初中化學教學中證據推理素養(yǎng)培養(yǎng)的策略

沈雪峰

【摘要】在教育教學中教師要采取發(fā)揮問題導向作用，鼓勵學生反思，巧妙設計實驗等方式，滲透和落實學生的證據推理素養(yǎng)。

【關鍵詞】初中化學；推理；證據；問題導向

基于化學學科核心素養(yǎng)視角來看，證據推理素養(yǎng)指的是收集各種有效的信息作為證據，并對證據進行分析、歸納、篩選、推理等，在此基礎上用來解決或者解釋相應問題、現象等，在此過程中，確定形成科學結論所需要的證據。初中化學教師在平常教學中需格外關注對學生證據推理素養(yǎng)的培養(yǎng)，使其學會通過搜集、整理、推理化學原理，得出科學結論，使其對化學知識的認知由感性上升至理性，促進他們化學學科核心素養(yǎng)的形成。

一、把握理論知識講授，培養(yǎng)證據推理素養(yǎng)

1.發(fā)揮問題導向作用，明確證據推理方向

初中化學教師講授一些理論知識時應極力發(fā)揮出問題的導向作用，驅使學生有針對性地進行思考、搜集證據和推理，讓他們在方向準確的前提下進行課堂探究。

比如在教學“空氣”一課時，教師先拿出一個透明塑料袋，在空中抖開，詢問：塑料袋中有沒有物質？假如有，里面是什么？學生結合生活經驗及個人認知會知道塑料袋里面裝有空氣，借機引出本節(jié)課的知識主題，讓他們知道本節(jié)課主要學習研究與空氣相關的知識。接著，教師設置疑問：空氣是一種看不見、摸不到的物質，大家有什么方法證明空氣確實存在嗎？引導學生根據問題自主設計與實施實驗方案，如將空塑料瓶倒放入水中，水無法將整個瓶子占滿；用注射器在空氣中抽一下，再往水中推擠，會出現氣泡；用扇子在空氣中扇一下，有風的感覺；用打氣筒給車胎打氣等，讓學生在實驗中收集證據與展開推理，讓他們發(fā)現空氣的確存在。之后，教師繼續(xù)設問：你能描述一下空氣是什么樣的嗎？空氣是一種單一物質嗎？利用問題激起學生的求知欲望，使其自主閱讀教材內容與尋找證據，根據證據推理和討論空氣的組成。

2.鼓勵學生常態(tài)反思，提升證據推理意識

初中化學教師應該鼓勵學生學會自我反思，使其在自發(fā)性的反思行為中加深對證據推理這一行為的印象和思考，讓被動的證據推理行為變成一種自發(fā)的學習習慣和方式。

如在實施“原子的結構”教學時，當學習完“相對原子質量”這部分內容以后，學生能夠應用概念計算原子的相對原子質量，了解原子的實際質量與相對原子質量的區(qū)別與聯系，他們還會查相對原子質量表。為進一步提升學生的學習效果，教師可設置疑問：一個氫原子與一個碳原子質量的1/12差不多，氫原子質量可當作標準嗎？利用開放性問題激起學生的參與意識與學習化學的積極性，使其在反思中深化理解本節(jié)課的理論內容，運用查閱資料、觀察分析、整理與歸納數據、推斷與假設的科學探究方法整合證據與展開推理，訓練他們的證據推理能力，發(fā)展自身的化學學科核心素養(yǎng)。不過化學自我反思能力在短時間內是很難形成的，教師需格外關注課堂教學中反思環(huán)節(jié)的設計，通過反思促進學生化學學習能力的形成，使其更好地內化與吸收所學知識，掌握證據推理過程，改善他們的化學綜合能力。

二、借助實驗教學優(yōu)勢，培養(yǎng)證據推理素養(yǎng)

1.巧妙設計演示實驗，搜集證據進行推理

初中化學教師需根據教學內容巧妙設計演示實驗，引領學生在直觀的實驗現象下搜集證據，使其根據搜集到的證據進行推理，增進他們對化學理論知識的理解，實現證據推理素養(yǎng)的培養(yǎng)。

以“化學是一門以實驗為基礎的科學”教學為例，教師先演示小實驗：取一根蠟燭點燃，學生認真觀看實驗現象，討論蠟燭的顏色、氣味、燃燒過程，并用手觸摸蠟燭，使其親自收集證據，交流各自的看法，推理結論，得出蠟燭的一些物理特性，讓他們初步學會從實驗中獲取證據與進行推理。隨后，教師結合實驗現象設計問題引導學生思考，這種思考讓學生的觀察更有針對性，讓學生搜集證據的方向更為明確，比如這樣的問題：蠟燭燃燒時的火焰顏色深淺不同，產生的溫度是不是也不同呢？蠟燭越燒越短，那么蠟燭燃燒后生成什么？這一問題為觀察指明方向，也指導學生如何正確科學地取證。隨后教師進行演示，將一根火柴梗迅速放入火焰中，約1秒后取出，問，看到什么樣的現象才能證明我們的猜想。隨后教師引導學生觀察火柴梗的顏色，然后用干而冷的小燒杯罩住燃燒的蠟燭，根據證據“出現水霧”推理出生成水，再把燒杯迅速翻轉過來加入澄清石灰水，根據證據“澄清石灰水變渾濁”推理出生成二氧化碳，讓他們順利完成推理。

