證據推理意識和能力培養的高中化學教學分析

周慧賢

【內容摘要】基于學情，活用課本，從促使孩子證據推理意識的形成、證據證實具體操作、證據證偽具體操作三個方面開展教學實踐探究，尋找培養孩子證據推理意識及能力的途徑。

【關鍵詞】證據推理意識 能力 高中化學

證據推理意識即同學們在高中化學學習階段，對證據作用與價值的一種主動與知曉的心理狀態，可以敏感、迅速地提取存儲與使用證據。證據推理水平指可以依靠證據，對物質的構成結構屬性以及變化規律說出可能的假設，經過分析推理進行證實和證偽，創建結論與證據間的邏輯聯系，獲得抽象的有價值的結果。準確認識證據推理意識與能力的含義，把高中化學教學核心由講解事實轉移至“使用”事實，無形當中內化高中生的證據推理核心能力。

一、促使高中生證據推理意識的形成

要形成證據推理意識，于高中化學教學活動中必須增強高中生對證據的敏感度，獲取證據的水平。例如，在教學“鐵及其化合物的應用”時，老師讓同學們制定方案并進行試驗將Fe2+變成Fe3+。課本上詳細說明鐵和氧化性很弱的氧化劑反應變成Fe2+物質，而和氧化性很強的氧化劑形成Fe3+物質[1]。實驗員配備的雙氧水含量約是6%，向FeCl2溶液內添加雙氧水，同學們觀察到的情況是有很多氣泡快速形成，滴入KSCN液體變紅，證明形成Fe3+。

對于意料之外的情況，即化學實驗過程比較明顯的證據，老師要讓同學們有意識掌握現象，指引他們自主依靠證據展開推理探究。

二、依靠證實具體操作提高證據推理水平

證據的功能包含證實，要經過設計實驗驗證命題是準確的。教師在教學過程中指引同學們動手操作，培養他們的證據證實水平。

NaHCO3、Na2CO3都可以與鹽酸反應形成CO2。有些版本的教材顯示，NaHCO3是烘焙糕點使用的發酵粉的重要成分之一。同學們產生疑問，為何只寫NaHCO3？不能夠寫Na2CO3？同學可以質疑課本上的結論是寶貴的科學精神，老師的責任是使科學的種子健康發芽。所以，實驗者到超市分別買了NaHCO3、Na2CO3與發酵粉，分別用500g面粉大概加2g的比例發酵蒸饅頭看看。實驗顯示蒸出的饅頭不一樣，加Na2CO3蒸出的饅頭非常硬，就像石頭，用NaHCO3蒸出的饅頭松軟但也很硬，用發酵粉蒸出的饅頭和市面上賣的差不多。

老師引導，硬邦邦的“石頭”誰吃？（同學們哄堂大笑）蒸饅頭重點是形成CO2的量和速度，為何三種發酵的效果不一樣？同學們分析，Na2CO3受熱沒有分解，所以不行，NaHCO3受熱會分解，形成一些CO2，很硬。發酵粉重要成分是NaHCO3、酒石酸，比NaHCO3和酸反應形成CO2量多，同時反應迅速[2]。師生共同分析計量等物質的量，NaHCO3和Na2CO3分別與足量的鹽酸反應形成的CO2量、速度異同。然后繪制2D圖像歸納，展開更加抽象的邏輯推理 ，驗證課本寫發酵粉重要成分為NaHCO3是科學的。

源自課本，源自生活，又高于課本，同學們經過證實實踐操作提升了依靠化學知識與化學思維處理問題的水平，提升證據推理水平。

三、依靠證偽實踐操作提高證據推理水平

證據的功能還有證偽，經過設計實驗驗證命題是不合理的。證偽，幫助學生養成不偏聽不偏信，不唯教材論的學習習慣，提高同學們的證據證偽水平。

在教材資料卡中顯示，人體內一般有3～5g鐵物質，人體缺鐵將引發貧血等疾病。很多同學們覺得蘋果含有大量的鐵，吃蘋果能夠補鐵，是真的嗎？教學過程分給同學們蘋果，吃一口放于空氣中，外表快速變黃，同學們覺得是Fe2+變成Fe3+，驗證蘋果富含鐵成分。實驗屬于化學的最高法律，向發黃的蘋果上地上KSCN液體，沒有明顯改變，否定了蘋果含有大量鐵元素。通過同學反駁，咬一口蘋果表面范圍小，含鐵成分少，KSCN液體不能檢測出來，這一實驗無法否定蘋果內富含鐵。

查找資料表明，一個蘋果含鐵數量大概是0.2mg，Fe3+SCN-=FeSCN2+（紅）K=200，滴入KSCN液體2～3滴測出的Fe3+最少量大概是8.924×10-4mol/L。同學們反駁有理。

