基于证据推理的初中化学课堂教学策略探寻

【摘要】核心素养是当前教育领域的一个热门课题。不同学科的核心素养侧重点不同，证据推理属于化学核心素养的一部分。在初中化学课堂教学中，教师需基于证据推理指导学生搜集证据和分析推理，培养他们敢于质疑、勤于思考和严谨推断的思维品质。

【关键词】证据推理;初中化学;课堂教学

作者简介：陈五周（1987.08-），男，江苏省南通市如东县丰利中学，中小学一级教师，如东县学科带头人，县“四有好教师”，县化学基本功一等奖。

在初中化学核心素养中，证据推理指的是基于证据进行分析与推理，证实或证伪假设，能解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径。化学是一门研究物质结构、组成、性质、变化规律和用途的自然科学。初中化学教师在课堂教学中应帮助学生学会搜集各种证据，使其分析推理出正确的结论，助推他们核心素养的形成。然而，从目前的教学实践中看到，许多教师将教学重点放在基础化学知识的渗透上，较少关注学生证据推理素养的发展情况，致使化学学科核心素养的培养之路异常艰难。对此，教师要有意识地改良传统教法，优化化学课程的教学策略。

一、注重理论知识讲授，奠定证据推理的基础

为基于证据推理更好地开展初中化学课堂教学，学生首先需要具备稳固的理论知识作基础，只有掌握牢固的化学基础知识，才能够搜集到更多有用的证据，且在逻辑推理与判断过程中掌握的证据更加科学。因此，初中化学教师在具体的课堂教学中，应当高度重视化学理论知识的讲授，帮助学生掌握一些基本的化学理念，包括能量守恒观、物质变化观和元素观等，使其形成扎实的化学理论知识基础，形成清晰思路，学会搜集证据与推理论证。

例如在“制取氧气”教学实践中，教师先结合教材内容着重讲述有关的基本理论知识，组织学生分析与推测在实验室中氧气的制取装置与收集装置，使其在推测过程中了解和掌握制取氧气所需的药品状态、反应条件、收集及验证等基础性知识。一般情况下，在实验室中制取氧气使用的药品是高锰酸钾，加热则是该实验的关键反应条件。通过分析，学生知道在实验中需采用加热固体型的制取装置，且在导管口处塞一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末在加热过程中进入到导管内部;还要掌握收集装置的原理，即氧气的密度比空气大，不易溶于水，从而科学推测出所需的收集装置。同时，教师设置“如何检查装置的气密性？刚开始产生气泡时能立即收集吗？为什么？实验最后应怎样操作？”等问题，引导学生一边操作实验一边思考，帮助他们了解更多注意事项。

在上述案例中，教师带领学生学习有关制取氧气的理论知识，包括反应物的状态、反应条件和收集气体的装置等，为学生打下稳固的推理基础。

二、鼓励学生合理猜想，形成证据推理意识

在初中化学教学中，对于一些基础性知识的学习及基本概念的建立，猜想和假设均是比较关键的环节。猜想和假设是学生搜集证据和进行推理的基础，只有提出的猜想与假设科学合理，学生才能够继续寻找有关证据进行分析和推理，证实结论的真伪。在证据推理下的初中化学课堂教学中，当学生提出猜想之前，教师需要指导他们基于确实的证据提出合理猜想，使其运用已有知识寻找证据和推理，有助于其论证推理意识的形成。

例如教师在开展“质量守恒定律”教学时，先向学生展示以下材料：蜡烛燃烧后质量变轻;波义耳给金属汞加热后质量变重;拉瓦锡把45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气。搭配导语：“化学反应前后，物质的质量将会发生什么变化？”学生通过阅读材料，结合自身的知识经验提出猜想，从微观视角解释化学变化，在有效证据下提出“不变”这一合理猜想。接着，教师现场演示“红磷燃烧前后质量的测定”实验，并借助多媒体设备播放实验视频，让学生更为直观、清晰地看到实验现象，使其分析红磷燃烧前后质量不变的具体原因，使他们对知识产生更深刻的理解和记忆，初步推理出上述猜想。随后教师引导学生分组进行实验，操作硫酸铜与铁钉发生反应的实验，分析本实验中参加化學反应的物质和生成的物质有哪些，什么相等，使其继续验证刚才的猜想。

