引入“證據(jù)推理”，演繹精彩化學(xué)課堂

郭 花 （甘肅武威第十五中學(xué)）

以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，優(yōu)化化學(xué)課堂教學(xué)，從關(guān)注知識學(xué)習(xí)到學(xué)生素養(yǎng)的提升，“證據(jù)推理”融入課堂，以學(xué)生科學(xué)探究過程來激活化學(xué)思維，提高課堂教學(xué)成效。“證據(jù)推理”是建立在歸納、演繹、類比基礎(chǔ)上，以實驗觀察、提出新假說、展開檢驗、修正、驗證，最后得出結(jié)論。

一、引入溯因推理，分析元素化合物的性質(zhì)

溯因推理就是由果溯因。結(jié)合事實性結(jié)果，來推測其成因。如在化學(xué)中，指示劑的發(fā)現(xiàn)是溯因推理的典范。波義耳在實驗中，不小心將鹽酸滴到紫羅蘭花瓣上，在沖洗花瓣時，發(fā)現(xiàn)變紅。這一現(xiàn)象，與鹽酸有關(guān)嗎？為此，展開實驗探究。選擇不同的酸溶液，分別滴入紫羅蘭花瓣，觀察結(jié)果都變成了紅色。由此可見，對于紫羅蘭花瓣變色原因，與酸溶液有關(guān)。回到元素化合物性質(zhì)的探究中，對于“為什么會這樣”等實驗問題，往往需要從假設(shè)入手，去尋找證據(jù)。對于二氧化硫的性質(zhì)，設(shè)置情境如下：出示葡萄酒瓶，觀察標(biāo)簽，輔料有二氧化硫。為什么要添加二氧化硫？由此展開推理，對于葡萄酒，在發(fā)酵和存放時，最擔(dān)心的是細菌生長及防止氧化。為此，添加二氧化硫，是不是為了抑制氧化？分析二氧化硫的性質(zhì)，當(dāng)二氧化硫溶于水，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使其具有還原性。在證據(jù)收集上，可以展開多向?qū)嶒灐Ｈ缭诤卸趸虻乃芰掀恐屑尤肷倭克鹗幒笥肞H 試紙檢測，呈現(xiàn)酸性，且塑料瓶癟了；在酸性高錳酸鉀溶液中通入二氧化硫氣體，紫色會褪去。證據(jù)表明，二氧化硫具有還原性。再回答對于二氧化硫在葡萄酒輔料中的應(yīng)用，正是利用其還原性來確保葡萄酒的品質(zhì)。這種推理方法，是從科學(xué)的“證據(jù)推理”中驗證結(jié)論。

二、引入演繹推理，來探討元素化合物的性質(zhì)

何為演繹推理，即從一般規(guī)律中分析，結(jié)合證據(jù)事實得出某種規(guī)律，實現(xiàn)由一般到特殊的邏輯推理方法。如根據(jù)元素周期表，門捷列夫預(yù)測了“鎵”，還預(yù)見了鍺、鈧等新元素的存在。其推理依據(jù)就是運用演繹法，從規(guī)律中推出結(jié)果，并通過實驗來驗證結(jié)果。同樣，在學(xué)習(xí)元素化合物性質(zhì)時，針對其一般反應(yīng)原理，進行推理演繹得出其性質(zhì)。再如二氧化硫的性質(zhì)，設(shè)置情境：生活中，酸雨是怎樣形成的？顯然，二氧化硫是產(chǎn)生酸雨的主因。為什么？通過推理假設(shè)，二氧化硫是酸性氧化物，其中硫元素化合價為“+4”價，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中氧化還原原理，其在氧化劑作用下，生成“+6”價；在還原劑作用下，生成“+2”價或“0”價。為了驗證假設(shè)，借助實驗。在含有二氧化硫的塑料瓶中加入適量的水，充分震蕩后用PH 試紙測試后，呈現(xiàn)酸性。同樣，將二氧化硫通入澄清石灰水，最初會有沉淀生成；在二氧化硫過量時，沉淀又消失。鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)資料，認識脫硫技術(shù)。在含硫礦物中增加生石灰，來吸收燃燒中的二氧化硫，形成鈣基固硫。這些證據(jù)說明，對實驗假設(shè)是支持的。在該推理中，主要考查學(xué)生對個別事物的共性判斷，驗證，得出結(jié)論。

三、引入類比思維，探究元素化合物的性質(zhì)

在邏輯思維中，類比就是結(jié)合同類或相近事物進行比較，從中提煉兼有或相似的性質(zhì)，從而推斷另一類對象也具有相似性質(zhì)。較為典型的實例是巴特列對惰性氣體不能生成化合物的推斷，從氧氣與生成，由此，推斷與氧氣的電離勢幾乎相等，也應(yīng)該具備同樣的性質(zhì)，實驗結(jié)果得到橘黃色晶體。由此，對于類比思維的運用，主要運用到化合物構(gòu)成、化學(xué)元素結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)推斷中。對于二氧化硫的性質(zhì)分析，可以與二氧化碳展開類比。設(shè)置情境，觀看火山噴發(fā)，分析在空氣中燃燒生成淡藍色火焰的二氧化硫。由此推測，二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)。同樣，對于二氧化碳與二氧化硫，兩者都是非金屬氧化物，二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)如下：二氧化碳與氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀，即澄清石灰石變渾濁；二氧化碳不能讓干燥的石蕊試紙變紅，但可以讓濕潤的石蕊試紙變紅。原因是二氧化碳與水發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸。上述證據(jù)說明，二氧化碳具有酸性氧化物的性質(zhì)。在高爐煉鐵中，二氧化碳與碳發(fā)生反應(yīng)生成一氧化碳，說明二氧化碳還具有氧化性。由此來推理二氧化硫也具有與之類似的性質(zhì)，即二氧化硫是酸性氧化物，具有氧化性，硫元素的化合價可以降低。

總之，在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要通過“證據(jù)推理”，讓學(xué)生從科學(xué)思維方法中，探究化學(xué)原理，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。