可以突出兩者的外在聯(lián)系，還可以更好地區(qū)別一氧化碳與二氧化碳之間的化學(xué)特性，要讓學(xué)生系統(tǒng)化、體系化去掌握這個(gè)知識(shí)，使學(xué)生能夠做到看到一氧化碳的特性就可以馬上聯(lián)想到二氧化碳，反之亦然。不僅是一氧化碳與二氧化碳，初中化學(xué)的知識(shí)內(nèi)容還有很多這樣的聯(lián)系體現(xiàn)，再比如鐵、鎂、鋁都是金屬，但是化學(xué)特性就有很大區(qū)別，使學(xué)生很容易對(duì)知識(shí)內(nèi)容造成混亂。通過比較“同與異”，加深學(xué)生對(duì)于各個(gè)物質(zhì)與化學(xué)特性的區(qū)別，更好地掌握知識(shí)點(diǎn)。

3.分析教材知識(shí)點(diǎn)與中考考試說明，設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)提綱

設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)內(nèi)容，先從教材知識(shí)點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行切入，對(duì)課本內(nèi)本單元的各個(gè)重要物質(zhì)進(jìn)行分類，再從分類中抓住各個(gè)物質(zhì)的特點(diǎn)，使得學(xué)生能夠更好地掌握知識(shí)點(diǎn)。比如：一氧化碳與二氧化碳，從產(chǎn)生方法、性質(zhì)特點(diǎn)、元素構(gòu)成等進(jìn)行入手，構(gòu)建物質(zhì)之間的聯(lián)系，突出“同與異”，由此讓學(xué)生自主復(fù)習(xí)，引導(dǎo)其自主去進(jìn)行知識(shí)的系統(tǒng)歸納，讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，還能夠更好地掌握學(xué)習(xí)分析方法，激發(fā)學(xué)生自身的學(xué)習(xí)熱情，從而得到更好的學(xué)習(xí)效果。

從實(shí)踐效果的角度出發(fā)，教學(xué)設(shè)計(jì)緊緊貼合教材內(nèi)容，盡量突出難點(diǎn)與考點(diǎn)，做到簡單明了，讓學(xué)生更好地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，知道自己要掌握的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，也知道考試之中?？家族e(cuò)的知識(shí)點(diǎn)在哪里。因此，學(xué)案的設(shè)計(jì)要更加細(xì)致，要考慮到各個(gè)學(xué)生的接受能力與實(shí)際情況，盡力讓每一位學(xué)生都能夠“學(xué)有所成”。本次的學(xué)案設(shè)計(jì)就從學(xué)習(xí)目標(biāo)，知識(shí)重難點(diǎn)，基礎(chǔ)學(xué)習(xí)內(nèi)容，經(jīng)典考題再現(xiàn)，應(yīng)用方法，課程總結(jié)，答疑解惑與教學(xué)反思一共是七大部分內(nèi)容組成，做到清晰化、系統(tǒng)化、體系化地讓學(xué)生去掌握知識(shí)，經(jīng)典考題大部分都采用近年中考原題再現(xiàn)，而應(yīng)用方法之中的習(xí)題也是來自近年全國中考題，這樣可以使得習(xí)題更加具有代表性，更加符合中考的考點(diǎn)，學(xué)生對(duì)于中考題目亦能有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。而方法總結(jié)與答疑解惑也是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，能從實(shí)際出發(fā)，給學(xué)生真正需要的指導(dǎo)，而且對(duì)于教師自身，也能夠查缺補(bǔ)漏，更好地完善教學(xué)方案，而且通過練習(xí)題，也能讓各個(gè)掌握階段的學(xué)生都能從中學(xué)到知識(shí)，有所收獲。

