戴峰
摘要:證據(jù)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(jù)推理主要由證據(jù)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(jù)與模型相結合等方法,拓寬證據(jù)推理的角度、延伸證據(jù)推理的廣度、提高證據(jù)推理的深度、加強據(jù)推理的力度,促進學生建立解決問題的思路,實現(xiàn)化學核心素養(yǎng)的落實。
關鍵詞:證據(jù)推理;化學教學實踐;化學核心素養(yǎng)
1、“證據(jù)推理”素養(yǎng)的內(nèi)涵
新課程改革注重學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng),“證據(jù)推理”作為化學核心素養(yǎng)的重要內(nèi)涵之一,是一種高階思維能力。“證據(jù)推理”是具有證據(jù)意識,能基于證據(jù)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(jù)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(jù)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(jù)推理”素養(yǎng),不僅要培養(yǎng)學生的證據(jù)意識,更要通過課堂行為讓學生體驗尋求證據(jù)的過程、鍛煉分析推理的能力、感受證據(jù)推理的成功樂趣。在化學教學中,證據(jù)推理主要分兩面:證據(jù)的尋求和證明的方式。證據(jù)的尋求根據(jù)證據(jù)的來源又可以分為兩個方面:直接證據(jù)和間接證據(jù)。直接證據(jù)如源自自然現(xiàn)象和生活經(jīng)驗的證據(jù)、實驗現(xiàn)象的證據(jù)、數(shù)據(jù)處理的定量證據(jù)等;間接證據(jù)如類比推理證據(jù)、文獻的證據(jù)、教材中的原理和定律等。
2、化學教學中提升學生證據(jù)推理素養(yǎng)的策略
2.1展開合理猜想
化學教學中,一些基礎知識、基本概念需要學生以已有新知識為基礎展開猜想,進行分析后找到相關證據(jù)來分析推理予以證實或證偽,形成證據(jù)推理能力。結合教學實踐看,正確、合理的猜想與假設往往要基于學生自身學科知識來“預測”化學教師應指導班級學生在有確切“證據(jù)”前提下通過一定合理推理進行猜想,為接下來推理過程分析打下堅實基礎,提升課堂分析綜合能力。例如,在教學“鐵及其化合物的應用”時,老師讓同學們制定方案并進行試驗將Fe2+變成Fe3+。課本上詳細說明鐵和氧化性很弱的氧化劑反應變成Fe2+物質,而和氧化性很強的氧化劑形成Fe3+物質。實驗員配備的雙氧水含量約是6%,向FeCl2溶液內(nèi)添加雙氧水,同學們觀察到的情況是有很多氣泡快速形成,滴入KSCN液體變紅,證明形成Fe3+。對于意料之外的情況,即化學實驗過程比較明顯的證據(jù),老師要讓同學們有意識掌握現(xiàn)象,指引他們自主依靠證據(jù)展開推理探究。
2.2借助化學實驗
化學實驗結論源自實踐,而實驗則是一種重要的實踐探究方法。事實上,化學探究方法對于提高學生的化學認知和使用水平具有重要幫助,學生借助實驗得出的結果會增強他們對反應結果的理解和記憶。當然要想促進學生對實驗的理解與應用,也要認真學習基礎常識,才能更好地提高化學實驗能力。因此,化學課堂要重視實驗法引導學生調(diào)整學習思維,教師要做好教學設計,有步驟、有方法地做好實驗課程的開展。在教材資料卡中顯示,人體內(nèi)一般有3~5g鐵物質,人體缺鐵將引發(fā)貧血等疾病。很多同學們覺得蘋果含有大量的鐵,吃蘋果能夠補鐵,是真的嗎?教學過程分給同學們蘋果,吃一口放于空氣中,外表快速變黃,同學們覺得是Fe2+變成Fe3+,驗證蘋果富含鐵成分。實驗屬于化學的最高法律,向發(fā)黃的蘋果上地上KSCN液體,沒有明顯改變,否定了蘋果含有大量鐵元素。通過同學反駁,咬一口蘋果表面范圍小,含鐵成分少,KSCN液體不能檢測出來,這一實驗無法否定蘋果內(nèi)富含鐵。查找資料表明,一個蘋果含鐵數(shù)量大概是0.2mg,F(xiàn)e3++SCN-=FeSCN2+(紅) K=200,滴入KSCN液體2~3滴測出的Fe3+最少量大概是8.924×10-4mol/L。同學們反駁有理。同學們初步具有證據(jù)推理意識和能力,能用作探究性學習內(nèi)容“蘋果梨含鐵量的檢測”,展開更深入的探究。高中生在真實的情境中組織證偽活動,提高證據(jù)推理核心能力。
