指向“證據推理”的初中化學教學實踐與探索

趙曉芳

[摘 ? 要]《普通高中化學課程標準》中明確提出了實驗探究的重要性，旨在以之為載體訓練和提升學生的思維能力，綜合培養學生的學科核心素養。以“質量守恒定律”教學為例，從模式設計、課堂實踐、教學反思三個方面探索指向“證據推理”的初中化學教學， 促進學生在證據探尋、推理中養成基于證據推理的思維方式，練就勤于思考、敢于質疑、嚴謹推斷、執著堅定的思維品質。

[關鍵詞]證據推理;質量守恒;初中化學

[中圖分類號] ? ?G633.8 ? ? ? ?[文獻標識碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1674-6058（2020）26-0070-02

化學實驗的探究過程猶如一部“偵探小說”，實驗現象即破案的證據，推理即破案的過程。指向“證據推理”的化學教學，將證據推理回歸到現象本真，由事實出發一步步直擊結論，有利于培養學生基于證據推理的思維方式，練就勤于思考、敢于質疑、嚴謹推斷、執著堅定的思維品質。

一、模式設計，以生為本突破傳統

質量守恒定律的教學，大多通過一兩個演示實驗對質量守恒原理進行驗證，這種“以講代做”的教學方式單方面引導學生的思維發展，一定程度上限制了學生思維的自由發揮。而基于證據推理的教學，是力求讓教育回歸本真，以學生為起點，以學生的個體提升為目標，以“陽光學習”為價值取向的課堂教學。結合新課程標準和教材，筆者以問題“化學反應中各物質的質量存在著什么樣的關系？”來引入課題，鼓勵學生從生活中尋找證據，同時利用實驗進行再現，進而通過證據推理歸納發現蘊含其中的質量守恒定律。具體的流程如圖1所示。

值得注意的是，收集證據尤為重要，實驗的編制要注重可行性、易操作性，實驗現象明顯化，同時要注重證據與結論之間的層層遞進與邏輯推導關系，從而對現象做出合理的解釋，使質量守恒定律成為可靠的結論，使化學學習合乎邏輯且具有實效。在教學過程中，要盡可能滿足學生的個性化需求，利用學生已有經驗來引發共鳴，讓推理使學生思維充滿張力，讓學生切實感受到化學學習的挑戰性與魅力。

二、課堂實踐，原生課堂自然生成

課堂是燃燒青春、張揚個性的主陣地，只有學生學習狀況的外顯，才能讓教師更好地觀察、了解學生的具體情況，從而更好地引導學生發展思維，讓學生在自由、開放的環境中茁壯成長。

1.提出問題，確立學習目標，思維起航

提出的問題應有一定的思維容量，能夠讓學生在思考中收獲知識、厘清原理、辨析方法和形成化學觀念。好的問題既要關注學生的認知水平，又能夠使學生聯系熟悉的現象和知識，對問題進行初步表征、提出假設，然后轉化成可操作性實驗，為證據推理奠定基礎。

如質量守恒定律的教學過程中，筆者開門見山地提出了這樣的探究問題：化學反應中各物質的質量存在著什么樣的關系？

面對這一問題，學生會將問題拆解成幾個小問題，如什么是化學反應？化學反應有哪些？反應物和生成物是什么？如何測量反應過程中的質量變化？這些問題具有一定的遞進性和可操作性，可以順利勾起學生對化學反應的回憶，找到生活中常見的、熟悉的案例，并積極進行深入探索。問題的提出，使學生的思維順利起航，學生根據原有認識將問題拆解后，問題與問題的連接形成了整個航線，使課堂教學能夠自由而又穩定地向前航行。

2.甄別篩選，形成化學實驗，尋找證據

為問題尋求答案是學生的本能，而原有認知和生活經驗就是學生的知識儲備。生活經驗為問題的解決提供了豐富的載體，為實驗的設計提供了更多的可能性。面對學生提出的眾多反應，教師應盡可能滿足學生的想法，讓證據更加多元、豐滿，同時對眾多觀點進行分類選擇，以確立具有代表性的實驗。

