基于“證據(jù)推理”的化學(xué)實驗實踐研究

耿元元

摘要：化學(xué)實驗是化學(xué)中的重要組成部分，對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、學(xué)好化學(xué)知識來說都具有極大的促進(jìn)作用。在初中化學(xué)的教學(xué)過程中，為了設(shè)計出更好的化學(xué)實驗教學(xué)，需要將“證據(jù)推理”這一理念運(yùn)用到初中化學(xué)的化學(xué)實驗實踐中，在化學(xué)實驗中充分融入這一思想，指導(dǎo)化學(xué)實驗有步驟有條理地進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗；證據(jù)推理；實踐研究

文章編號：1008-0546（2017）07-0093-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.028

“證據(jù)推理”是指依據(jù)事實根據(jù)，進(jìn)行合理推理從而得出結(jié)論的方法，這里借用這種指導(dǎo)思想來引導(dǎo)初中化學(xué)實驗的進(jìn)行，即根據(jù)化學(xué)實驗中發(fā)現(xiàn)的具體的實驗現(xiàn)象，結(jié)合所學(xué)的化學(xué)知識來推導(dǎo)化學(xué)實驗的結(jié)果，以此來誘發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。其中“證據(jù)推理”所使用的方法一般有分析法、代入法、判斷法、結(jié)論法和驗證法等，在初中化學(xué)的實驗教學(xué)中，可以采用這種方法來指導(dǎo)學(xué)習(xí)。下面就從具體的幾個方面進(jìn)行闡述。

一、基于“證據(jù)推理”的化學(xué)實驗實踐研究原則

1. 科學(xué)性原則

化學(xué)是自然學(xué)科，具有科學(xué)性，對于驗證一些化學(xué)現(xiàn)象或結(jié)論的化學(xué)實驗實踐來說，其在具體的研究過程中，就更不能少了科學(xué)性，而“證據(jù)推理”理論在化學(xué)實驗中的指導(dǎo)就對實驗科學(xué)性的要求更高了。因此，在化學(xué)實驗中，教師和學(xué)生都必須秉持科學(xué)性的原則，化學(xué)實驗中所使用的實驗方法、實驗原理、實驗操作步驟和所學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)理論知識、科學(xué)的研究方法應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)一致，以此為化學(xué)實驗的基礎(chǔ)，才有利于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，有效提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，達(dá)到化學(xué)實驗教學(xué)方案實施的真正目的。

2. 創(chuàng)造性原則

在課程改革的背景下，不僅對于學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握的要求提高了，同時要求發(fā)展學(xué)生各方面的能力，為了遵循改革理念，在初中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師要關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，應(yīng)當(dāng)為學(xué)生設(shè)計具有創(chuàng)造性的實驗，根據(jù)實驗教學(xué)的要求，不斷改進(jìn)和完善化學(xué)實驗，以使學(xué)生在實驗過程中能培養(yǎng)出創(chuàng)造性思維，優(yōu)化自身的知識結(jié)構(gòu)。“證據(jù)推理”也并不是要求學(xué)生在化學(xué)實驗實踐中固執(zhí)地秉承一些傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和預(yù)定的實驗現(xiàn)象來進(jìn)行推理，而是能正視實驗過程中出現(xiàn)的各種實驗現(xiàn)象，并進(jìn)行進(jìn)一步的推理思考，發(fā)散學(xué)生的思維，使學(xué)生在化學(xué)實驗中能發(fā)揮更大的潛能。

3. 趣味性原則

在任何學(xué)科的教學(xué)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣都是提升學(xué)習(xí)效率的關(guān)鍵，只有學(xué)生對某門課程或研究有了興趣，才會樂意自主地去學(xué)習(xí)、去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，才有學(xué)習(xí)的積極性。所以教師在進(jìn)行化學(xué)實驗的教學(xué)時，要充分考慮到這一點，化學(xué)實驗的設(shè)計中要秉承趣味性的原則，在“證據(jù)推理”理論的指導(dǎo)下，也要注意對化學(xué)實驗興趣的打造，把實驗與學(xué)生的生活聯(lián)系起來，增強(qiáng)問題的探究性，使學(xué)生在實驗研究的過程中發(fā)現(xiàn)更多的樂趣。

4. 可行性原則

在初中化學(xué)實驗的實踐中，設(shè)計的化學(xué)實驗科學(xué)性、創(chuàng)造性和趣味性再強(qiáng)，如果這個實驗違背了可行性的原則，那么也是一個失敗的化學(xué)實驗。如果化學(xué)實驗不可行，推理就更加無法進(jìn)行了。因此，化學(xué)實驗內(nèi)容要與書本的知識結(jié)合起來，不能只憑某個人的臆斷，而沒有化學(xué)理論基礎(chǔ)做鋪墊，化學(xué)實驗應(yīng)當(dāng)切實可行，同時還應(yīng)當(dāng)避免設(shè)計危險性較大的實驗，以保障學(xué)生在實驗過程中的安全，保障實驗的順利進(jìn)行。可行性原則還體現(xiàn)在設(shè)計的化學(xué)實驗要符合學(xué)生的實際認(rèn)知水平，以能拓展學(xué)生所學(xué)的化學(xué)知識為目的。

