李小芬

摘要：證據推理是學生學習化學的重要分析方法，是在課堂中逐步形成的必備品格和關鍵能力。證據推理主要由證據的尋求和證明方式兩部分組成。在實際教學中，可以采用事實和實驗相結合、宏觀與微觀相結合、定性與定量相結合、證據與模型相結合等方法，拓寬證據推理的角度、延伸證據推理的廣度、提高證據推理的深度、加強據推理的力度，促進學生建立解決問題的思路，實現化學核心素養(yǎng)的落實。

關鍵詞：證據推理;化學教學實踐;化學核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2020）09-0021-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

一、“證據推理”素養(yǎng)的內涵

新課程改革注重學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，“證據推理”作為化學核心素養(yǎng)的重要內涵之一，是一種高階思維能力。普通高中《化學課程標準（2017年版）》對“證據推理”解釋為：具有證據意識，能基于證據對物質組成、結構及其變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽;建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系;知道可以通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征、構成要素及相互關系。由此可見，證據推理是學生學習化學的重要分析方法，是在課堂學習中逐步形成的必備品格和關鍵能力。要形成“證據推理”素養(yǎng)，不僅要培養(yǎng)學生的證據意識，更要通過課堂行為讓學生體驗尋求證據的過程、鍛煉分析推理的能力、感受證據推理的成功樂趣。

在化學教學中，證據推理主要分兩面：證據的尋求和證明的方式。證據的尋求根據證據的來源又可以分為兩個方面：直接證據和間接證據。直接證據如源自自然現象和生活經驗的證據、實驗現象的證據、數據處理的定量證據等;間接證據如類比推理證據、文獻的證據、教材中的原理和定律等。證據推理的證明方式分兩種：即證實和證偽。具體的邏輯關系可用圖1表示：

證據推理是一個復雜的過程，需要借助理論思維、邏輯分析等多種能力，不然證據和結論之間就不可能建立起聯系，證據可能就成了一些孤立的數據或事實，沒有證據，推理也就無從下手。實際教學中，學生如果沒有得到很好的引導和訓練，將很難自我達成“證據推理”的素養(yǎng)。

二、“證據推理”素養(yǎng)的實踐研究

1.事實與實驗相結合，拓寬證據推理的角度

在日常的教學工作中，學生根據已有的認知，善于尋找事實依據，來解釋需要解決的問題，往往缺乏科學性。而實驗作為化學學科最顯著的特點，在化學學科乃至整個社會的發(fā)展過程中，實驗證據是最有說服力的。所以，在證據推理的過程中，事實證據若有實驗作為基石，可以拓寬學生尋找證據的角度。

例如：苯酚的酸性教學中，如何讓學生理解苯酚鈉溶液中通入CO2后產物為NaHCO3而不是Na2CO3。

證據1——事實證據：蘇教版《有機化學》第73頁直接有關于此反應的化學方程式：C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3。但是直接呈現方程式，其實并沒有真正解決問題，學生也沒有理解實質，不利于知識的生成。

證據2——理論證據：經過思考后，部分同學分析得出：因為此反應為復分解反應，其實質為強酸制弱酸。查閱資料，得苯酚的電離常數Ka=1.0×10^-10，碳酸的電離平衡常數Kal=4.3×10^-7，Ka2=5.6×10^-11，由此可見，酸性為H2CO3>C6H5OH>HCO^3-，所以產物為NaHCO3。此證據推理對少部分同學來說理解上有一定難度。要想進一步突破此難點，我們可以利用證據2設計實驗證據進一步驗證。

證據3——實驗證據：利用苯酚和Na2CO3的反應制備NaHCO3。為了使實驗現象更明顯，又增加了苯酚溶液中加NaHCO3來作對比實驗，具體如下圖2所示：

此實驗現象明顯，在苯酚中加Na2CO3溶液，苯酚濁液慢慢變澄清透明，在苯酚中加NaHCO3溶液則無明顯現象。經過以上三步曲，大部分同學能理解此反應的本質，掌握苯酚的弱酸性這一難點。

2.宏觀與微觀相結合，延伸證據推理的廣度

化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的一門基礎學科，其特征是從微觀層次認識物質，以符號形式描述物質，在不同層面創(chuàng)造物質?；瘜W教學中，“宏觀-微觀-符號”三重表征法是對學生學習化學的基本要求。在證據推理的過程中，學生通過生活經驗、客觀事實或實驗現象，能合理找到宏觀證據，但若要進行深入證明，則需要微觀的有力證據。

