指向“证据推理”的初中化学教学实践与探索

赵晓芳

[摘   要]《普通高中化学课程标准》中明确提出了实验探究的重要性，旨在以之为载体训练和提升学生的思维能力，综合培养学生的学科核心素养。以“质量守恒定律”教学为例，从模式设计、课堂实践、教学反思三个方面探索指向“证据推理”的初中化学教学， 促进学生在证据探寻、推理中养成基于证据推理的思维方式，练就勤于思考、敢于质疑、严谨推断、执着坚定的思维品质。

[关键词]证据推理;质量守恒;初中化学

[中图分類号]    G633.8        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2020）26-0070-02

化学实验的探究过程犹如一部“侦探小说”，实验现象即破案的证据，推理即破案的过程。指向“证据推理”的化学教学，将证据推理回归到现象本真，由事实出发一步步直击结论，有利于培养学生基于证据推理的思维方式，练就勤于思考、敢于质疑、严谨推断、执着坚定的思维品质。

一、模式设计，以生为本突破传统

质量守恒定律的教学，大多通过一两个演示实验对质量守恒原理进行验证，这种“以讲代做”的教学方式单方面引导学生的思维发展，一定程度上限制了学生思维的自由发挥。而基于证据推理的教学，是力求让教育回归本真，以学生为起点，以学生的个体提升为目标，以“阳光学习”为价值取向的课堂教学。结合新课程标准和教材，笔者以问题“化学反应中各物质的质量存在着什么样的关系？”来引入课题，鼓励学生从生活中寻找证据，同时利用实验进行再现，进而通过证据推理归纳发现蕴含其中的质量守恒定律。具体的流程如图1所示。

值得注意的是，收集证据尤为重要，实验的编制要注重可行性、易操作性，实验现象明显化，同时要注重证据与结论之间的层层递进与逻辑推导关系，从而对现象做出合理的解释，使质量守恒定律成为可靠的结论，使化学学习合乎逻辑且具有实效。在教学过程中，要尽可能满足学生的个性化需求，利用学生已有经验来引发共鸣，让推理使学生思维充满张力，让学生切实感受到化学学习的挑战性与魅力。

二、课堂实践，原生课堂自然生成

课堂是燃烧青春、张扬个性的主阵地，只有学生学习状况的外显，才能让教师更好地观察、了解学生的具体情况，从而更好地引导学生发展思维，让学生在自由、开放的环境中茁壮成长。

1.提出问题，确立学习目标，思维起航

提出的问题应有一定的思维容量，能够让学生在思考中收获知识、厘清原理、辨析方法和形成化学观念。好的问题既要关注学生的认知水平，又能够使学生联系熟悉的现象和知识，对问题进行初步表征、提出假设，然后转化成可操作性实验，为证据推理奠定基础。

如质量守恒定律的教学过程中，笔者开门见山地提出了这样的探究问题：化学反应中各物质的质量存在着什么样的关系？

面对这一问题，学生会将问题拆解成几个小问题，如什么是化学反应？化学反应有哪些？反应物和生成物是什么？如何测量反应过程中的质量变化？这些问题具有一定的递进性和可操作性，可以顺利勾起学生对化学反应的回忆，找到生活中常见的、熟悉的案例，并积极进行深入探索。问题的提出，使学生的思维顺利起航，学生根据原有认识将问题拆解后，问题与问题的连接形成了整个航线，使课堂教学能够自由而又稳定地向前航行。

2.甄别筛选，形成化学实验，寻找证据

为问题寻求答案是学生的本能，而原有认知和生活经验就是学生的知识储备。生活经验为问题的解决提供了丰富的载体，为实验的设计提供了更多的可能性。面对学生提出的众多反应，教师应尽可能满足学生的想法，让证据更加多元、丰满，同时对众多观点进行分类选择，以确立具有代表性的实验。