二、基于“證據(jù)推理”的實驗過程

對于基于“證據(jù)推理”的實驗過程的探討，下面就以初中的一個化學(xué)實驗——“哪些因素影響固體物質(zhì)在水中的溶解量”為例進(jìn)行實驗過程的具體探討。

一個班上有45名同學(xué)，以每5名同學(xué)為一個實驗小組來進(jìn)行合作探究性實驗的學(xué)習(xí)，讓每個小組推舉出一名組長。教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入化學(xué)實驗室，按照事先分好的化學(xué)實驗學(xué)習(xí)小組來進(jìn)行實驗物品的發(fā)放（托盤天平、小燒杯、量筒、試管、鑰匙、膠頭滴管、玻璃棒、酒精燈、鐵架臺、石棉網(wǎng)、溫度計、硝酸鉀晶體、熟石灰），每個實驗小組分得一套實驗用品。教師先引導(dǎo)學(xué)生們回憶課堂上學(xué)習(xí)的溶液、固體物質(zhì)溶解度的知識，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實驗。

實驗步驟：

1. 溶質(zhì)種類的影響：（1） 用量筒分次量取20mL的蒸餾水，分別加入兩個燒杯中，編號A、B。（2）用托盤天平分別稱取1g硝酸鉀晶體和1g熟石灰。（3）在A燒杯中加入1g硝酸鉀晶體，在B燒杯中加入1g熟石灰。（4）分別用玻璃棒攪拌A、B燒杯1分鐘，然后觀察物質(zhì)的溶解情況，并做好相關(guān)記錄。

2. 溫度的影響：（1） 用量筒分次量取20mL的蒸餾水，分別加入兩個燒杯中，編號C、D。（2）用托盤天平稱取1g的硝酸鉀晶體，稱取兩次。（3）在C燒杯中加入1g的硝酸鉀晶體，在D燒杯中也加入1g的硝酸鉀晶體。（4）將C燒杯放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈加熱2分鐘，D燒杯不加熱。（5）2分鐘后比較觀察C、D兩個燒杯內(nèi)固體的溶解情況，并做好相關(guān)記錄。

這兩種類型的實驗完成之后，教師指導(dǎo)每個小組的同學(xué)收集整理好實驗中的證據(jù)，進(jìn)行小組內(nèi)的討論，得出實驗結(jié)論。

三、基于“證據(jù)推理”的實驗結(jié)果分析

初中化學(xué)中基于“證據(jù)推理”的實驗結(jié)果分析方面的探究，仍以文中第二節(jié)采用的“哪些因素影響固體物質(zhì)在水中的溶解量”的實驗收集的證據(jù)來進(jìn)行具體的分析。

實驗結(jié)果：

（一）溶質(zhì)種類的影響：A燒杯中所剩固體量比B燒杯的少，即A燒杯中硝酸鉀晶體溶解量比B燒杯中熟石灰的溶解量多。

（二）溫度的影響：C燒杯中無固體剩余，D燒杯中幾乎還剩余一半的固體，即加熱的C燒杯中的固體溶解量比不加熱的D燒杯多。

綜上所述實驗所得的實驗結(jié)果，我們利用“證據(jù)推理”法來進(jìn)行分析。首先，學(xué)生們都必須知曉，本實驗采用的是控制變量法。在第一個實驗——溶質(zhì)種類的影響當(dāng)中，變量只有溶質(zhì)種類這一個，即硝酸鉀晶體與熟石灰是兩種不同的固體，其在本次實驗的溶解中充當(dāng)溶質(zhì)的角色，溶質(zhì)不相同，溶解量也不相同，這一結(jié)論根據(jù)實驗現(xiàn)象是可以推理出來，但是否溶質(zhì)的種類與溶解情況存在一定的比例性的關(guān)系呢，關(guān)于這一結(jié)論，通過“證據(jù)推理”，我們無法得出，因為該結(jié)論所要依據(jù)的事實不夠支持此推理，因此，我們可以得出的結(jié)論就只有：在其它條件相同的情況下，不同種類的固體物質(zhì)在水里的溶解量不同；在第二個實驗——溫度的影響中，我們有的證據(jù)是加熱了的C燒杯中的固體溶解量比不加熱的D燒杯多，依據(jù)這一理論事實，學(xué)生們可以進(jìn)行思考，溶質(zhì)的種類相同，唯一不同的是溫度，不會有其它外在條件來干擾本實驗的結(jié)果，這就可以推斷出：在溶質(zhì)的種類相同的情況下，當(dāng)溫度升高時，固體物質(zhì)硝酸鉀晶體在水里的溶解量會增加，溫度降低時，其溶解量會減少這一結(jié)論。其中有的學(xué)生會得出加熱會增加溶質(zhì)的溶解量這一結(jié)論，但是是不是所有的固體物質(zhì)都是這樣呢，這就需要鼓勵學(xué)生在此方面做進(jìn)一步的探究了。

總而言之，基于“證據(jù)推理”的化學(xué)實驗實踐研究具有更高的科學(xué)性和趣味性，其對激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，拓展學(xué)生的思維，提升教學(xué)質(zhì)量都具有極大的促進(jìn)作用。與此同時，“證據(jù)推理”中推理是關(guān)鍵，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，其對化學(xué)實驗的過程、化學(xué)實驗的實驗結(jié)果分析的要求也更高，使得化學(xué)實驗實踐向新的方向更好地發(fā)展。

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