摘 要：證據(jù)是人們從未知達到已知的認識過程中用來推定未知事項的既知材料，一般來說，可分為直接證據(jù)和間接證據(jù)兩大類。證據(jù)推理包含兩個方面的含義：一是根據(jù)證據(jù)經(jīng)過推理得出科學的結(jié)論；二是利用證據(jù)證實或證偽推理。在實際教學中，可寓證據(jù)推理于日常教學，塑造新型課堂文化；將證實與證偽相結(jié)合，培養(yǎng)尊重事實、敢于質(zhì)疑的科學精神；將間接證據(jù)與直接證據(jù)相印證，訓練科學研究能力；將推理方法與實驗方法相結(jié)合，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度；將證據(jù)推理與模型認知相結(jié)合，提高思維概括能力。

關鍵詞：證據(jù)推理 直接證據(jù) 間接證據(jù) 證實 證偽

不僅自然科學的發(fā)展離不開證據(jù)推理，社會科學的發(fā)展也同樣需要證據(jù)推理。引領學生懂得什么是證據(jù)、怎樣獲得可靠的證據(jù)去解釋世界，增強學生的證據(jù)意識，提高學生收集證據(jù)和證據(jù)推理的能力，是化學學科教學的核心目標之一。

一、證據(jù)概念及其分類

證據(jù)就是證明的依據(jù)，是人們從未知達到已知的認識過程中用來推定未知事項的既知材料。證據(jù)是為要證明的猜想、假設、理論服務的。證據(jù)必須是科學事實，是在當前的科學狀態(tài)下不容置疑、無可厚非的，

是適用于所有個體而并非某個單獨的個體的，因此社會經(jīng)歷、生活經(jīng)驗、感官直覺、主觀臆斷等都不足以作為證據(jù)。

在不同的學科領域，根據(jù)不同的標準，證據(jù)有很多種分類方法，一般來說，可分為直接證據(jù)和間接證據(jù)兩大類。直接證據(jù)是客觀存在的事實，如自然現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)等。直接證據(jù)不需要其他旁證相關聯(lián)，直接就可以說明問題、證實事實。間接證據(jù)是

他人已經(jīng)經(jīng)過觀察和研究得出的有關規(guī)律以及被無數(shù)實驗事實證實的原理、定律、結(jié)論和推論等，有時我們也將文獻中的證據(jù)稱作間接證據(jù)。這類證據(jù)一般需要與其他相關證據(jù)配合使用，起到輔助證明的作用。間接證據(jù)如果不能與事實本身相關聯(lián)，

就沒有證據(jù)價值。

化學教學中的證據(jù)，根據(jù)來源的不同可以分成以下幾類：（1）源自化學實驗事實的證據(jù)，如鋁條插入硫酸銅溶液中表面生成紅色物質(zhì)等；（2）源自化學史實的證據(jù)，如濕法煉銅等；（3）源自自然現(xiàn)象的證據(jù)，如火山口存在硫黃等；（4）源自生活經(jīng)驗的證據(jù)，如夏天飯菜容易變餿等；（5）源自化學科學發(fā)展成就的證據(jù)，如石墨烯的發(fā)現(xiàn)等；（6）源自化學科學應用的重大成果的證據(jù)，如導電塑料等；（7）源自與化學有關的影響個人生活的重大事件的證據(jù)，如禁用工業(yè)酒精勾兌白酒等。

二、證據(jù)推理與證據(jù)意識

證據(jù)推理包含兩個方面的含義：一是根據(jù)證據(jù)經(jīng)過推理得出科學的結(jié)論；二是利用證據(jù)證實或證偽推理?？茖W是以多樣統(tǒng)一的自然界為研究對象的探究活動，是建立在證據(jù)和理性思維基礎上的。證據(jù)和結(jié)論之間并不總是能直接地建立起聯(lián)系。不借助理論思維，不運用邏輯推理，很多時候就把握不了證據(jù)和推論之間的關系，證據(jù)可能就成了一些孤立的數(shù)據(jù)或事實；沒有了證據(jù)，推理有時也會顯得蒼白無力。證據(jù)運用與邏輯推理的關系主要有兩個方面：第一，運用證據(jù)證明結(jié)論的過程是一個復雜的邏輯推理過程；第二，運用證據(jù)證明結(jié)論必須依靠邏輯推理。