针对上述案例，教师鼓励学生根据已有知识与经验，通过简单证据推理提出更加科学合理的猜想，使其形成良好的证据推理意识，然后指导他们结合相关实验进一步验证猜想。

三、借助实验探究优势，养成证据推理习惯

化学本身就是一门以实验为基础的自然科学类学科，实验教学与理论知识的教学相辅相成，相互促进，是学生学习化学知识的有效手段。在验证一些化学结论或现象时，应坚持证据推理的原则，有的放矢地展开实验探究。具体来说，在证据推理下的初中化学课堂教学中，教师应指导学生结合已有知识与经验设计科学、可行的实验，在实验探究中搜集证据，验证化学现象或结论是否与预期设想一致，从而慢慢养成良好的证据推理习惯。

以“二氧化碳的实验室制取与性质”实验教学为例，教师先在多媒体课件中展示公园和植物园的对比图片，谈话导入：“每天有很多人到公园游玩，植物越长越茂盛，反之，几乎无人问津的植物园则显得叶黄稀疏，这是什么原因造成的呢？”学生观察思考，交流讨论后回答。然后教师引领他们一起小结：“二氧化碳能够被绿色植物吸收，通过光合作用提供氧气和有机物。”接着，教师带领学生复习已学过的有关获得二氧化碳的化学反应，如木炭燃烧，人的呼吸，碳酸钠与稀盐酸反应，石灰石和稀盐酸反应，木炭还原氧化铜等，使学生结合证据判断哪一种方法最适合在实验室内制取二氧化碳和研究性质，提示他们根据氧气制取的相关知识，从实验操作的简便性、可行性、收集装置、验证纯度等几个方面切入。最终学生选择用碳酸钠或石灰石与稀盐酸反应的方案。随后教师指导他们设计、操作和完成实验。

如此，教师充分发挥实验探究的优势，为学生提供更多搜集证据和推理验证的机会，使学生在实验探究中慢慢养成证据推理习惯，辅助他们高效地学习化学知识，锻炼实验技能。

四、做好证据搜集工作，完善科学推理环节

推理作为一种高层次的思维方式，是个人综合能力的展现，通常要借助一些已知条件，以科学合理的分析为前提，最终推断出未知结果。这表明正确的证据推理并非凭空臆想、空中楼阁，应搜集一定的已知条件，为推理提供充足的证据支持。在证据推理下的初中化学教学过程中，教师应该围绕具体教学内容引导学生做好证据的搜集工作，使其积累更多同学习主题有关的证据，确保推理环节科学与完善，做到环环相扣，从而形成更加系统的认知。

例如，在教学“燃烧和灭火”过程中，教师设计导语：“在现实生活中会经常见到燃烧现象，那么物质的燃烧到底需要满足哪些条件？”学生联想生活中的燃烧现象进行思考和回答，提出一些猜想与假设，如可燃物、物质达到着火点的温度、空气等，为接下来的证据搜集和推理验证指明了方向。接着，教师指导学生分组进行实验：用镊子分别夹取一根小木条和一块小石子，在酒精灯上点燃;用镊子分别夹取一个蘸有水、一个没蘸水的小棉花团，放到酒精灯的火焰上片刻;分别点燃两支小蜡烛，将其中的一支用烧杯罩住。学生一边操作，一边思考和讨论哪些因素同物质燃烧有关，搜集相关证据，初步得出燃烧需要的三个条件，即可燃物、氧气、温度达到着火点。随后教师引导学生运用类似方法研究灭火的条件，使其结合燃烧的条件反向搜集证据和推理验证，顺利得出灭火的原理和方法。

在理论知识讲授和实验操作中，教师指导学生认真听讲，搜集同研究对象有关的有用证据，使学生认识燃烧条件和灭火原理，并通过切身体会得出结论的科学方法。

五、恰当创建问题情境，唤醒学生的证据意识

问题是教师与学生之间进行交流和互动的有效形式。透过问题，教师能够了解学生的想法，从而根据学生的回答对其学习情况进行判断。在培养学生的证据推理能力时，教师要认识到问题应具有启发性，主动地应用问题唤醒学生的证据意识，让学生沿着问题的提出方向，寻找具体的线索和证据。此外，教师要结合学生之间的差异，为学生搭建互动小组，引导学生之间进行思维碰撞，逐步加快学生解决问题的进度。

