以“酸和堿的中和反應(yīng)”為例，培育學(xué)生“證據(jù)推理”素養(yǎng)

何安法

福建省寧德市蕉城區(qū)蕉城中學(xué)教師，高級(jí)教師。

在初中化學(xué)教學(xué)中，為了加深學(xué)生對(duì)化學(xué)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和創(chuàng)新思維，老師應(yīng)當(dāng)著力培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理”素養(yǎng)，使學(xué)生能夠通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)以及理論推導(dǎo)等方式來(lái)獲取相關(guān)信息，并通過(guò)化學(xué)符號(hào)、語(yǔ)言和圖表將信息表述清楚，然后利用比較、分類和總結(jié)等方式來(lái)對(duì)信息進(jìn)行加工和凝練，闡釋化學(xué)問(wèn)題，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，繼而提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)水平。

為了在初中化學(xué)教學(xué)中有效培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理”素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)水平的提升，老師可以按照如下的方案來(lái)推進(jìn)這項(xiàng)教學(xué)工作。首先，老師應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)下，學(xué)生可以通過(guò)觀察現(xiàn)象來(lái)收集證據(jù)，整理信息，提高對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理及其他問(wèn)題的判斷的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用下，學(xué)生的注意力會(huì)高度集中，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。其次，老師要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況來(lái)為其設(shè)計(jì)遞進(jìn)式的問(wèn)題鏈，引導(dǎo)學(xué)生的思路，使學(xué)生的邏輯能夠隨著問(wèn)題的遞進(jìn)而逐漸深入到問(wèn)題的核心層面，以此來(lái)強(qiáng)化學(xué)生的邏輯推理能力，使學(xué)生的“證據(jù)推理”素養(yǎng)在實(shí)踐中得到提升。

下文將以人教版初中化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)中的第十單元為參考依據(jù)，利用酸堿中和反應(yīng)來(lái)闡述在實(shí)踐教學(xué)中如何有效培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理”素養(yǎng)，如何創(chuàng)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，如何利用遞進(jìn)式的問(wèn)題串來(lái)引導(dǎo)學(xué)生的推理邏輯，以供參考。

酸堿之間是否能夠發(fā)生反應(yīng)？

為了引導(dǎo)學(xué)生的證據(jù)推理思路，化學(xué)老師可以首先帶領(lǐng)學(xué)生探究酸堿之間是否能夠發(fā)生反應(yīng)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)讓學(xué)生進(jìn)入高度專注的自主思考狀態(tài)。老師可以依次進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)，是在一支裝有少量Al（OH）3固體的試管中加入少量的水，然后振蕩試管，并引導(dǎo)學(xué)生觀察試管。第二個(gè)，是繼續(xù)往該試管中加入適量的稀鹽酸，然后再次振蕩試管，讓學(xué)生注意觀察試管內(nèi)的變化。學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，試管內(nèi)的物體并未發(fā)生任何變化，而在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以清晰地觀察到試管內(nèi)的白色沉淀逐漸消失。在反應(yīng)現(xiàn)象的作用下，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生思考：氫氧化鋁和稀鹽酸之前確實(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)，且沉淀物在消失，但氫氧化鋁遇水并無(wú)變化，說(shuō)明是酸溶液與堿性溶液之間產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而可推導(dǎo)出酸堿之間確實(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)。在此過(guò)程中，老師要及時(shí)詢問(wèn)學(xué)生的想法，以便獲悉學(xué)生的證據(jù)推理邏輯，如果學(xué)生的反應(yīng)遲緩，老師就要適度引導(dǎo)學(xué)生的思路，從而確保教學(xué)流程的順利推進(jìn)。

如何判斷酸堿反應(yīng)是否發(fā)生？

在帶領(lǐng)學(xué)生驗(yàn)證了酸堿之間能夠發(fā)生反應(yīng)之后，化學(xué)老師需要繼續(xù)帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)下一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探究，即“如何驗(yàn)證酸堿之間發(fā)生了反應(yīng)？”同上一步驟相同，老師仍需要為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生的專注度，并使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的指引下完成對(duì)酸堿中和反應(yīng)的證據(jù)推理。在探究該問(wèn)題的過(guò)程中，老師可以利用稀鹽酸，NaOH溶液，紫色石蕊試液以及無(wú)色酚酞試液來(lái)依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。首先，老師可以在盛有稀鹽酸的試管內(nèi)滴入幾滴紫色石蕊試液，然后再逐滴滴入NaOH溶液。其次，老師可以往盛有NaOH溶液的試管內(nèi)滴入適量無(wú)色酚酞試液，接著再往試管內(nèi)緩緩滴入稀鹽酸，直至試管內(nèi)的液體變?yōu)闊o(wú)色。

在上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，老師要引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)試管內(nèi)反應(yīng)物的變化來(lái)判斷酸堿之間是否發(fā)生了反應(yīng)。在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，試管內(nèi)的溶液逐漸變紅，接著溶液又漸漸復(fù)變?yōu)樽仙?。在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，試管內(nèi)的溶液從無(wú)色逐漸變?yōu)榧t色，然后又從紅色漸變?yōu)闊o(wú)色。通過(guò)這些現(xiàn)象，學(xué)生可以分析判斷出，是稀鹽酸和NaOH溶液之間產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致溶液的顏色往復(fù)變化。同樣地，老師要及時(shí)與學(xué)生交流，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生的思路，加強(qiáng)學(xué)生的證據(jù)推理邏輯。