2.3注重課堂探究
化學教師應該提高引導能力,在化學課中,注重教學情境的營造,開展課堂探究,讓學生提高主體意識,在學習中以主人翁的心態(tài)來思考問題,認真分析化學實驗過程,激發(fā)學生協(xié)作意識。例如在學習《物質的分離與提純》這一章節(jié)內(nèi)容之前,教師可以先向學生進行提問,“你們接觸過哪些分離混合物的方法?”“在面對不同混合物時,是否要利用不同的方法?”等。由于這些問題的答案并不是固定的,學生要利用已學知識點以及個人經(jīng)驗來收集資料和證據(jù)。在解答這個問題時,學生會將證據(jù)分為以下三個不同的類別,首先是來自生活實際。例如在淘米的時候會用到篩沙,工具的合理利用能夠將石頭和大米進行分離。其次是源于之前的知識,例如蒸餾、過濾等,最后就是利用已學知識點對未知的問題進行猜想。在學生充分發(fā)揮主觀能動性進行思考的基礎上,教師可以再引導學生在書本中進行證據(jù)收集,養(yǎng)成良好的習慣,慢慢發(fā)現(xiàn)對下階段化學學習的積極作用,從而為后續(xù)學習打下堅實基礎。
2.4提升語言表達
化學授課中,學生不僅要能夠根據(jù)證據(jù)來進行合理推理推導得到結論,還要能夠準確表述化學現(xiàn)象與結論。如果不具備準確表述能力,化學學習質量會大幅下降,也無法與他人進行正常溝通與交流。因此,化學教師在教學中要注重培養(yǎng)學生規(guī)范化表達能力,注重培養(yǎng)化學推理思維同時要把內(nèi)部語言轉化為外部語言予以表達,讓他們在證據(jù)推理中言之有理。比如在“氧化還原反應”這一課時的學習中,要想培養(yǎng)學生的邏輯推導能力就可以從認知這一角度出發(fā)。通常來說高中生已經(jīng)有了很多的生活經(jīng)歷,所以對生活中的氧化還原反應并不陌生,時??梢砸姷?,所以對氧化還原反應的相關特征都已有了初步的認識。然后在對氧化還原反應相關概念和數(shù)據(jù)的推理方法進行回憶的同時,可以再進一步做一些邏輯推理,簡單分析一下氧化還原反應的推導過程(從化合價升降到電子失得最后到反應類型),對后期的氧化還原反應的理解以及“證據(jù)推理”分析有一定的幫助。通過這個過程能更具體地學習到氧化還原反應的幾何特征。在這一系列的操作中,學生動手推導了氧化還原反應相關知識以及對模型的建造,極有效地訓練到了學生的“證據(jù)推理”,給學生的化學核心素養(yǎng)的提高提供了有利因素。
結束語
倡導素養(yǎng)為本的化學課堂教學對證據(jù)推理核心素養(yǎng)提出了新的要求:化學知識側重素材積累,其結構化程度解釋了證據(jù)“是什么”的廣度問題;教學過程側重思路引領,其邏輯化程度呈現(xiàn)了推理“怎么推”的角度問題;科學探究側重證據(jù)收集和推理方式,其層次化程度評價了證據(jù)推理“做得怎么樣”的深度問題。教師引導學生對這些問題進行思考,以期強化學生的學科認識思路,發(fā)展學生的學科論證能力,提高學生的學科核心素養(yǎng)。
參考文獻:
[1]萬峰.“證據(jù)推理”在“鹽類的水解”的化學課堂教學實踐研究[J].文理導航(中旬),2021(05):62-63.
[2]呂旭東,劉文,鹿杰.基于證據(jù)推理的教材實驗拓展教學[J].化學教與學,2021(05):95-97+71.
[3]趙冬冬.基于證據(jù)推理的初中化學復習課教學設計[J].學園,2021,14(13):33-34.
本文系江蘇省教育科學“十三五”規(guī)劃課題《高中生化學證據(jù)推理能力建構的實踐研究》(課題編號:B-b/2018/02/53)階段性研究成果。