基于證據推理意識和能力培養的高中化學教學實踐

黃崇斌

(福建省福鼎市第一中學 355200)

證據推理是高中化學核心素養的重要構成部分，強調學生具有證據意識，能夠結合所學構建證據與結論之間的內在聯系，以得出正確的推理結論.不僅如此，推斷題是高中化學的重要題型，是高考的熱門考點.為提高推斷題的解題能力也需要具備證據推理意識，因此在高中化學教學實踐中培養學生的證據推理意識與能力具有重要的現實意義.

1 元素周期律的教學

元素周期表與元素周期率是高中化學的重要基礎知識，重要性不言而喻.在進行該部分內容教學時應引導學生做好“證據推理”的學習與總結，為解答相關的推斷題，提高推理意識與能力奠定堅實基礎.一方面，完成相關知識學習后要求學生回憶所學，動手畫出短周期元素的元素周期表，搞清楚各元素在元素周期表中的位置以及相關元素性質的遞變規律，形成對所學元素的清晰印象.另一方面，在學生掌握基礎知識前提下，有針對性地講解相關的例題，使學生更好地把握推理的切入點，積累推理的相關經驗.例如，課堂上可為學生講解如下例題：使用氫氟酸處理一種硅酸鹽可獲得一種水溶性很低的XYZW6.組成該物質的元素均為短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期且最外層電子數依次增大，Y2+和W-具有相同電子結構，則以下推理正確的是( ).

A.X的氫化物具有強還原性

B.工業上電解Z的氯化物制取Z單質

C.離子半徑：Y2+>W-

D.X、Y、Z的氯化物均屬于離子化合物

突破該題的證據主要來源于題干中的已知條件、元素周期表、日常積累的經驗等.解題時應注重立足已知條件積極回顧所學，靈活調用頭腦中記憶的證據.

X、Y、Z是位于同一周期的短周期元素，可推出其位于第二周期或第三周期，Y2+和W-具有相同電子結構，可知X、Y、Z在第三周期，W在第二周期，因X、Y、Z最外層電子數依次增大，則可推理出X為Na、Y為Mg元素、W為F元素.由XYZW6化合價的代數和為0，則Z為+3價，則Z為Al元素.根據給出的選項可知，只有A項正確.

2 化合物性質的教學

高中化學涉及很多的化合物，其中化合物性質是高中化學的重要知識點.教學實踐中為更好地培養學生的證據推理意識與能力，不能滿足于學生已牢固記憶化合物性質，一方面，應要求學生做好化合物性質的整合，形成系統的知識網絡，搞清楚化合物之間內在聯系、轉化方法、轉化條件等.另一方面，證據推理能力的提升是一個緩慢的過程，因此應鼓勵學生多進行訓練，尤其注重做好訓練的總結與反思，及時堵住知識漏洞，總結不同題型推理的有效切入點，積累豐富的推理經驗.例如，完成化合物性質學習后，可圍繞以下習題，組織學生開展訓練活動：如圖1物質轉化關系為制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的一種制備方法及有關性質的實驗(部分反應產物已略去).其中A、F為非金屬單質氣體，B為常見金屬單質，E為生活中常見的調味品，F在標準狀況下的密度為0.09g/L.

圖1

(1)寫出D的名稱____，E的俗稱為____.

(2)寫出反應②的離子方程式為____.

(3)反應③，F在A中點燃的反應現象為____.

(4)寫出反應⑤的化學方程式____.

該題考查的知識點較多，綜合性較強，能很好的鍛煉學生的證據推理能力.破題的關鍵能夠識別與應用題干中的已知條件進行科學、嚴謹的推理.