酸堿中和反應(yīng)的原理是什么？

為了進(jìn)一步探究酸堿中和反應(yīng)，并培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理素養(yǎng)，老師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入微觀世界，探析酸堿中和反應(yīng)的原理。為此，老師可以首先利用現(xiàn)代信息技術(shù)和多媒體設(shè)備來(lái)給學(xué)生播放NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的微觀模擬動(dòng)畫，使學(xué)生清晰地觀察到在這一化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中，氫離子、氫氧根離子、鈉離子以及氯離子都是如何運(yùn)動(dòng)的，不同的離子之間是如何發(fā)生分離、結(jié)合，以及新物質(zhì)是如何構(gòu)成的。

學(xué)生在觀看模擬動(dòng)畫的時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)稀鹽酸與NaOH溶液相融之后，氫離子與氯離子分離，氫氧根離子與鈉離子分離，然后氫離子與氫氧根離子結(jié)合成水分子，學(xué)生進(jìn)而就可以推導(dǎo)出，稀鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫離子與氫氧根離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成水分子。為了鞏固學(xué)生的記憶，老師可以讓學(xué)生寫下NaOH溶液與稀鹽酸之間的化學(xué)反應(yīng)方程式，以及氫離子與氫氧根離子之間的化學(xué)反應(yīng)方程式，并檢驗(yàn)學(xué)生的書寫情況。然后，老師可以進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)酸堿中和反應(yīng)的理解，讓學(xué)生繼續(xù)書寫諸如稀硫酸與氫氧化鋇，稀鹽酸與氫氧化銅等典型的酸堿中和反應(yīng)，并引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)其中的規(guī)律，進(jìn)而掌握酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，同時(shí)使其宏觀辨識(shí)與微觀探析的能力得到加強(qiáng)。

如何驗(yàn)證H+和OH-發(fā)生了反應(yīng)？

在完成了前三個(gè)實(shí)驗(yàn)探究之后，老師就可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行最后一個(gè)環(huán)節(jié)，驗(yàn)證H+和OH-之間是否發(fā)生了反應(yīng)。為此，老師可以讓學(xué)生親自動(dòng)手，利用稀鹽酸和NaOH溶液配置氯化鈉溶液。當(dāng)學(xué)生完成了此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)之后，老師可以繼續(xù)為學(xué)生提供無(wú)色酚酞試液和鎂條，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想，充分反應(yīng)后的試管內(nèi)都存在哪些溶質(zhì)？

學(xué)生一般會(huì)有三個(gè)猜想。其一，只有NaCl;其二，有NaCl和HCl;其三，有NaCl和NaOH。猜想過(guò)后，老師就可以讓學(xué)生利用無(wú)色酚酞試液和鎂條去驗(yàn)證自己的想法。由于學(xué)生在操作稀鹽酸和NaOH溶液之間的反應(yīng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)三種情況：其一，稀鹽酸與NaOH溶液剛好適量;其二，稀鹽酸過(guò)量;其三，NaOH溶液過(guò)量，這就導(dǎo)致學(xué)生的三個(gè)猜想都能被正確驗(yàn)證。有的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，在滴入無(wú)色酚酞試液后，再加入鎂條，試管內(nèi)沒(méi)有明顯變化;有的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，在滴入無(wú)色酚酞試液后，試管內(nèi)無(wú)明顯變化，再加入鎂條后，試管內(nèi)出現(xiàn)大量氣泡;有的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，在滴入無(wú)色酚酞試液后，試管內(nèi)的溶液變紅，繼續(xù)加入鎂條，無(wú)明顯變化。雖然實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同，但是它們都足以說(shuō)明，H+和OH-都參與了反應(yīng)。由此一來(lái)，學(xué)生就會(huì)對(duì)酸堿中和反應(yīng)產(chǎn)生更深刻的理解，其證據(jù)推理素養(yǎng)也在實(shí)踐中得到了提升。

綜上所述，在初中化學(xué)教學(xué)中，為了提高學(xué)生對(duì)化學(xué)理論知識(shí)的理解，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)水平的提升，老師應(yīng)當(dāng)致力于培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理”素養(yǎng)。為此，老師除了用習(xí)題去鍛煉學(xué)生的證據(jù)推理邏輯能力，還可以為學(xué)生創(chuàng)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，設(shè)計(jì)遞進(jìn)式的問(wèn)題串，然后引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，收集證據(jù)，幫助學(xué)生明晰推理的思路，進(jìn)而使學(xué)生的證據(jù)推理能力在實(shí)踐中得到強(qiáng)化。

專家點(diǎn)評(píng)

對(duì)于初中化學(xué)教學(xué)而言，為了提高學(xué)生的核心素養(yǎng)水平，強(qiáng)化學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰捌鋵?duì)化學(xué)理論知識(shí)的理解，化學(xué)老師應(yīng)著重鍛煉學(xué)生的證據(jù)推理能力。本文以酸堿中和反應(yīng)為實(shí)踐案例，探究如何在教學(xué)過(guò)程中有效鍛煉學(xué)生的證據(jù)推理能力，思路清晰，邏輯縝密，適合廣大化學(xué)教師用作參考。