面对问题，学生找到了各种各样的支撑点，初步形成了自己的看法。

学生1：木炭燃烧生成了二氧化碳气体，固体质量减少;铜粉加热生成了氧化铜，固体质量增加。

学生2：质量守恒定律研究的是反应前后物质质量的总和而非固体质量的改变。

学生3：质量关系有大于、小于、等于三种，故我们需要利用密闭容器来研究反应前后的总质量关系。

最终学生选择了氧化反应、中和反应、复分解反应为代表，对比了波义耳和拉瓦锡的实验装置图，设置了如下三个实验。

实验一：将铜粉放置于试管中，用带有注射器的橡皮塞塞紧。分别称量加热前后整个装置的质量，对比得出结论。

实验二：称量分别盛有盐酸与氢氧化钠溶液的烧杯的总质量，将两溶液混合反应，再称量反应后两个烧杯的总质量，对比前后质量得出结论。

实验三：称量碳酸钙与盐酸反应前的药品与密闭装置的总质量，让二者在密闭容器中反应，再称量反应后的总质量，对比前后质量得出结论。

在实验的过程中，学生不仅真实地看到了实验现象，还通过称量的方法进行了定量观察，按照自己的设想收集到了相关的证据。这样的学习，虽然通过实验现象证明了质量守恒定律的存在，但还缺乏更深层的解释。此时，证据推理尤为重要，它可顺利将课堂教学推进到重点探究中。

3.追本溯源，激烈辨析讨论，证据推理

单从现象得出结论，难免会让结论显得单薄。质量守恒定律结论的得出，利用的是归纳法，但事实证据不可能完全穷举，结论的正确与否需要一个解释，而符合逻辑的证据推理可以增加结论的可靠性。辨析讨论可以使学生的讨论更加多元，让学生在倾听中学会分析、借鉴、融合和提升，将学生心中的疑惑一一消除，使学生对结论的理解更加扎实透彻。在讨论中，学生对实验现象进行了辨析，使认知越来越接近反应的本质。

如教学中，笔者为学生演示铜加热反应的微观模拟图（如图2），引导学生从微观的角度讨论质量守恒定律。

学生从分子、原子的层次对质量守恒定律进行了分析推导，根据“反应前后原子的种类、数目不变”推导出“反应前后物质的总质量不变”这一结论，从本质上对质量守恒定律进行了理解。宏观与微观的辨析讨论，让学生对质量守恒定律的理解更加透彻。利用总结归纳的方法，学生从宏观、微观两个角度进行总结分析（见表1）。

证据推理，达到了“多合一”的效果，让学生在众多实验中看到质量变化的本质，从多个角度、多个维度得出质量守恒定律，使概念的呈现真实高效;让学生的理解更为深入，真正实现了学生思维的延伸与提升，使学生在学习、理解、方法、能力等方面再上一个新台阶。

三、教学反思，证据为本回归本真

1.“证据为本”为基点

问题提出后，学生会尝试在自己的认知范围内寻找答案，先从生活经验中寻找有用证据，讨论木炭燃烧过程中质量的变化;然后在固体质量的减少中追问该反应是不是能代表所有的反应;接着讨论铜加热反应，不同的结论让学生产生了探究的欲望，顺利激活了学生的思維;最后师生一起向更深层次寻找证据，从微观的角度分析分子、原子的变化过程，进一步为质量守恒定律的推导提供证据。整个教学过程，以证据为本，排列有序、逻辑清晰，确保学生始终活跃在自己的最近发展区，轻松自如。

2.“推理求真”为核心

教育不是灌输而是点燃。证据呈现之后，质疑仍然存在，与证据对话才是消除疑惑的最好方法。在证据推理的过程中，教师要给学生自由发挥的时间和空间，不要急于告知结论，而是让学生做一个发现者、研究者和探索者，满足学生这种根深蒂固的心理需求，鼓励学生勇敢与证据对话。如在木炭燃烧中得到固体质量减少的结论，在铜加热反应中得到固体质量增加的结论，这两个结论的相互矛盾自然会在学生大脑中产生冲击，进而促使学生进行联想、分析、交流和讨论。学生在犯错、纠错中自行修正思维，最终实现问题的解决，建构化学的“变化观”“守恒观”和“科学本质观”，使最终的结论深入人心。

总之，基于“证据推理”的化学课堂教学，让学生本色出场、真情流露，教学模式简洁明了，符合学生的认知水平，有利于学生实事求是、辩证唯物的学科思维方式的形成，使学生愉快地完成每一次的学习任务，并由衷期待下一次“基于证据推理”的学习之旅。

（责任编辑 罗   艳）