引入“证据推理”，演绎精彩化学课堂

郭 花 （甘肃武威第十五中学）

以化学学科核心素养为导向，优化化学课堂教学，从关注知识学习到学生素养的提升，“证据推理”融入课堂，以学生科学探究过程来激活化学思维，提高课堂教学成效。“证据推理”是建立在归纳、演绎、类比基础上，以实验观察、提出新假说、展开检验、修正、验证，最后得出结论。

一、引入溯因推理，分析元素化合物的性质

溯因推理就是由果溯因。结合事实性结果，来推测其成因。如在化学中，指示剂的发现是溯因推理的典范。波义耳在实验中，不小心将盐酸滴到紫罗兰花瓣上，在冲洗花瓣时，发现变红。这一现象，与盐酸有关吗？为此，展开实验探究。选择不同的酸溶液，分别滴入紫罗兰花瓣，观察结果都变成了红色。由此可见，对于紫罗兰花瓣变色原因，与酸溶液有关。回到元素化合物性质的探究中，对于“为什么会这样”等实验问题，往往需要从假设入手，去寻找证据。对于二氧化硫的性质，设置情境如下：出示葡萄酒瓶，观察标签，辅料有二氧化硫。为什么要添加二氧化硫？由此展开推理，对于葡萄酒，在发酵和存放时，最担心的是细菌生长及防止氧化。为此，添加二氧化硫，是不是为了抑制氧化？分析二氧化硫的性质，当二氧化硫溶于水，产生酸性物质，使其具有还原性。在证据收集上，可以展开多向实验。如在含有二氧化硫的塑料瓶中加入少量水，震荡后用PH 试纸检测，呈现酸性，且塑料瓶瘪了；在酸性高锰酸钾溶液中通入二氧化硫气体，紫色会褪去。证据表明，二氧化硫具有还原性。再回答对于二氧化硫在葡萄酒辅料中的应用，正是利用其还原性来确保葡萄酒的品质。这种推理方法，是从科学的“证据推理”中验证结论。

二、引入演绎推理，来探讨元素化合物的性质

何为演绎推理，即从一般规律中分析，结合证据事实得出某种规律，实现由一般到特殊的逻辑推理方法。如根据元素周期表，门捷列夫预测了“镓”，还预见了锗、钪等新元素的存在。其推理依据就是运用演绎法，从规律中推出结果，并通过实验来验证结果。同样，在学习元素化合物性质时，针对其一般反应原理，进行推理演绎得出其性质。再如二氧化硫的性质，设置情境：生活中，酸雨是怎样形成的？显然，二氧化硫是产生酸雨的主因。为什么？通过推理假设，二氧化硫是酸性氧化物，其中硫元素化合价为“+4”价，根据化学反应中氧化还原原理，其在氧化剂作用下，生成“+6”价；在还原剂作用下，生成“+2”价或“0”价。为了验证假设，借助实验。在含有二氧化硫的塑料瓶中加入适量的水，充分震荡后用PH 试纸测试后，呈现酸性。同样，将二氧化硫通入澄清石灰水，最初会有沉淀生成；在二氧化硫过量时，沉淀又消失。鼓励学生查阅相关资料，认识脱硫技术。在含硫矿物中增加生石灰，来吸收燃烧中的二氧化硫，形成钙基固硫。这些证据说明，对实验假设是支持的。在该推理中，主要考查学生对个别事物的共性判断，验证，得出结论。

三、引入类比思维，探究元素化合物的性质

在逻辑思维中，类比就是结合同类或相近事物进行比较，从中提炼兼有或相似的性质，从而推断另一类对象也具有相似性质。较为典型的实例是巴特列对惰性气体不能生成化合物的推断，从氧气与生成，由此，推断与氧气的电离势几乎相等，也应该具备同样的性质，实验结果得到橘黄色晶体。由此，对于类比思维的运用，主要运用到化合物构成、化学元素结构及化学性质推断中。对于二氧化硫的性质分析，可以与二氧化碳展开类比。设置情境，观看火山喷发，分析在空气中燃烧生成淡蓝色火焰的二氧化硫。由此推测，二氧化硫的化学性质。同样，对于二氧化碳与二氧化硫，两者都是非金属氧化物，二氧化碳的化学性质如下：二氧化碳与氢氧化钙发生反应，生成碳酸钙沉淀，即澄清石灰石变浑浊；二氧化碳不能让干燥的石蕊试纸变红，但可以让湿润的石蕊试纸变红。原因是二氧化碳与水发生反应，生成碳酸。上述证据说明，二氧化碳具有酸性氧化物的性质。在高炉炼铁中，二氧化碳与碳发生反应生成一氧化碳，说明二氧化碳还具有氧化性。由此来推理二氧化硫也具有与之类似的性质，即二氧化硫是酸性氧化物，具有氧化性，硫元素的化合价可以降低。

总之，在高中化学教学中，教师要通过“证据推理”，让学生从科学思维方法中，探究化学原理，培养科学素养。