通過實驗觀察獲得的實驗事實，通過查閱、調(diào)查等獲得的證據(jù)，并不等于研究的結(jié)論或解釋。要想得出結(jié)論，還應在對所收集的事實和證據(jù)進行整理的基礎上，運用一定的科學邏輯方法，通過進一步的分析、論證。例如，對于“描述鋅與稀硫酸反應的實驗現(xiàn)象”這樣的問題，當有學生回答“有氫氣生成”時，多數(shù)教師都會斷然地判斷學生答錯了或回答得不準確；至于為什么，也會以

“生成的氫氣眼睛分辨不出”來搪塞。事實上，之所以判斷學生的回答有誤，就是因為“有氫氣生成”是必須根據(jù)實驗現(xiàn)象經(jīng)過推理才能得出的結(jié)論（從氧化還原反應的角度，同時還要借助爆鳴實驗）。在運用證據(jù)證明結(jié)論的過程中，不但要盡量注意使推理符合邏輯規(guī)則的要求，以求得出必然的結(jié)論，而且應注意分析推理的邏輯性質(zhì)，明確所得結(jié)論的可靠程度，避免把或然性結(jié)論當成必然性結(jié)論。

證據(jù)意識是指學生在學習過程中對證據(jù)作用和價值的一種覺醒和知曉的心理狀態(tài)，是學生在面對學習問題和說服他人時重視證據(jù)并自覺運用證據(jù)的心理覺悟，包括收取、保存和運用證據(jù)的意識。證據(jù)意識不僅包含了必要的邏輯推理、分析與比較等能力，還蘊含著更深層的求真精神與態(tài)度，體現(xiàn)了科學對事實的尊重、對觀察的依賴、對結(jié)論的謹慎、對錯誤的勇于修正等。通過培養(yǎng)學生的證據(jù)意識，可以培養(yǎng)他們的質(zhì)疑精神，讓他們把尊重事實作為科學的基本態(tài)度，把講證據(jù)、信證據(jù)作為一種說話方式，使之成為一種課堂文化。在證據(jù)意識的牽引下，學生疑問有依，論證有據(jù)，進而學會平等討論、互相包容，這樣方能形成科學理性思維。

三、關于證據(jù)推理的教學思考

（一）寓證據(jù)推理于日常教學，塑造新型課堂文化

將證據(jù)推理寓于日常的各科教學之中，才能讓“尊重事實和證據(jù)，有實證意識和嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度，邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為”等要求成為學生的自覺行為。

這樣的課堂上，師生展開真正的對話，有一分證據(jù)說一分話，互相尊重，平等交流，以理服人。由于證據(jù)意識被確認為一種說話方式、課堂文化，從而保證了學生參與教學過程，不是簡單地在教師指導下的推演，而是不斷地質(zhì)疑、修正，進而實現(xiàn)對問題認識的發(fā)展和深入

。

例如，水發(fā)生自偶電離的反應方程式H2O+H2OH3O++OH-中為什么要有兩個水分子？學生不是很理解。怎樣幫助學生解惑呢？我們要尋找證據(jù)說服學生?？梢詮乃嵝运芤褐械乃|(zhì)子遷移機制（如圖1）出發(fā)獲得啟示，從氫鍵與共價鍵的轉(zhuǎn)化角度做證據(jù)推理（如圖2）。而實際教學中，可以通過比喻幫助學生理解：這就像街舞動作，“左手動-左手肘動-左肩膀動-頭動-右肩膀動-右手肘動-右手動”。

再如，學習“氨的催化氧化”時，對于為什么生成物是NO而不是NO2，學生不是很理解。此時，可以給學生提供下列事實和數(shù)據(jù)：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g） ΔH<0，生成NO時反應器內(nèi)溫度高于1100 K，而NO2在溫度高于773 K時就明顯分解（即NO在溫度低于773 K時易和O2生成 NO2）。由此，推理得到：在“急劇冷卻”后才能生成 NO2。