2.學生動手操作實驗，親身參與證據推理

教師在平常教學中應當盡可能多為學生制造一些設計與操作探究性實驗的機會，使其以個人或者小組為單位動手完成實驗，讓他們親身獲取證據，結合自主獲得的證據進行高效推理。

在“燃燒和滅火”教學中，教師先詢問：你知道什么是燃燒嗎？古人使用“鉆木”的方式來取火？為什么要“鉆木”，而不是“鉆土”或者“鋸木”？引導學生深入思考與自由討論“鉆木取火”現象，使其主動猜測燃燒需要哪些條件，讓他們嘗試猜想后展開分組探究實驗。接著，教師組織學生以小組為單位操作三個實驗來推進：（1）用酒精燈分別加熱蘸取酒精與水的棉花；（2）點燃一小塊乒乓球碎片與濾紙碎片，比較誰燃燒得更快；（3）比較罩有燒杯和沒有罩燒杯的兩支蠟燭的燃燒情況。要求學生認真觀察實驗現象，搜集證據，分別在小組內討論與探究，做好組內實驗現象的對比、分析與總結，且小組之間也進行互動與交流，最終得到相應的結果。在本實驗中，要用到控制變量法與對比法，學生結合實驗過程搜集證據和進行推理，有效培養(yǎng)他們的證據推理素養(yǎng)。

三、善于聯系生活實際，培養(yǎng)證據推理素養(yǎng)

1.靈活引入生活素材，順暢進行證據推理

初中化學教師在日常教學中需把握好所授內容同實際生活之間的銜接點，靈活引入與之有關的生活素材，輔助學生從課本與生活中搜集到更多的證據，確保他們順暢完成推理活動。

比如在開展“金剛石、石墨和C60”內容的教學時，教師先利用多媒體設備播放一段生活中用金剛石切割玻璃的視頻，展示金剛石及模型，由學生一邊觀察、一邊整理證據，讓他們推理金剛石的物理性質，學生會發(fā)現金剛石相當堅硬，借機指出金剛石是自然界中存在的最硬物質，既可用來切割玻璃，用其制作鉆頭還能用于地質鉆探、開采石油與打井等。接著，教師講述：金剛石是由碳元素組成的，同樣由碳元素組成的石墨與金剛石相比外表要暗淡許多。現場展示石墨及模型，讓學生用手觸摸一下，說一說自己的感覺，并用石墨在紙上劃一下，說出看到的現象。學生得到的證據是石墨有滑膩感，會在紙上留下灰色痕跡，使其推理出石墨很軟的結論。之后，教師設疑：金剛石與石墨都由碳元素組成，為什么在軟硬度方面的差異如此之大？帶領學生探究其中的原因所在，讓他們發(fā)現是由于內部碳原子排列結構不同。

2.開設課下實踐活動，增強證據推理認知

初中化學教師應該以完成課內教學任務為前提開設課下實踐活動，引導學生在現實生活中搜集與整理證據，使其完成化學探究活動，增進他們的證據推理認知，助推化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。

例如在進行“水的凈化”內容的教學時，通過對教材內容的學習，學生從理論層面了解純凈水與自然水、硬水與軟水的區(qū)別，初步掌握吸附、沉淀、過濾和蒸餾等凈化水的方法與實驗操作技能，在一定程度上提高他們保護水資源的意識。之后，教師可以“自來水的凈化”為主題開設課下實踐活動，帶領學生參觀當地的自來水廠與污水處理廠，了解工廠是怎么凈化自來水與處理廢水的，進一步分析凈化自來水和處理廢水的工序與方法，討論每一道工序的作用，給出開放性問題：假如給你一杯污水，是否可以自己設計一個凈化污水的裝置，對污水進行凈化處理？讓他們把所學知識應用到生活中。在這一系列問題中，前面幾個問題是讓學生通過一步一步的搜集證據和推理，為得到最后一個問題的答案做鋪墊，也是本次課下活動的目的，使其在實踐中了解凈化水的原理、用途和方法，增強他們的證據推理認知，提高證據推理素養(yǎng)。

教師應高度重視與認真對待，結合化學知識的特征及初中生的身心特點和認知規(guī)律，有的放矢地制定策略，從理論、實踐與生活等多個方面加以培養(yǎng)，使其在搜集證據與合理推理中學習化學知識，增進對所學知識的理解，不斷提高學習質量，建構高效的初中化學課堂。

【參考文獻】

[1]杜云.初中化學證據推理能力的培養(yǎng)探究——以“質量守恒定律”教學為例[J].教師博覽，2023（04）.

[2]黃亞梅.基于證據推理視角下的初中化學教學——以“二氧化碳的實驗室制取”為例[J].數理化解題研究，2022（11）.