比如在“常见的酸和碱”教学中，教师便可以應用问题激活学生的证据意识。教师先提出“日常生活中，酸带给你怎样的印象呢？”“你见过碱吗？”等问题，让学生主动从实际生活中寻找证据，解决这些问题。随后，教师提出“科学家并非通过品尝和触摸的方式来判断一种物质是酸还是碱，那你知道他们是如何进行判断的吗？”的问题，结合学生探究问题的过程，引出酸碱指示剂的内容。紧接着，教师设计“酸碱指示剂的变色规律是怎样呢？你是如何知道的？”等问题，并为学生搭建合作交流的平台，促使学生间合作对这一问题进行分析，通过实验等完成证据的搜集，逐步对酸碱指示剂的变色规律有一个明确的认识。

教师将问题贯穿在化学课程教学中，能够始终维持学生思维的活跃性，唤醒学生的证据意识，让学生不断地从生活实践、化学实验中搜集证据，从而培养学生的证据推理素养。

六、有效借助化学史实，强化归纳推理能力

化学史的教学，不仅能丰富学生的知识积累量，扩大学生的知识面，而且能够促进学生对特定历史事件的重现，让学生亲历化学家探究和搜集证据的过程，使学生从化学家的角度出发，体会多样化证据搜集的方法。因此，在化学课堂上，教师要组织学生学习化学史料，让学生学习化学家从众多干扰项中进行筛选和分析的方法，以便学生在未来进行化学探究时也可以仿照化学家的证据搜集思维，不断强化自身的归纳推理的能力。

例如，在学习“原子的结构”时，教师便可以通过化学史的教学，引导学生感受其中的证据推理思维。教师在课前为学生设计“自主查找材料，认识原子结构的发现史”的任务，让学生通过翻阅课本、浏览网络资源搜集相关资料，对原子结构的发现过程有一个基本的认识。在课堂上，教师将学生划分为小组，鼓励学生在组内交换彼此搜集的材料，扩大知识面，了解更多的原子结构发现历史。随后，教师设计“α粒子散射实验的现象是什么？α粒子散射实验证明了原子中存在什么呢？”等问题，引导学生对卢瑟福的实验进行思考和分析，促使学生感受卢瑟福的证据推理过程。

教师引导学生自主搜集化学史，并基于化学探究中的内容，引导学生分析化学家的探究经过，能够让学生全面把握化学家的证据推理过程，使学生在感受化学家的证据推理思维中有效提高自身的证据推理能力。

七、加强学生自我反思，提高证据推理能力

基于证据推理的初中化学教学的主要目的是培养学生的证据推理能力，使其初步学会搜集各种证据，对物质的性质及其变化提出可能的假设，让他们根据证据展开分析和推理，为其核心素养的形成提供更多助力与支持。初中化学教师在平常教学中需加强学生自我反思能力的训练，使其在反思中进行自我监督与调节，将所学的化学知识变得结构化与体系化，使知识得到升华，从而内化成个人能力，真正提高学生的化学证据推理能力及水平。

例如在“金属的化学性质”教学中，教师先拿出镁条、铝片和铜片，要求学生通过观察说出这几种金属的颜色，然后询问：“假如把这些金属分别在空气中加热，会出现什么现象？”使学生先猜想是否会像木炭那样燃烧，再动手操作实验。学生发现镁条在空气中剧烈燃烧，铝片表面失去光泽，铜片表面变黑。然后让学生以实验现象为证据进行推理。接着，教师设疑：“根据上面的反应，你们能得出金属具有怎样的化学性质？”学生思考与回答，知道金属能与氧气发生化学反应生成相应的金属氧化物。然后教师提示他们反思：“金属与氧气反应的剧烈程度一样吗？有什么不同？是不是所有金属都能跟氧气发生反应？假如不是，可以举出一些例子吗？”学生根据刚才的证据讨论和归纳：“金属与氧气反应的剧烈程度不同，有的在空气中就能燃烧，有的需在纯氧中，有的要在高温下等。”并结合实例说明部分金属很难与氧气发生反应。

在上述案例中，教师指导学生完成证据搜集和推理验证后，再反思一些特殊的化学现象，使其得出更为精准的结论，为学生学习金属活动性顺序做铺垫，提高个人的证据推理能力。

在证据推理下的初中化学课堂教学活动中，教师应彻底摆脱过去以自我为中心的教育理念与授课模式，将学习的主动权完全交给学生，使其能够积极思考，主动探索，大胆假设，搜集证据和推理验证，得出科学结论，提高化学核心素养。

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