（二）將證實與證偽相結(jié)合，培養(yǎng)尊重事實、敢于質(zhì)疑的科學精神

證據(jù)的作用不僅僅是肯定，還包括否定?？梢宰C實或者證偽，是科學命題的基本屬性。也就是說，人們可以通過實際觀察或者通過特別設計的實驗，證明命題是正確的，或是不正確的。這種觀察或者實驗的結(jié)果不會因人而異。只要在相同的條件下進行觀察或?qū)嶒?，都會獲得相同的結(jié)果，得出相同的結(jié)論。

例如，把燒紅的鐵絲放入盛滿O2的集氣瓶中，很快（設為2秒）就燒完了。一般強調(diào)此現(xiàn)象和瓶中O2的濃度是空氣中O2濃度的（約）5倍有關。從實驗現(xiàn)象看，這似乎是一個有力的證據(jù)。但是，我們也可做如下推論：若此反應的速度僅取決于O2的濃度，則再取一根同樣粗細、長短的鐵絲放在空氣中燒紅10秒（5倍于2秒），似乎也“應該”燒完了。而事實并不支持這個推論：即使燒紅半分鐘，也不會熔化。這也說明了此反應除O2濃度外還有其他影響因素（反應速率的原因使得大量熱在短時間內(nèi)放出）。

再如，講述“弱電解質(zhì)的電離平衡”時，經(jīng)常涉及如下問題：往冰醋酸中加水，氫離子的濃度如何變化？學生會想出很多可能，如圖3～7。此時，如果運用手持技術獲得如圖8所示的曲線證據(jù)（冰醋酸溶液的電導率與溶液中的氫離子濃度正相關），學生的想法就會被證實或證偽。事實總是比理論更令人信服。由此，學生才會真正明白其中的道理，同時也會進一步認識到科學是實證的。

（三）將間接證據(jù)與直接證據(jù)相印證，訓練科學研究能力

“吾生也有涯，而知也無涯。以有涯隨無涯，殆已！”在科學研究中，借助于前人的研究成果是再正常不過的事情。但是，“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。對于前人的成果要審慎對待。

例如，對于Fe3O4的性質(zhì)，我們在相關文獻上得到如下一些描述：

黑色的Fe3O4是一種混合的Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）氧化物……它在自然界中出現(xiàn)為磁鐵礦……磁鐵礦具有反式尖晶石結(jié)構……它不溶于酸的水溶液，在空氣中加熱，可緩慢地氧化成Fe2O3。

黑色的Fe3O4中含有Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）?？梢詫⑺难趸F看成Fe（FeO2）2，即鐵酸亞鐵。將其溶于稀鹽酸中，溶液中存在Fe2+和Fe3+：Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。

Fe3O4因具磁性又名磁性氧化鐵。難溶于水，溶于酸（Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O），不溶于堿，也不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。但是天然的Fe3O4不溶于酸。

關于Fe3O4性質(zhì)的敘述在不同文獻中出現(xiàn)了顯著差異，那我們應該相信哪篇文獻呢？事實上，只要我們走進實驗室做個實驗：用鐵絲在純氧中燃燒的實驗來制備Fe3O4，然后將Fe3O4溶于不同濃度的鹽酸，放置72小時，再向其中各滴入兩滴KSCN溶液，觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在12 mol·L-1的濃鹽酸中，F(xiàn)e3O4顯紅色，有少量的Fe3+生成，但反應緩慢，與“易溶”有著很大的差距；在6 mol·L-1及更稀的鹽酸中Fe3O4不反應，無任何現(xiàn)象，滴入KSCN溶液后也不變紅色。用磁石做同樣的對比實驗，現(xiàn)象差不多（事實上，我們還無法排除水和氧氣是否也參與了這一過程，還需要進一步的證據(jù)）。結(jié)果立刻明了，這就是直接證據(jù)的作用。

