证据推理在化学教学中的实践与思考

戴峰

摘要：证据推理是学生学习化学的重要分析方法，是在课堂中逐步形成的必备品格和关键能力。证据推理主要由证据的寻求和证明方式两部分组成。在实际教学中，可以采用事实和实验相结合、宏观与微观相结合、定性与定量相结合、证据与模型相结合等方法，拓宽证据推理的角度、延伸证据推理的广度、提高证据推理的深度、加强据推理的力度，促进学生建立解决问题的思路，实现化学核心素养的落实。

关键词：证据推理;化学教学实践;化学核心素养

1、“证据推理”素养的内涵

新课程改革注重学生核心素养的培养，“证据推理”作为化学核心素养的重要内涵之一，是一种高阶思维能力。“证据推理”是具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪;建立观点、结论和证据之间的逻辑关系;知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及相互关系。由此可见，证据推理是学生学习化学的重要分析方法，是在课堂学习中逐步形成的必备品格和关键能力。要形成“证据推理”素养，不仅要培养学生的证据意识，更要通过课堂行为让学生体验寻求证据的过程、锻炼分析推理的能力、感受证据推理的成功乐趣。在化学教学中，证据推理主要分两面：证据的寻求和证明的方式。证据的寻求根据证据的来源又可以分为两个方面：直接证据和间接证据。直接证据如源自自然现象和生活经验的证据、实验现象的证据、数据处理的定量证据等;间接证据如类比推理证据、文献的证据、教材中的原理和定律等。

2、化学教学中提升学生证据推理素养的策略

2.1展开合理猜想

化学教学中，一些基础知识、基本概念需要学生以已有新知识为基础展开猜想，进行分析后找到相关证据来分析推理予以证实或证伪，形成证据推理能力。结合教学实践看，正确、合理的猜想与假设往往要基于学生自身学科知识来“预测”化学教师应指导班级学生在有确切“证据”前提下通过一定合理推理进行猜想，为接下来推理过程分析打下坚实基础，提升课堂分析综合能力。例如，在教学“铁及其化合物的应用”时，老师让同学们制定方案并进行试验将Fe2+变成Fe3+。课本上详细说明铁和氧化性很弱的氧化剂反应变成Fe2+物质，而和氧化性很强的氧化剂形成Fe3+物质。实验员配备的双氧水含量约是6%，向FeCl2溶液内添加双氧水，同学们观察到的情况是有很多气泡快速形成，滴入KSCN液体变红，证明形成Fe3+。对于意料之外的情况，即化学实验过程比较明显的证据，老师要让同学们有意识掌握现象，指引他们自主依靠证据展开推理探究。

2.2借助化学实验

化学实验结论源自实践，而实验则是一种重要的实践探究方法。事实上，化学探究方法对于提高学生的化学认知和使用水平具有重要帮助，学生借助实验得出的结果会增强他们对反应结果的理解和记忆。当然要想促进学生对实验的理解与应用，也要认真学习基础常识，才能更好地提高化学实验能力。因此，化学课堂要重视实验法引导学生调整学习思维，教师要做好教学设计，有步骤、有方法地做好实验课程的开展。在教材资料卡中显示，人体内一般有3～5g铁物质，人体缺铁将引发贫血等疾病。很多同学们觉得苹果含有大量的铁，吃苹果能够补铁，是真的吗？教学过程分给同学们苹果，吃一口放于空气中，外表快速变黄，同学们觉得是Fe2+变成Fe3+，验证苹果富含铁成分。实验属于化学的最高法律，向发黄的苹果上地上KSCN液体，没有明显改变，否定了苹果含有大量铁元素。通过同学反驳，咬一口苹果表面范围小，含铁成分少，KSCN液体不能检测出来，这一实验无法否定苹果内富含铁。查找资料表明，一个苹果含铁数量大概是0.2mg，Fe3++SCN-=FeSCN2+（红） K=200，滴入KSCN液体2～3滴测出的Fe3+最少量大概是8.924×10-4mol/L。同学们反驳有理。同学们初步具有证据推理意识和能力，能用作探究性学习内容“苹果梨含铁量的检测”，展开更深入的探究。高中生在真实的情境中组织证伪活动，提高证据推理核心能力。

2.3注重课堂探究

化学教师应该提高引导能力，在化学课中，注重教学情境的營造，开展课堂探究，让学生提高主体意识，在学习中以主人翁的心态来思考问题，认真分析化学实验过程，激发学生协作意识。例如在学习《物质的分离与提纯》这一章节内容之前，教师可以先向学生进行提问，“你们接触过哪些分离混合物的方法？”“在面对不同混合物时，是否要利用不同的方法？”等。由于这些问题的答案并不是固定的，学生要利用已学知识点以及个人经验来收集资料和证据。在解答这个问题时，学生会将证据分为以下三个不同的类别，首先是来自生活实际。例如在淘米的时候会用到筛沙，工具的合理利用能够将石头和大米进行分离。其次是源于之前的知识，例如蒸馏、过滤等，最后就是利用已学知识点对未知的问题进行猜想。在学生充分发挥主观能动性进行思考的基础上，教师可以再引导学生在书本中进行证据收集，养成良好的习惯，慢慢发现对下阶段化学学习的积极作用，从而为后续学习打下坚实基础。

2.4提升语言表达

化学授课中，学生不仅要能够根据证据来进行合理推理推导得到结论，还要能够准确表述化学现象与结论。如果不具备准确表述能力，化学学习质量会大幅下降，也无法与他人进行正常沟通与交流。因此，化学教师在教学中要注重培养学生规范化表达能力，注重培养化学推理思维同时要把内部语言转化为外部语言予以表达，让他们在证据推理中言之有理。比如在“氧化还原反应”这一课时的学习中，要想培养学生的逻辑推导能力就可以从认知这一角度出发。通常来说高中生已经有了很多的生活经历，所以对生活中的氧化还原反应并不陌生，时常可以见到，所以对氧化还原反应的相关特征都已有了初步的认识。然后在对氧化还原反应相关概念和数据的推理方法进行回忆的同时，可以再进一步做一些逻辑推理，简单分析一下氧化还原反应的推导过程（从化合价升降到电子失得最后到反应类型），对后期的氧化还原反应的理解以及“证据推理”分析有一定的帮助。通过这个过程能更具体地学习到氧化还原反应的几何特征。在这一系列的操作中，学生动手推导了氧化还原反应相关知识以及对模型的建造，极有效地训练到了学生的“证据推理”，给学生的化学核心素养的提高提供了有利因素。

结束语

倡导素养为本的化学课堂教学对证据推理核心素养提出了新的要求：化学知识侧重素材积累，其结构化程度解释了证据“是什么”的广度问题;教学过程侧重思路引领，其逻辑化程度呈现了推理“怎么推”的角度问题;科学探究侧重证据收集和推理方式，其层次化程度评价了证据推理“做得怎么样”的深度问题。教师引导学生对这些问题进行思考，以期强化学生的学科认识思路，发展学生的学科论证能力，提高学生的学科核心素养。

参考文献：

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[2]吕旭东，刘文，鹿杰.基于证据推理的教材实验拓展教学[J].化学教与学，2021（05）：95-97+71.

[3]赵冬冬.基于证据推理的初中化学复习课教学设计[J].学园，2021，14（13）：33-34.

本文系江苏省教育科学“十三五”规划课题《高中生化学证据推理能力建构的实践研究》（课题编号：B-b/2018/02/53）阶段性研究成果。