基于證據(jù)的教學(xué)模式的實踐

張麗

摘要：該文在波普爾科學(xué)發(fā)展模型的基礎(chǔ)上得出了基于證據(jù)的教學(xué)模式，并將之應(yīng)用于高中化學(xué)“開發(fā)利用金屬礦物”的教學(xué)中。教學(xué)過程中，利用科學(xué)史實、生活觀察、化學(xué)實驗、數(shù)據(jù)四方面證據(jù)來說明金屬礦物的開發(fā)過程與知識的發(fā)展。基于證據(jù)的教學(xué)模式有利于教師的專業(yè)發(fā)展、學(xué)生批判思維的培養(yǎng)及學(xué)生解決問題能力的形成。

關(guān)鍵詞：高中 化學(xué) 基于證據(jù)的教學(xué)

面對信息爆炸帶來的知識劇增，對學(xué)生來說，重要的不是對知識的單純記憶，而是解決問題的能力。美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》試圖引導(dǎo)科學(xué)課程著重于高階推理，要求學(xué)生參與證據(jù)的論證、分析和解釋數(shù)據(jù)、科學(xué)的調(diào)查、形成解釋、發(fā)展和使用解釋性模型，從而在教學(xué)中呈現(xiàn)一系列的科學(xué)實踐，并形成解決問題的能力。科學(xué)研究始于科學(xué)問題，科學(xué)問題的解決又基于證據(jù)的推理。證據(jù)是科學(xué)論證的基礎(chǔ)，因而高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)是基于證據(jù)的教學(xué)。

一、基于證據(jù)的教學(xué)模式概述

波普爾認(rèn)為，科學(xué)知識本質(zhì)上是一種猜測，任何科學(xué)理論都是科學(xué)發(fā)展的一個暫時階段，科學(xué)總是表現(xiàn)出不斷證實、不斷批判的發(fā)展機(jī)制。波普爾科學(xué)發(fā)展模式為基于證據(jù)的教學(xué)設(shè)計提供了理論依據(jù)。基于證據(jù)的教學(xué)是從情境問題開始，學(xué)生在思考或交流過程會形成一定的觀點，這個觀點可能是正確的也可能是錯誤的，接著學(xué)生會基于他人所形成的觀點尋找能夠支持或反駁觀點的證據(jù)，在與同學(xué)或者老師交流的過程中形成證據(jù)與證據(jù)的碰撞，從而得到結(jié)論，形成新的知識。若觀點被證據(jù)反駁，則要通過修正，再重新找尋證據(jù)、得到結(jié)論。

二、基于證據(jù)的教學(xué)模式的應(yīng)用

（一）知識的發(fā)展分析

在人類的發(fā)展中，第一種被認(rèn)知的金屬是金，是通過水洗沙子的方法得到的，沒有涉及化學(xué)變化。化學(xué)方法最早應(yīng)用于銅的冶煉。公元前3500年，埃及人最先知道銅的冶煉，他們用木炭火去還原西奈半島的孔雀石礦得到銅。《淮南子·萬畢術(shù)》中提到的“曾青得鐵則化為銅”。以上銅的兩種冶煉方法都將二價的銅還原為銅單質(zhì)。公元前2200年，最先發(fā)現(xiàn)煉鐵技術(shù)的是西亞的赫梯人，他們將鐵礦石和木炭堆放在煉鐵爐中，點燃。我國的煉丹術(shù)，起于戰(zhàn)國興于西漢。1854年，法國化學(xué)家用鈉做還原劑得到金屬鋁。但由于金屬鈉的成本比金屬鋁還要高，因而沒有實際應(yīng)用的價值。1886年，美國的霍爾和法國埃羅很巧合地同一年研究出電解制鋁法。從金屬冶煉的發(fā)展史可以看出，越活潑的金屬越難冶煉，發(fā)現(xiàn)得也越晚。

（二）學(xué)生已有能力分析

學(xué)生已經(jīng)在初中知道氫氣還原氧化銅可以得到銅，一氧化碳還原氧化鐵可以得到鐵，這些反應(yīng)是由氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識聯(lián)系在一起，顯得很零碎。本節(jié)課可以使學(xué)生從中學(xué)到氧化還原反應(yīng)的利用價值，按照金屬的活動性順序，知道各種金屬的冶煉方法和原理。

（三）教學(xué)過程

1.數(shù)據(jù)證據(jù)的使用，說服力強

教師：視頻引入，金屬在自然界的分布情況及人類發(fā)現(xiàn)和使用金屬的概況。組織學(xué)生討論金屬的發(fā)現(xiàn)與使用與哪些因素有關(guān)。

學(xué)生：總結(jié)金屬元素存在的兩種形態(tài)。金屬的發(fā)現(xiàn)與使用與人類社會生產(chǎn)力的發(fā)展水平有關(guān)。

設(shè)計意圖：根據(jù)視頻中的數(shù)據(jù)證據(jù)和化學(xué)史實證據(jù)，總結(jié)本節(jié)課的主要線索，即提出觀點。數(shù)據(jù)證據(jù)給學(xué)生一個很直觀的了解，說服力強。當(dāng)然，數(shù)據(jù)證據(jù)也包括模型，可以讓學(xué)生有一個從宏觀到微觀的認(rèn)識。