雖然有了良好的計(jì)劃，精心編寫好學(xué)案，但如何能在短短的四十五分鐘內(nèi)讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用、學(xué)會(huì)分析才是最為重要的。在授課過程之中，教師先讓同學(xué)們了解本堂課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，明確需要掌握的知識(shí)點(diǎn)，然后讓同學(xué)們獨(dú)立學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，之后再要求同桌之間互相檢查，再分小組進(jìn)行互相討論。通過學(xué)生的互相講解，教師于旁適時(shí)提供指導(dǎo)，確保學(xué)生能夠更好地掌握要點(diǎn)。這一切的重點(diǎn)就在于化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生必須要掌握好基礎(chǔ)知識(shí)，教師再通過各種形式調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，讓學(xué)生不再把化學(xué)當(dāng)做是一門枯燥的學(xué)科，而是通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)等方式燃起對(duì)化學(xué)的興趣，充分發(fā)揮積極性。例如在《碳和碳的氧化物》復(fù)習(xí)中，在復(fù)習(xí)完重點(diǎn)知識(shí)后，教師把二氧化碳的制取設(shè)計(jì)成小組實(shí)驗(yàn)。在小組實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)非常感興趣，大家都積極參與，集思廣益去解決問題，積極回答問題，小組其他成員也補(bǔ)充發(fā)言，營造了一個(gè)良好的課堂氛圍。當(dāng)做得好的同學(xué)將實(shí)驗(yàn)成果展示給大家時(shí)，基礎(chǔ)知識(shí)已經(jīng)在學(xué)生心里扎根了。

二、基于證據(jù)推理的復(fù)習(xí)教學(xué)

對(duì)于剛剛接觸化學(xué)學(xué)科的初中學(xué)生來講，他們對(duì)于化學(xué)學(xué)科缺乏系統(tǒng)化、體系化認(rèn)識(shí)，有時(shí)對(duì)于種類繁多的化學(xué)物質(zhì)無法充分認(rèn)識(shí)，而日常教學(xué)之中，涉及到許多的化學(xué)物質(zhì)，它們其中有的是形態(tài)各異，有些從外觀又無法辨別，必須通過化學(xué)反應(yīng)才能分辨，所以學(xué)生在剛剛接觸這些易混淆物質(zhì)的時(shí)候，如果沒有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，就可能會(huì)對(duì)此產(chǎn)生混亂。綜上問題所述，通過教案設(shè)計(jì)，考慮通過“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這兩大途徑讓初中學(xué)生解決復(fù)習(xí)過程中可能遇到的化學(xué)問題。

主要研究內(nèi)容為：首先通過國內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)著作文獻(xiàn)，結(jié)合中考的考試說明要求，再根據(jù)教材上提及的知識(shí)要點(diǎn)進(jìn)行梳理，確定目的與意義，再從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的教學(xué)情況提出研究方法。通過相關(guān)的文獻(xiàn)內(nèi)容，要了解何為“證據(jù)推理”，還有證據(jù)與推理的源起與意義，再通過其根本含義從而確定“模型認(rèn)知”的研究方法。并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)中學(xué)的化學(xué)概念進(jìn)行了分類。然后結(jié)合“布魯姆的認(rèn)知 發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論”“有意義學(xué)習(xí)理論”以及“學(xué)習(xí)遷移理論”，從初中化學(xué)應(yīng)用概念之中對(duì)何為“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”進(jìn)行分析，接著進(jìn)行有關(guān)學(xué)生對(duì)化學(xué)復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)態(tài)度、復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)方法、復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)困難以及對(duì)老師教學(xué)方式的看法進(jìn)行問卷調(diào)查。通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)提供輔證及參考。在對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的流程和教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，進(jìn)行詳細(xì)的闡述和解釋的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一篇教學(xué)案例。

問題1：如何從分類的視角研究含碳的物質(zhì)

【溫故知新】大家還記得化學(xué)元素周期表嗎？元素周期表中有多少種元素？目前物質(zhì)有多少種？是物質(zhì)種類多還是元素種類多？為什么？

【學(xué)生交流】元素有100多種，而物質(zhì)目前有上億種。因?yàn)橐环N元素可以組合成多種物質(zhì)，所以物質(zhì)的種類要比元素多得多。

【提出問題】碳元素也一樣，它可以組合成很多種物質(zhì)。請(qǐng)問同學(xué)們，我們學(xué)習(xí)了哪些含碳的物質(zhì)？

【學(xué)生交流】金剛石、C60、木炭、大理石、石墨、CO、CO2等。

[提出問題]這么多含碳物質(zhì)，你能給它分類嗎？是否還能清晰回憶起純凈物、混合物、氧化物等的概念呢？

[學(xué)生交流]含多種物質(zhì)的為混合物：大理石、石灰石、木炭、焦炭等。一種元素組成的純凈物為單質(zhì)：金剛石、石墨、C60。氧化物是兩種元素組成，其中一種是氧元素。如：CO、CO2。

