证据推理素养培育的情境教学及其跨越

陆国志 常靖伟

摘   要

為培养学生的证据推理核心素养，形成运用证据推理思维与方法解决问题的意识，从证据的内涵出发，通过在教学情境中利用证据进行假设证明或证伪的推理过程，明确学生对于证据的认识，培养学生善于推理的能力，从而确保证据推理核心素养可以有效延续到非教学情境的问题解决过程中。

关键词 核心素养  证据推理  教学情境  非教学情境

化学教学的主要任务在于发展学生的核心素养，而教育教学的目的在于培养全面发展的人，所以化学教学不应为独行军，须要关照各学科，更须要联系生活实际，以达到跨时空发展素养、跨学科运用素养的目的。证据推理作为形成学生化学思维与方法的核心要素[1]，在其他学科学习或实际生活中同样有着重要作用。如何帮助学生在教学情境中形成由证据到推理的思维衔接，在假设推理的过程中完善证据的搜集过程，在非教学情境中延续证据推理核心素养的发展，都是新课改背景下素质教育须要深入思考的问题。

一、证据推理的现实意义

辞书中对证据的解释为：证据是知识的证立条件，但现阶段被认为是正确无误的命题，可能在事实上却是错误的，若经过实践的检验，更为确切的证据推翻了人们的现有认知，那么就必须修正之前的说法甚至否决先前的结论，这就是证据的效力[2]。根据证据的表现形式可以分为直接证据与间接证据两种，同时证据还必须具备真实性、客观性、启发性等特点，只有抓住证据的本质特征才能找到问题解决的关键，学生缺乏的正是在问题情境中寻找证据的思维及准确运用证据进行推理的能力。纵观化学科学的发展史，理论体系的完善其实是在问题情境中根据现有事实（直接证据）及已有经验（间接证据）完成的，任何微小现象都有可能成为科学发现的突破口。所以，学生不仅要善于发现证据，还要利用证据完成对问题的进阶思考与模型转化过程，这是解决问题的必要条件，也是形成证据推理核心素养的首要因素。

教育心理学中奥苏泊尔将有意义学习划分为表征学习、概念学习、命题学习三类[3]。从有意义学习的观点来看，学生学习氧化还原反应的相关知识必须要以元素符号、化学式及化合价等知识（已有经验）为前提，而若要获得“凡有元素化合价升降的反应均为氧化还原反应”这样的规律性认识，必须要从大量化学方程式（现有事实）的比较中得出结论。因此，教师在进行课堂教学前要明确学生的认知结构，在教学中给出与学生原有认知结构具有关联性、概括性和包括性的材料，再结合新知识的特点选择合理的教学策略，并通过学习的过程帮助学生获得对知识所反映事物的性质、规律以及事物之间关联的认识。学生须要具备证据意识，发现证据的思维以及在不同情境中搜集、分析证据的能力，有意义学习正是在此过程中培养了学生的证据意识，完成了深度学习的过程，并为核心素养的发展指明了方向。

二、证据推理是学生必备的核心素养

证据推理不仅是学生进行知识学习的重要能力，同时也是学生解决问题的有效方法。教师要打破科际界限，贯通化学与生活之间的联系，在化学教学中全程渗透核心素养的培养，以期实现学生证据推理核心素养的可持续化发展。

1.证据推理核心素养是学生高效学习知识的基础

根据皮亚杰的认知发展理论可知，学习是在图示的基础上通过同化、顺应、平衡等机制完成的，所以学习会受到已有经验的影响，并且学生在接受新知识的过程中必然会对原有认知结构产生影响。在真实的教学情境中通过先行组织者—以知识为载体、问题为导向的方式可以帮助学生有效发展证据推理核心素养，并且通过证据推理的过程也会加深学生对知识的理解，形成对知识的系统认识结构。

证据推理核心素养不仅是化学学科中的重要思维方式与问题解决方法，同时也是其他学科核心素养发展的基础：语文学科中思维的发展与提升、数学学科涉及的逻辑推理、物理学科提及的科学思维与创新、生物学科中理性思维的培养等，这些都需要证据推理核心素养作为发展基础。因此在培养证据推理核心素养的同时要具备科际意识，形成科际间的多向交流机制，发挥证据推理核心素养在知识学习与素养发展过程中的重要作用。

2.证据推理核心素养是学生有效解决问题的前提

学以致用是知识学习的理想状态，问题解决的过程就是学生化学核心素养的外显过程，问题解决的结果则体现了素养水平。现阶段学生素养水平的表现大多直接通过试题进行定性及量化。其中，某些试题以陌生度高的情境、隐蔽性强的信息和跨学科的方法为问题解决的要素，要求学生通过对陌生概念的理解、复杂图像的解读、跨学科知识的应用获取解决问题的证据[4]。学生能否搜集到试题中的有效信息并与交叉学科知识、跨学科解题方法建立起直接联系是问题解决的前提条件，包含了对学生核心素养方方面面的具体要求：基础知识是否扎实、关键能力是否得到培养、综合素质是否具备等。