2.科學(xué)史實的使用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

科學(xué)史實1：古羅馬人淘金的場景和我國古代與淘金相關(guān)的學(xué)術(shù)記載。

科學(xué)史實2：蘇美爾人鑄造的銅牛頭;我國商朝后期的“司母戊鼎”。

科學(xué)史實3：河南省殷商廢墟……

科學(xué)史實4：甘肅省磨溝寺洼文化墓葬出土的兩塊鐵條。

科學(xué)史實5：土耳其北部赫梯先民墓葬中出土的銅柄鐵刃匕首。

科學(xué)史實6：我國的煉丹術(shù)。

學(xué)生：根據(jù)科學(xué)史實分析討論，總結(jié)Au、Pt化學(xué)性質(zhì)不活潑，自然界中以游離態(tài)形式存在，可以采用物理富集的方法獲得，所以在生產(chǎn)力水平不高的石器時代可以從自然界中發(fā)現(xiàn)并使用。在生產(chǎn)力水平發(fā)展到一定階段時，才會出現(xiàn)青銅器時代和鐵器時代。相關(guān)時代有關(guān)反應(yīng)方程式的書寫。總結(jié)在人類發(fā)展到一定階段后會發(fā)現(xiàn)一些新的金屬。

設(shè)計意圖：學(xué)生可以從歷史上的科學(xué)家身上學(xué)到勇于探究、創(chuàng)新的精神。對化學(xué)教學(xué)中某一理論查找歷史的來源，學(xué)生能更好地形成科學(xué)概念、理解學(xué)科知識、獲得科學(xué)方法。

3.實驗證據(jù)的使用，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力

教師：PPT展示野外焊接鋼軌，演示鋁熱反應(yīng)實驗。

學(xué)生：鋁熱法制鋁的優(yōu)缺點和使用范圍。觀察實驗，書寫反應(yīng)方程式。

設(shè)計意圖：化學(xué)實驗是學(xué)生獲得化學(xué)知識、證實化學(xué)知識的重要途徑。運用實驗探究化學(xué)問題，由化學(xué)實驗得到化學(xué)知識，將知識的獲得與化學(xué)實驗相結(jié)合。在實驗證據(jù)的獲得過程中，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

4.證據(jù)鏈總結(jié)本節(jié)課，梳理學(xué)生科學(xué)方法的意識

課堂總結(jié)：①從金屬活潑性順序表總結(jié)金屬的冶煉方法;②金屬發(fā)現(xiàn)和使用的順序與生產(chǎn)力發(fā)展水平的關(guān)系。

課后調(diào)研：①金屬發(fā)現(xiàn)的歷史故事;②金屬回收利用的價值;③金屬冶煉過程中面臨的環(huán)境問題;④新型金屬材料的發(fā)展。

通過結(jié)論修正之前提出的觀點，升華知識。

三、基于證據(jù)的教學(xué)模式應(yīng)用的意義

（一）有利于教師的專業(yè)發(fā)展

高中化學(xué)教學(xué)，教什么、教到什么程度、怎么教，這些都是有據(jù)可依的，即依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)對象的特點進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。很多教師容易忽視對知識發(fā)展的研究這一教學(xué)依據(jù)，其實知識發(fā)展的邏輯和學(xué)生認(rèn)知的邏輯基本是一致的，教師認(rèn)真研究知識的發(fā)展，不僅有利于自身專業(yè)的成長，也有利于學(xué)生掌握知識。通過基于證據(jù)的教學(xué)設(shè)計，教師對教材、課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀更加透徹;對知識發(fā)展的研究，使得知識儲備更加廣博;對教學(xué)設(shè)計的反思，使教師在不斷的實踐中得到成長。

（二）有利于學(xué)生批判思維的培養(yǎng)

科學(xué)知識的發(fā)展是科學(xué)家不斷努力下認(rèn)識客觀世界的過程。就一個觀點而言，有些證據(jù)會支持原來的觀點，有些卻與原來的觀點產(chǎn)生了矛盾，這時，具有創(chuàng)新精神的科學(xué)家會根據(jù)新的證據(jù)對原有觀點進(jìn)行修正，推理得到新的觀點，基于證據(jù)推理得到結(jié)論。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程也是如此。因而，證據(jù)在消除學(xué)生以往的錯誤認(rèn)知中起著重要的作用。證據(jù)教學(xué)的意義不僅有利于學(xué)生形成正確的科學(xué)觀念，還能培養(yǎng)學(xué)生的批判思維。

（三）有利于學(xué)生解決問題能力的形成

在基于證據(jù)的論證過程中，學(xué)生會遇到多種不同的證據(jù)，需要思考證據(jù)的來源是否可靠、證據(jù)是否有效，對其進(jìn)行衡量、辯證，形成自己的觀點。學(xué)生在進(jìn)行基于證據(jù)的論證時會進(jìn)行多元化的溝通，需要用充分的證據(jù)說明自己觀點的正確性，這個多元化的溝通過程刺激了學(xué)生的思考。在論證的過程中，學(xué)生與學(xué)生的觀點之間會碰撞，因而，每個人都要對觀點和證據(jù)做出判斷，可以表示支持也可以表示反駁，反駁的過程也必須基于證據(jù)，整個過程讓學(xué)生形成了解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]舒煒光，邱仁宗.當(dāng)代西方科學(xué)哲學(xué)述評（第二版）[M].北京：中國人民大學(xué)出版社，2007.

[2]周仕東，鄭長龍.論科學(xué)探究活動中信息的收集與處理[J].化學(xué)教育，2006（11）.

[3]潘瑤珍.科學(xué)教育中的論證教學(xué)[D].上海：華東師范大學(xué)，2013.