同學們初步具有證據推理意識和能力，能用作探究性學習內容“蘋果梨含鐵量的檢測”，展開更深入的探究。高中生在真實的情境中組織證偽活動，提高證據推理核心能力。

四、合理應用教材

即便當前互聯網如此之發達，對于高中生而言，其化學知識的主要來源渠道依然是教材，這也是教學活動能夠開展的基礎。因此，在教學過程中，教師要善于合理應用教材，引導學生深入挖掘教材中的信息，養成其收集證據的習慣，從而慢慢提升其證據收集能力。例如在學習《物質的分離與提純》這一章節內容之前，教師可以先向學生進行提問，“你們接觸過哪些分離混合物的方法？”“在面對不同混合物時，是否要利用不同的方法？”等。由于這些問題的答案并不是固定的，學生要利用已學知識點以及個人經驗來收集資料和證據。在解答這個問題時，學生會將證據分為以下三個不同的類別，首先是來自生活實際。例如在淘米的時候會用到篩沙，工具的合理利用能夠將石頭和大米進行分離。其次是源于之前的知識，例如蒸餾、過濾等，最后就是利用已學知識點對未知的問題進行猜想。在學生充分發揮主觀能動性進行思考的基礎上，教師可以再引導學生在書本中進行證據收集，養成良好的習慣，慢慢發現對下階段化學學習的積極作用，從而為后續學習打下堅實基礎。

五、運用實驗檢驗證據推理

證據推理的順利開展，不僅要讓學生養成良好的思維習慣，還要能夠在教師的引導下，從多方面對證據進行推理和檢驗，讓學生更好地了解并掌握化學知識點，在實踐中得到解決的問題，也能夠給學生留下更深刻的印象。例如在學習《化學反應的熱量》這一章節內容時，為了能夠將化學原理以及反應過程中產生的熱量更直觀地展現在學生面前，教師可以將學生分成多個不同的小組，引導學生親自動手，參與到化學實踐中，利用實驗來檢驗證據推理的內容。

六、通過質疑完善推理閉環

質疑是推理活動順利開展的前提，在高中化學學習過程中，讓學生養成質疑的習慣，對其個人發展有著重要意義，在面對不懂的問題時，要能夠帶著問題去探索，去獨立思考，形成完善的推理閉環。例如在學習《含硫化合物的性質和應用》這部分章節內容時，教師就可以先讓學生對這一章節進行提問，或是針對如何實現硫與含硫化合物的相關轉化提出自己的問題，隨后在教師的帶領下，不斷收集證據，開展實驗探究活動，對實現提出的問題進行不斷驗證，提升提出問題、解決問題的能力。

七、拓展學生推理應用途徑

高中化學課堂節奏快，在課堂上教師通常不會給予學生太多自主探究的時間，部分問題難以在課堂上解決，這就需要教師合理布置課后任務，適當進行課外教學延伸，將課后思考和課堂教學內容聯系起來，一方面可以有效提升學生的拓展推理應用途徑，另一方面還可以讓其養成良好的自主學習、自我思考的習慣。

當前我國科學技術發展迅速，先進技術在很多行業和領域都得到了廣泛應用，并取得了不錯成效，可以利用手機軟件、電腦網站等打造信息化學習平臺，或是創建QQ群、微信群等，在課后，教師可以將思考題、教學內容等上傳到各平臺中，讓學生隨時隨地進行思考和學習，打破了傳統課堂時間和空間的束縛。不僅如此，還可以錄制網絡課程的視頻，將視頻投放于平臺中供學生進行學習，各種平臺的應用，還能夠讓學生和教師之間實時進行交流和溝通，可讓教師實時了解學生在學習方面存在的問題，并及時進行解答，避免同樣的問題再次出現。

課外教學是課堂的延伸，能夠讓學生利用課堂所學，在實踐中不斷提升推理技巧和個人能力，教師也要根據學生學習能力合理制定目標，保證證據推理的有效性。

八、研究啟示與建議

實踐表明，有計劃、有順序的訓練提升同學們證據推理水平是可行的。

1.證據推理操作活動要創建真實有效的情境

基于課本，選擇課本上的探究實驗、延展素材、用途表述等加以擴展，規劃真實有效的情境和探究維度。證據推理操作活動要根據學校實際情況，滿足高中生的認知能力[3]。在實踐過程，鼓勵同學們學著假設，學著證實與證偽，學著分析，放手讓同學們處理問題，基于同學們多種多樣的認識角度與認識方式，促使學生形成證據推理核心能力。

2.證據推理實踐過程辯證的否定再否定

事物的發展，從肯定到否定，然后到否定再否定。于證據證實和證偽實踐過程，強調實踐和理論融合，不得以偏概全，不得盲目否定，也不得盲目肯定，老師要指引同學們以科學的方法尋找真理，養成謹慎的邏輯思維，展開證據推理互動，進而學會并發現證據和結論間的普遍規律。

3.提高證據推理水平是漫長的長期發展過程

要讓學生認識到提高證據推理核心能力是個長期的過程，同學們無法在短時間內取得爆炸式飛躍，對此要有心理準備，避免半途而廢。實踐階段很多老師認為，目前課時少，課都教不完，沒有時間陪學生組織實踐活動。但是只要愿意花時間讓同學們“玩”，給他們實踐的空間和機會，同學們內化證據推理水平得到提高，在實踐中掌握知識要點，教師可以注重講解在實際操作中有失誤的地方還可以對知識點進行擴展延伸，從而取得高效化教學。長此以往，必定會由量變變成質變，得到飛躍發展。

【參考文獻】

[1]馬俊燕.高中化學教學中學生自主學習能力的培養[J].甘肅教育，2020（6）：135.

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[7]陳丁珠.基于核心素養學習進階的高中化學教學設計模型研究[J].考試周刊，2019（A2）：139-140.

[作者單位：甘肅省蘭州市第五十九中學（蘭煉二中）]