证据推理核心素养作为化学学科的必备思维与方法，同样是处理其他学科或生活问题的关键，这种非教学情境下问题的解决更多依靠的是教学情境中学生素养的有效延续。如何帮助学生在非教学情境下完成问题模型的转化过程，并培养高阶抽象思维，这是利用证据推理素养解决非教学情境问题的重要前提，马克思主义中国化理论的提出就是证据推理核心素养在非教学情境下问题解决的典型代表。

三、证据推理核心素养的培养

课堂是实施素养为本教育的主要阵地，也是培养学生证据推理核心素养的主要途径。素养为本的教学特别强调学习任务素养发展功能与学习活动素养发展功能的一致性、匹配性和契合性[5]。宏观意义上核心素养的培养要兼顾课内外学习任务目标和活动目标的一致性，教师要通过真实的教学情境培养学生的证据意识及证据推理能力，助其形成“问题—搜证—假设—证实或证伪—结论”的认知模型，并在非教学情境中引导学生不断修改或完善模型。

1.教学情境中学生证据推理核心素养的培养

在特定的刺激情境中学生会发现给定信息与目标之间有某些障碍需要被克服，为了克服障碍，学生产生了分析、假设、推理等行为。课堂教学在真实的情境中展开，会加深学生的学习体验，通过克服障碍的过程培养学生的证据意识与证据推理的能力，从而摆脱空对空的抽象授课模式。一方面，教师在教学中创设的真实情境，往往是初始状态与目标都较为明确的问题，学生会基于已有经验与现有事实，为达到教师设定的目标采取相应的行动，所以教师在设定目标时一定要考虑学生的认知起点，并抓住学生的疑问进行引导;另一方面，学生在非教学情境中所遇到的问题可能是初始状态或目标不太清晰的问题，由于学生缺乏表征问题的能力以及知识运用的灵活性，导致其在独自面对问题时找不到有效证据，无法进行推理，教师可以通过引导学生建立问题解决的模型，从而达到在非教学情境中延续证据推理核心素养发展的目的。

假说方法是指学生根据已有信息对问题进行假设、验证从而得出结论的一种方法，常用实验的手段进行证实或证伪，如乙醇分子结构式的探究（如图1）。科学抽象方法是指学生根据已有事实，在搜集、分析证据的基础上用科学抽象的逻辑思维得到规律性认识的一种方法，如氧化还原反应的规律性认识总结（如图2）。从模型的建构过程来看，假说方法能在化学实验过程中为探索物质提供思路，而科学抽象方法则在化学基础知识学习方面帮助学生完成思维的进阶发展过程，两种方法的本质均是在问题解决的过程中完成学生的素养发展目标，学生可以在非教学情境中适当修正问题解决的模型，并将认知模型运用到实际问题的解决过程中。

2.非教学情境中学生证据推理核心素养的延续

由于缺乏问题意识与表征问题的能力，教师须要设置课外学习任务与活动引导学生在非教学情境中发现问题。教师在设置学习任务时须要考虑以下几方面因素：首先，在非教学情境下学生自身即为问题解决的主体与驱动力，学生的素养水平决定了任务的完成情况;其次，教师要考虑影响学生解决问题的“场”因素，即学生所处情境要能为其带来启发与灵感;最后，教师要通过一定的信息指引学生在非教学情境中不断修正问题解决模型，达到延续证据推理核心素养发展的目标。例如探索水垢成分的过程（如图3）。

学生在学习与生活中往往会遇到综合性较强的问题，需要运用证据推理的思维与方法进行问题的重新表征与深入思考，通过发现问题、分析问题、解决问题的过程，不仅可以逐渐形成问题意识，还能增强独立解决问题的能力，但恰恰有些教师忽略了非教学情境中对于学生证据推理核心素养的发展。如何连接教学情境与非教学情境并持续发展学生的证据推理核心素养，确实是新课改背景下化学教学的关键问题所在。

陶行知先生说过“学习本身就是生活，而生活也是不断学习的过程”。由于受到分科学习的影响，导致学生思维受到局限，教师要贯通教学情境与非教学情境，引导学生开阔思维、打破常规，帮助学生树立起“重证据”的意识，更要在教学过程中注重培养学生“善推理”的能力，引导学生完成从证据推理思维到证据推理行为的转化过程，让学生无论处于学习还是生活中都能够延续发展证据推理核心素养。

参考文献

[1][2] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[S].北京：人民教育出版社，2017：5，6.

[3] 莫雷.教育心理学[M].北京：教育科学出版社，2007：54.

[4]经志俊，錢彤.“证据推理”在江苏高考中的评价功能与测试要求——以2017年江苏高考化学卷为例[J].化学教学，2018（05）：86-91.

[5] 郑长龙.2017年版普通高中化学课程标准的重大变化及解析[J].化学教育（中英文），2018，39（09）：41-47.

[作者：陆国志（1964-），男，吉林德惠人，吉林师范大学课程与教学研究所，教授，硕士;常靖伟（1995-），女，吉林辽源人，吉林师范大学化学学院，硕士生。]

【责任编辑  郭振玲】