面對問題，學生找到了各種各樣的支撐點，初步形成了自己的看法。

學生1：木炭燃燒生成了二氧化碳氣體，固體質量減少;銅粉加熱生成了氧化銅，固體質量增加。

學生2：質量守恒定律研究的是反應前后物質質量的總和而非固體質量的改變。

學生3：質量關系有大于、小于、等于三種，故我們需要利用密閉容器來研究反應前后的總質量關系。

最終學生選擇了氧化反應、中和反應、復分解反應為代表，對比了波義耳和拉瓦錫的實驗裝置圖，設置了如下三個實驗。

實驗一：將銅粉放置于試管中，用帶有注射器的橡皮塞塞緊。分別稱量加熱前后整個裝置的質量，對比得出結論。

實驗二：稱量分別盛有鹽酸與氫氧化鈉溶液的燒杯的總質量，將兩溶液混合反應，再稱量反應后兩個燒杯的總質量，對比前后質量得出結論。

實驗三：稱量碳酸鈣與鹽酸反應前的藥品與密閉裝置的總質量，讓二者在密閉容器中反應，再稱量反應后的總質量，對比前后質量得出結論。

在實驗的過程中，學生不僅真實地看到了實驗現象，還通過稱量的方法進行了定量觀察，按照自己的設想收集到了相關的證據。這樣的學習，雖然通過實驗現象證明了質量守恒定律的存在，但還缺乏更深層的解釋。此時，證據推理尤為重要，它可順利將課堂教學推進到重點探究中。

3.追本溯源，激烈辨析討論，證據推理

單從現象得出結論，難免會讓結論顯得單薄。質量守恒定律結論的得出，利用的是歸納法，但事實證據不可能完全窮舉，結論的正確與否需要一個解釋，而符合邏輯的證據推理可以增加結論的可靠性。辨析討論可以使學生的討論更加多元，讓學生在傾聽中學會分析、借鑒、融合和提升，將學生心中的疑惑一一消除，使學生對結論的理解更加扎實透徹。在討論中，學生對實驗現象進行了辨析，使認知越來越接近反應的本質。

如教學中，筆者為學生演示銅加熱反應的微觀模擬圖（如圖2），引導學生從微觀的角度討論質量守恒定律。

學生從分子、原子的層次對質量守恒定律進行了分析推導，根據“反應前后原子的種類、數目不變”推導出“反應前后物質的總質量不變”這一結論，從本質上對質量守恒定律進行了理解。宏觀與微觀的辨析討論，讓學生對質量守恒定律的理解更加透徹。利用總結歸納的方法，學生從宏觀、微觀兩個角度進行總結分析（見表1）。

證據推理，達到了“多合一”的效果，讓學生在眾多實驗中看到質量變化的本質，從多個角度、多個維度得出質量守恒定律，使概念的呈現真實高效;讓學生的理解更為深入，真正實現了學生思維的延伸與提升，使學生在學習、理解、方法、能力等方面再上一個新臺階。

三、教學反思，證據為本回歸本真

1.“證據為本”為基點

問題提出后，學生會嘗試在自己的認知范圍內尋找答案，先從生活經驗中尋找有用證據，討論木炭燃燒過程中質量的變化;然后在固體質量的減少中追問該反應是不是能代表所有的反應;接著討論銅加熱反應，不同的結論讓學生產生了探究的欲望，順利激活了學生的思維;最后師生一起向更深層次尋找證據，從微觀的角度分析分子、原子的變化過程，進一步為質量守恒定律的推導提供證據。整個教學過程，以證據為本，排列有序、邏輯清晰，確保學生始終活躍在自己的最近發展區，輕松自如。

2.“推理求真”為核心

教育不是灌輸而是點燃。證據呈現之后，質疑仍然存在，與證據對話才是消除疑惑的最好方法。在證據推理的過程中，教師要給學生自由發揮的時間和空間，不要急于告知結論，而是讓學生做一個發現者、研究者和探索者，滿足學生這種根深蒂固的心理需求，鼓勵學生勇敢與證據對話。如在木炭燃燒中得到固體質量減少的結論，在銅加熱反應中得到固體質量增加的結論，這兩個結論的相互矛盾自然會在學生大腦中產生沖擊，進而促使學生進行聯想、分析、交流和討論。學生在犯錯、糾錯中自行修正思維，最終實現問題的解決，建構化學的“變化觀”“守恒觀”和“科學本質觀”，使最終的結論深入人心。

總之，基于“證據推理”的化學課堂教學，讓學生本色出場、真情流露，教學模式簡潔明了，符合學生的認知水平，有利于學生實事求是、辯證唯物的學科思維方式的形成，使學生愉快地完成每一次的學習任務，并由衷期待下一次“基于證據推理”的學習之旅。

（責任編輯 羅 ? 艷）