（四）將推理方法與實驗方法相結(jié)合，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度

邏輯推理對證據(jù)的運用起著很好地指導作用，但是關于邏輯知識的介紹在我們大多數(shù)的學校教育中是幾乎被忽略的領域。邏輯知識是學生與他人進行正常交流的基礎，也是思辨的基石，所以有必要采用專題介紹或利用選修課補上這一塊內(nèi)容，這對提高學生的證據(jù)推理能力大有裨益。此外，實驗方法的介紹和訓練也必須相應跟上，除了訓練變量的控制方法，還能讓學生學會較為先進的分析儀器的使用，這也有助于提高學生的實驗設計水平和能力。

例如，向水與少量過氧化鈉反應后的試管中滴入酚酞溶液，溶液顏色先變紅，后立刻褪去。查閱文獻得到如下信息：酚酞是一種有機弱酸，在

pH<8.2的溶液中為無色的內(nèi)酯式結(jié)構，當溶液pH>8.2時為紅色的醌式結(jié)構。酚酞的醌式或醌式酸鹽，在堿性介質(zhì)中很不穩(wěn)定，它會慢慢地轉(zhuǎn)化成無色羧酸鹽；遇到較濃的堿液，則會立即轉(zhuǎn)變成無色的羧酸鹽。出現(xiàn)“先變紅，后變無色”現(xiàn)象是因為生成的氫氧化鈉溶液濃度較大，其強堿性使酚酞結(jié)構被破壞而褪色，還是H2O2的氧化性引起的漂白，還是二者兼而有之呢？應該引導學生設計實驗加以探究：可以通過控制單一變量的方法，研究氫氧化鈉溶液濃度對變色的影響或H2O2溶液濃度對變色的影響；也可以設計實驗，探究已經(jīng)和堿發(fā)生顯色反應的酚酞遇到H2O2溶液是否褪色。通過如上探究，學生對顏色變化原因的理解便會更為透徹。

（五）將證據(jù)推理與模型認知相結(jié)合，提高思維概括能力

眾多的證據(jù)背后往往隱藏著事物的發(fā)展規(guī)律，而對這些規(guī)律的認知，需要借助想象和概括等抽象手段。規(guī)律是意識對物質(zhì)的能動反映，是相對真理性的認識，而構建恰當?shù)哪Ｐ褪菍崿F(xiàn)這種認識的關鍵。在構建解釋的活動中，應當引導學生用科學證據(jù)和模型來支持或反駁對某一現(xiàn)象的解釋，并找出各種解釋的差異和不足，在討論確認不同解釋的差異后形成一致的描述，得到最符合證據(jù)的解釋。

例如，教學“氫氧化鋁的兩性”時，盡管我們讓學生親手做實驗，獲得了氫氧化鋁呈兩性的實驗證據(jù)，

也用電離理論從兩性電離的角度對此做出了合理解釋，但是諸如“為什么硫酸、氫氧化鈉沒有兩性”這樣的認知沖突仍舊盤桓在學生心頭。此時，如果我們從結(jié)構的角度認識氫氧化物的兩性，則不但能解決學生的困惑，還會使學生的認識上升一個層次。任何含氧酸或堿都是某元素與氫、氧

元素的化合物，都可以用通式R-O-H表示結(jié)構，ROH的離解可能有下列三種情況：堿式離解、酸式離解或兩性離解。至于采用何種方式離解，則取決于R-O之間化學鍵極性與O-H之間化學鍵極性的相對大小。Al—O之間化學鍵的極性大小和O—H之間化學鍵的極性大小近似相等，因而氫氧化鋁才有兩種離解方式。

參考文獻：

[1] 鄭長龍.論化學教學中學生得出結(jié)論能力的發(fā)展[J].化學教育，2003（Z1）.

[2] 申泮文等. 無機化學叢書（第九卷）：錳分族、鐵系、鉑系[M].北京：科學出版社，1996.

[3] 宋天佑等.無機化學[M].北京：高等教育出版社，2004.