基于“證據推理”培養學科核心素養

陳 悅

(江蘇省錫山高級中學匡村實驗學校 214154)

自教育部在《全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中提出了“核心素養”這一概念以來，學科“核心素養”已經成為各學科教學關注的熱點，其中“宏觀辨識與微觀探析；變化觀念與平衡思想；證據推理與模型認識；實驗探究與創新意識；科學精神和社會責任”這一看法比較得到認可.核心素養主要是通過具有學科特色的活動來體現和養成，這就要求重視課堂教學，在課堂教學實踐中將核心素養功能化、具體化.

下面談談筆者在初中化學教學中培養學生“證據推理”能力的實踐和探索.

一、“證據推理”核心素養的表述

“證據推理”是指學生通過教師的指導能初步學會收集證據，對物質的變化規律及其性質提出可能存在的假設；通過證實或證偽進行分析、推斷；尋求證據與結論之間的合理解釋，形成科學、合理的結論.

對“證據推理”素養的表述進行分析，包括三個方面：一是“提出合理猜想的能力”，學生根據觀察到的實驗現象或物質的組成、結構，通過與已有經驗類比，提出科學的假設.二是搜集證據的能力，要用最簡捷的途徑尋找證據，搜集的證據要能證實結論.三是“證實結論的能力”，能證實證據與結論的關系.通過不斷地實踐和探索，筆者認為培養學生的證據推理能力，要遵循如下教學策略.

二、“證據推理”核心素養的培養

1. 合理猜想，形成“證據推理”意識

初中化學教學中一些基礎知識學習、基本概念的建立，“猜想與假設”是一個重要環節，而使猜想與假設合理化是培養學生“證據推理”能力的基礎.只有猜想科學性、合理化，才能再進一步尋找相關證據進行分析推理從而證實或證偽結論.而正確、合理的猜想與假設是需要在一定的已知基礎上運用學科知識進行的“預測”，因此在學生猜想前，教師要指導學生在有確實“證據”的前提下通過一定的合理推理而進行“猜想與假設”.如在進行人教版“質量守恒定律”教學時，學生猜想化學反應后物質質量是否發生變化前，可以指導學生回顧課題1“分子和原子”第50-51頁氧化汞分子分解示意圖和氫氣與氯氣反應的示意圖，先組織學生復習從微觀角度解釋化學變化的已有知識，在此基礎上學生猜想化學反應前后質量是否變化時就能通過有效“證據”進行 合理猜想.

又如在“對人體吸入空氣和呼出氣體的探究”時，可以要求學生結合生物課學過的有關人體呼吸過程氣體的變化進行合理猜想.

總之，在學生猜想與假設時，指導他們通過證據推理的形式進行，提高猜想的合理性、科學性，形成“證據推理”的意識，從而逐漸形成學習自然科學的重要方法：以大量的客觀事實為依據進行科學合理猜想，通過進一步研究形成科學結論和規律.

2. 實驗探究，養成“證據推理”習慣

“實驗探究”是化學學習的重要手段，對于驗證一些化學現象或結論的化學實驗實踐時秉持“證據推理”原則，實驗中所使用的方法、原理、操作步驟和所學的化學基礎理論知識、科學的研究方法只有協調一致，學生根據已有經驗，設計簡單、可行、科學的實驗步驟并進行操作，才有利于學生科學思維的培養，達到提高學生實驗探究能力，有效提高學生的科學素養的真正目的.

如在人教版“二氧化碳制取的研究”一課教學時，首先組織學生回顧已知的可得到二氧化碳的各類反應：木炭燃燒、木炭還原氧化銅、石灰石與稀鹽酸反應、碳酸鈉固體與稀鹽酸反應、人的呼吸作用等，指導學生推測哪一種方法更適合于實驗室制取二氧化碳？學生結合已學的實驗室制取氧氣的知識從操作的可行性、簡易性、能否收集、氣體純度等方面考慮，采用石灰石與稀鹽酸或碳酸鈉與稀鹽酸反應的方法制取比較合適，這時，指導學生進一步設計并實驗尋找“證據” 推斷哪一種反應更適合實驗室制取.

又如：在選擇收集方法時閱讀到課本上給出二氧化碳能溶于水這一性質時，有學生提出：能否嘗試用排水法收集二氧化碳氣體？教師指導學生設計并進行實驗，通過實驗探究尋找確實、有利的“證據”來進行合理推理.

“證據推理”作為化學學科核心素養之一，其目標是通過實驗探究活動幫助學生樹立分析、推理的意識，通過目標提高實驗設計的能力，幫助學生形成建構解決問題的基本框架，由此實現“從化學的角度認識物質的組成和結構，形成科學的解決問題的思想、方法、觀點”的化學學科價值.

3.自主反思，提升“證據推理”能力

證據推理能力的提高一定要加強學生的自我反思能力，通過反思進行自我監督、自我調節，使已學的化學知識體系化、結構化，使知識得以升華，內化為自身的能力，從而真正提升證據推理的水平和能力.如在學習了相對原子質量的有關知識后，學生“出示”證據：一個氫原子的質量幾乎等于一個碳-12原子質量的1/12，從而推理提出：能不能以一個氫原子的質量作為標準而用碳-12原子質量的1/12作為標準呢？ 又如在學習金屬活動性順序時，學生發現將鐵絲插入硫酸銅溶液中有氣泡產生，提出疑問，我就要求學生進行合理推理并設計實驗證明，讓學生在反思中強化化學知識，形成自我內化，提升“證據推理”的能力.

總之，“證據推理”是“科學探究”合理化、有序化的基礎，是促進學生主動探索、積極思考、大膽假設、形成觀點、學會問題解決、掌握學科規律的過程，由學生對知識的理解、鞏固、掌握轉化為用科學探究的態度與方法去認識、發現問題并主動探究和解決，從而改變和創造世界.