例如：Al（OH）3的兩性教學中，如何理解兩性氫氧化物。

證據1——宏觀證據：大部分學生回答：Al（OH）3既能和強酸（如鹽酸）反應，又能和強堿（如氫氧化鈉溶液）反應，因此為兩性氫氧化物。

但是，考試中，讓學生書寫氫氧化鋁的堿式電離方程式時，錯誤率極高。究其原因，還是沒有突破兩性氫氧化物的教學難點。所以，教學中要尋求其他的證據，加深學生的理解。

證據2——微觀證據：含氧酸或堿是某元素與H、O元素的化合物，都可以用通式R-O-H標識結構，ROH的解離有三種情況：酸式電離、堿式電離和兩性電離。至于采取何種方式，則取決于R-O之間的化學鍵極性和O-H之間化學鍵極性的相對大小。氫氧化鋁的結構如下圖3所示：

因為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解離方式。

3.定性與定量相結合，提高證據推理的深度

根據學生的發(fā)展能力，他們更容易發(fā)現定性的證據，對于數據處理的能力比較欠缺。但是化學作為一門基礎學科，在方法的介紹中，有很多關于定量計算的知識，如平衡常數的計算，轉化率的計算，溶液酸堿性的計算等。同樣，在證據推理的過程，不僅可以通過定性的證據進行推理，定量的證據往往可以彌補定性證據的不足，使得證據更全面。所以，定性和定量相結合，可以提高學生對證據推理過程理解的深度。

例如：如何理解溫度對化學平衡的影響，以工業(yè)合成氨為例：

證據1——定性依據：根據勒夏特列原理：改變影響化學平衡的一個因素，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。因此，升高溫度，此反應將向吸熱方向（即逆向）移動;降低溫度，平衡將向放熱方向（即正向）移動。此證據實際上是科學家經過無數次實驗歸納出的規(guī)律，若能進一步驗證此規(guī)律的可靠性，學生的興趣會更濃烈。所以可以進一步作如下設計：

證據2——定量計算：已知N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol的平衡常數與溫度的關系如表1所示：

N2和H2以物質的量比為1：3在密閉容器中進行反應，分別計算出473K和573K下H2的平衡轉化率。經過計算后，不難得出在473K時H2的平衡轉化率更大，也就說明在低溫下有利于此反應的正向移動。

4.證據與模型相結合，加強證據推理的力度

眾多的證據背后往往隱藏著一定的發(fā)展規(guī)律，對這些規(guī)律的認知，需要借助想象和概括等抽象手段。這對學生來說是比較困難的，所以在化學教學過程中，構建模型是解決這一難題的有效手段。引導學生證據與模型相結合，進行證據推理，可以更加有效地得出正確結論。

例如：復習課中將二氧化硫氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中，紫色褪去，體現二氧化硫的什么化學性質？

證據1——實驗證據：1.加熱褪色后的溶液，不能復原。2.另取少量反應后的溶液，加入氯化鋇溶液，檢驗硫酸根離子，出現白色沉淀。證明此反應體現二氧化硫的還原性。

證據2——模型認知：可以把二氧化硫的化學性質用如圖4的模型進行梳理，根據模型圖，可以清楚辨識二氧化硫與高錳酸鉀反應的原理。

三、“證據推理”素養(yǎng)的實踐反思

1.教師基于證據推理，優(yōu)化教學設計

德國哲學家亞斯貝爾思認為，師生關系是樹與樹、云與云、心靈與心靈的關系，而“教育意味著一棵樹撼動另一棵樹，一朵云推動另一朵云，一顆心靈喚醒另一顆心靈”。將證據推理寓于平時的教學過程，教師要善于激發(fā)學生證據為本的意識，首先自己要善于從化學教學的視角去發(fā)現和采集證據，建立自己的“證據百寶箱”。在課堂教學中，善于設置真實有效的問題情境，采取始于問題、合理猜想、收集證據、推理得出結論的教學策略。長期的潤物細無聲，學生就會萌發(fā)證據推理的意識，并應用于生活和生產實踐中。當這些知識能夠幫助他們正確認識物質，指導他們合理利用資源，也就實現了人的可持續(xù)發(fā)展。

2.學生分享證據推理，體驗成功樂趣

蘇霍姆林斯基認為，在人的心靈中，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望感到自己是一個發(fā)現者、研究者、探索者，這種需要至于學生尤為強烈。學生具有很強的求知欲，有探索世界的欲望，所以教師要善于搭建積極向上的學習環(huán)境，讓學生樂于分享證據推理的過程和成果，獲得成功的體驗，提升證據推理的動力。

限于學生的能力，教師應該在學生分享成果時給予及時的幫助和評價，從而讓他們不斷完善成果、樂于展示自我、發(fā)展個性。當然，分享的形式可以多樣化，如課堂上現場小組發(fā)言，也可以PPT的形式形成個人報告。通過這樣的過程，學生可以獲得證據推理的視野，提升學科思維方法，引燃學習激情，長期堅持，學生的化學核心素養(yǎng)可以得到較快發(fā)展。