3 氧化還原反應的教學

氧化還原反應是高中化學的重要反應類型.在進行該部分內容教學時為更好地培養學習者的證據推理意識和能力.一方面，聯系生活中的情境，分析生活中的哪些現象和氧化還原反應之間有關聯，做好充分授課準備，更好地激發學習者的思考熱情.另一方面，課堂上為學習者展示生活中的情境，拋出問題要求學習者尋找證據進行科學推理，鍛煉學習者運用氧化還原反應知識分析實際問題的能力.課堂上詢問學習者是否使用過84消毒液進行消毒，那么你會真正使用84消毒液嗎？而后使用多媒體技術為學習者展示里約奧運會游泳池變綠的新聞報道，要求學習者從報道中尋找游泳池變綠的原因，進一步深化其對氧化還原反應地認識與理解.在新聞報道中學習者得知舉辦方使用了84消毒液和雙氧水兩種消毒劑，導致游泳池藻類生成過快而變綠.同時，要求學習者畫出思維流程，思考以下問題：84消毒液的有效成分是什么？兩種消毒劑之間是否發生了反應，發生了哪種反應，判斷化學反應的生成物是什么？并寫出對應的化學反應離子方程式，分析電子轉移的方向與數目.

根據經驗學習者容易得出84消毒液的有效成分為NaClO，其中Cl元素的化合價為+1價，而H2O2中的O元素的化合價為-1價.學習者積極思考如下思維流程：確定促進綠藻迅速生長的物質→分析物質化合價變化→確定化學反應類型→寫出化學反應離子方程式→分析電子轉移的方向與數目.

4 化學實驗的教學

實驗是高中化學的重要內容.借助實驗開展教學活動能很好地增加化學課堂樂趣，獲得事半功倍的證據推理意識與能力培養效果.課堂上可為學習者展示相關實驗，而后提出問題要求學習者提出可能的假設并使用實驗驗證，夯實其所學實驗知識的同時，使其養成探尋化學問題本質的良好習慣.例如，使用濃HNO3做實驗時，要求學習者認真觀察儲存濃HNO3的儀器，并取適量濃HNO3要求學習者認真觀察濃HNO3的顏色，思考原因.學習者可清楚地看到儲存濃HNO3使用的是棕色瓶子.同時聯系濃HNO3見光分解的產物為NO2、O2、H2O，那么究竟是什么導致濃HNO3呈現黃色呢？課堂上預留空白時間，要求學習者思考、探究.最終從生成的產物入手，制定如下實驗方案進行驗證：使用三支試管取適量，體積相同的濃HNO3分別通入NO2、O2，加入H2O，觀察溶液變化.結果只有通入NO2試管中濃HNO3顏色變成黃色，由此可得出濃HNO3呈現黃色的原因是融入了NO2.

課堂上根據學習者的表現提出表揚，使其嘗到證據推理的成就感.同時，繼續拋出問題要求學習者進行探究：在做Cu和稀HNO3化學反應的實驗中因生成Cu(NO3)2溶液呈現藍色，而濃HNO3反應的實驗中，得出溶液的顏色卻是綠色，為什么會出現這一差別，要求學習尋找證據進行科學地探究與推理.根據從上述探究活動中得出的經驗，經過思考提出以下猜想：Cu(NO3)2的濃度不同引起的；Cu(NO3)2溶液中溶解了濃HNO3；Cu(NO3)2溶液中溶解了生成的NO2.針對上述猜想學習者分別制定如下實驗方案：將飽和Cu(NO3)2溶液不斷稀釋；向等體積不同濃度的Cu(NO3)2溶液中加入等體積的濃HNO3；向Cu(NO3)2溶液中通入NO2；向Cu(NO3)2溶液中通入NO2，并加入濃HNO3；結果發現后兩種實驗操作中溶液的顏色均呈現了綠色.得出溶液呈現綠色的原因是因為融入了NO2.最后學習者查閱資料發現NO2溶于水會生成HNO3，其和Cu2+作用呈現綠色.如此開展實驗教學活動，可使實驗課堂變得生動有趣，使學習者通過推理搞清楚化學知識的本質原因，深化其對所學知識的進一步理解.

綜上所述，培養學生的證據推理意識與能力是高中化學學科的內在要求.教學實踐中應注重將培養工作納入教學的重要目標，結合自身授課經驗將教學內容與培養工作有機融合，使學生掌握不同知識點下的推理證據，并結合例題講解、習題訓練以及課堂問題給予學習者引導與啟發，有針對性的鍛煉與提升，學生的證據推理意識與能力.