基于证据推理的化学实验实践研究

许山勇

【摘   要】  進行化学实验是学生学好化学的重要途径，有利于激发学生学习化学的热情，调动学生学习化学的积极性。在初中化学的教学中，为更好的进行化学实验教学，需要运用“证据推理”的方式植入到化学实验教学中去，帮助化学实验有理可依的进行。

【关键词】  化学实验;证据推理;实践研究

“证据推理”是以事实为基础，进行有步骤有条理的推理进而得出结论的方法，因此根据“证据推理”这一指导思想运用到初中化学实验当中，通过在化学实验中发现的实验现象，结合所学的理论知识来证实化学实验的结果，以此来激发学生的兴趣，调动学生的积极性，让学生真正的喜欢上化学这一学科，在初中化学实际教学中可以采用这种方法来指导学生进行学习。

一、“证据推理”的概述

“证据推理”又称DS 证据理论（Dempster-Shafer envidence theory）也称为DS理论。是一种处理不确定性问题的推理理论。它不仅能够强调事物的客观性，还能强调人类对事物估算的主观性，其最大的优势是对不确定性信息的描述采用“区间估计”，而非“点估计”，最后再区分不确定因素，灵活精确的反映出收集出来的数据。2017年教育部颁布的课程标准对“证据推理”的解释是推理、结论和证据之间的逻辑关系，可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系。”化学教学中的证据推理是指根据化学概念、理论和理论知识，通过比较分析、概括和归纳的推理方式，进行证实和证伪的求证方式，从而获取新知识、解决新问题的逻辑思维过程。

二、基于“证据推理”的实验过程研究

1.教师通过化学实验教学，让学生认识到，科学探究并非很神奇和难理解，身边就有许多值得探究的问题。通过证据推理分析，让学生学会关注生活。关于呼吸作用是一个化学反应，消耗有机物和氧气，生成二氧化碳和水蒸气，放出能量的化学研究。就是基于二氧化碳和空气的性质的理论根据，推理在化学实验的结果的过程。

【探究实验一】

探究实验教学中，探究人体吸入和呼出的气体，回顾生物课呼吸系统知识，已知呼吸过程中吸入氧气，与人体没有机物发出反应，生成二氧化碳和水，同时释放能量。

【问题】

吸入和呼出的气体成分到底有什么不同？

【实验活动】

①利于排水方法收集两瓶呼出的气体。另取两个盛有空气的空的集气瓶。②向空气和呼出的气体中分别滴入相同滴数的橙清石灰水摇晃。③将燃着的小木条分别插入空气与呼出的气体中。④取两块干燥的玻璃片，对着其中一款呼气，观察水蒸气的情况并与另一块放在空气中的玻璃片进行比。

【观察现象】

基于两种气体都没有颜色。①盛有空气的集气瓶内澄清石灰水没有明显的变化;盛有呼出的气体的集气瓶内澄清石灰水很快的变浑浊。②盛有空气的集气瓶内木条燃烧火苗不变;呼出气体是火苗熄灭了。③空气中的玻璃片上没有变化;呼气的玻璃片上有一层水雾。

【实验结论】

①空气与人呼出的气体均没有颜色，而且呼出气体一部分不溶于水。②呼出气体中含有二氧化碳比空气浓度大。③呼出的气体中氧气浓度比空气中小。④呼出的气体中水蒸气的含量比空气中水蒸气的含量大。

2.化学是一门以实验为基础的科学，炸弹的发明就是化学实验探究的成果之一，它告诉我们化学的重大发现和科研成果就是通过实验得到的。而证据推理的作用是实验研究的重要内容。针对蜡烛的燃烧的探究进行实验研究。

【设计实验】

对一支蜡烛在燃烧前、燃烧过程中和熄灭后三个阶段进行观察。如图所示：

【实验过程】

【实验结论】

①石蜡的密度比水小、质地软、难溶于水。②蜡烛燃烧放出热量，并有水和二氧化碳生成;白烟生成的小颗粒说明焰心部分主要是蜡烛蒸气。得出蜡烛燃烧的文字表达公式：石蜡+氧气            二氧化碳+水。

三、基于证据推理对学生的意义

1.有利于培养学生的化学实验中的探索能力。实验探究的能力是学生推理能力的重要组成部分。探究实验的能力是对实验对象进行分析-提出问题-科学猜想-设计方案-处理数据的过程，其过程具有科学性和条理性。在初中化学实验教学中，进行合理的探究分析有助于提高学生的逻辑思维的能力。

2.有利于提高学生进行自我反思能力。在每一次的实验探究中，做好自我监督和调节的工作。懂得将每次实验的思维的方式和过程进行回顾和总结。有利于下次实验更加严谨。通过反思，学生可以找出自己对实验认识不足，强化化学实验知识，形成实验的自我内化。

3.有利于提高对证据推理的语言表述能力。在化学教学中更重要的是通过已知的知识和推理证据进行整合运用语言表述得出实验结果。从而提高了学生的思维能力和语言组织能力。如果无法很好的整合语言能力，推理能力和思维就只能变成“只可意会不可言传”的缺憾。做到有理可依，将一切的化学实验结果用“证据”说话。也就是说，学生对自己证据推理表述要做到言之有理，落笔有据。

总之，培养学生证据推理能力是化学学科教学中重要内容和关键，同时也是新课标的根本要求.基于“证据推理”的能力可以有效提高学生的化学实验的逻辑性和推理性。初中化学教师在实验教学中，应当充分培养学生在化学实验当中的推理能力，激发学生学习化学的兴趣和思维能力得到有效训练，从而极大地提高化学实验教学质量。

【参考文献】

[1]耿元元.基于“证据推理”的化学实验实践研究[J].化学教与学，2017（7）：93-94.

[2]杨砚宁.基于证据推理的科学探究：实验、评价及反思——以“铁钉锈蚀实验”为例[J].化学教与学，2017（2）：13-15.