[提出問題]本單元還有其他的含碳化合物嗎？

[學(xué)生交流]碳酸、碳酸鈣等。

[講述]化合物不僅僅只有氧化物，還包括了常見的鹽和酸。前面我們學(xué)習(xí)到的碳酸就是酸，而碳酸鈣則是鹽。除了物質(zhì)分類，還可以從化合價(jià)角度分類?，F(xiàn)在請(qǐng)?jiān)诩埳蠈懗龌蟽r(jià)分別為0、+2、+4價(jià)的氧化物、鹽、酸、單質(zhì)的化學(xué)式并繪制價(jià)類圖。

[學(xué)生活動(dòng)]小組交流討論，并展示價(jià)類圖。

問題2：如何從分類的視角研究含碳的物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)

[提出問題]含碳物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有相似性嗎？如果有，請(qǐng)寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。

[學(xué)生交流]碳單質(zhì)和一氧化碳有共性：可燃性和還原性。并展示化學(xué)方程式。

[提出問題]根據(jù)性質(zhì)決定用途，講講含碳物質(zhì)的用途。

[學(xué)生交流]利用可燃性做燃料，利用還原性做還原劑冶煉金屬。

[講述]含碳物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有共性，也有差異性。比如一氧化碳和二氧化碳化學(xué)性質(zhì)有哪些方面不同，寫出化學(xué)方程式。是什么原因?qū)е碌模坑猛居惺裁床町悾?/p>

[學(xué)生活動(dòng)]小組通過分析一氧化碳與二氧化碳性質(zhì)的差異原因，討論分子構(gòu)成的不同，完成表格填寫，性質(zhì)不同有導(dǎo)致用途不同，一氧化碳可做燃料，二氧化碳可以滅火（一般的火災(zāi)）。

問題3：如何從分類的視角研究含碳的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化

[講述]性質(zhì)不光決定用途，性質(zhì)還決定物質(zhì)的變化規(guī)律。請(qǐng)根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系寫出相應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)式。

[學(xué)生活動(dòng)]學(xué)生上黑板書寫化學(xué)方程式。

[提出問題]請(qǐng)同學(xué)們?cè)谛〗M內(nèi)討論，能否將化學(xué)反應(yīng)按照基本類型分類。

[學(xué)生交流]劃分為化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)。

問題4：如何從分類的視角研究氣體的制備

[教學(xué)過渡]各位同學(xué)，還記得之前學(xué)過的制氧氣法嗎？現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們分析：從原理上看，實(shí)驗(yàn)室制氧氣和二氧化碳是否有異曲同工之妙？你能根據(jù)提供的儀器和藥品制取二氧化碳并檢驗(yàn)。

[提供試劑]澄清石灰水、貝殼（粉碎）、稀鹽酸、注射器、小燒杯、滴管、藥匙。

[學(xué)生活動(dòng)]實(shí)驗(yàn)操作，交流答案：在小燒杯中放入貝殼粉，滴入稀鹽酸，能看到小燒杯產(chǎn)生大量的氣泡。取注射器，抽取適量產(chǎn)生的氣體，再抽取1ml～2ml澄清石灰水，搖晃。觀察到渾濁現(xiàn)象。

[提出問題]實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳發(fā)生裝置與哪一種制氧氣的裝置相同？又如何給發(fā)生裝置分類？

[學(xué)生討論交流]這采用的是固液常溫制氣法，和之前學(xué)過的過氧化氫制氧氣相同，發(fā)生裝置還有固固（固）加熱法。

[提出問題]發(fā)生裝置的選取原則？

[學(xué)生交流]反應(yīng)物條件和產(chǎn)生反應(yīng)所需要的條件。

[提出問題]收集裝置如何分類？收集裝置的選取原則？

[學(xué)生交流]收集裝置有三種類型，分別是排氣密集法、上和下排空氣法。討論氣體是否溶于水、是否與水反應(yīng)以及對(duì)比其與空氣的密度，來決定應(yīng)該選擇哪種收集裝置。

三、結(jié)語

教師在教學(xué)過程中，要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)去選擇與之相適應(yīng)的方法，更有針對(duì)性地將教學(xué)內(nèi)容授予學(xué)生。所以，教師要有意識(shí)地減少機(jī)械的復(fù)述，靈活運(yùn)用教學(xué)方法。教師要適切地結(jié)合化學(xué)復(fù)習(xí)的內(nèi)涵和外延，向?qū)W生示范證據(jù)推理的過程，使論證過程全面而深刻，幫助學(xué)生形成證據(jù)推理的邏輯化角度，使化學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)充滿辯證思維的力量。