高中化學教學中學生證據推理能力培養的實踐

張美欽

（閩侯縣第三中學，福建 閩侯 350109）

為有效落實“立德樹人”的教育根本任務，發展素質教育，發揮化學課程在人才培養中的作用,新修訂的化學課程標準突出了化學學科核心素養，強化了基礎教育要著力于學生的創新意識、實踐能力的培養。因此，我們在高中化學教學中要立足于課堂，在關注知識學習的同時，重視學生分析、推理、質疑等能力的培養，關注學生的社會參與意識、自主探究能力發展，重視學生的證據推理能力的培養，讓化學學科特有的教育價值在學生心里生根發芽。下面以“乙烯”教學為例談談學生證據推理能力的培養。

一、通過問題引領促進證據推理能力養成

證據推理是通過觀察實驗或已有知識經驗，獲得相關證據，基于證據進行分析推理并得到相關的結論，從而完成知識、能力建構的過程。它是我們生存的一個基本技能之一，是我們認識事物的重要方法之一，而恰當的問題，如“為什么”的問題、“怎么辦”的問題、關系性問題和思路性問題，是發展學生化學思維、培養據證推理能力的一種行之有效“催化劑”。

如在“乙烯”課堂教學中，首先展示了身邊的乙烯，通過視覺沖擊、趣味催熟動畫，感受乙烯在生活中的重要價值，引發推理的欲望，乙烯性質與學過的乙烷性質相似嗎？教師提出問題：乙烷可以燃燒，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，能與鹵素單質發生取代反應，而在組成上同樣只含有碳氫元素的乙烯，是否與乙烷有相似性質呢？基于以上猜想，再組織學生設計實驗，通過動手實驗充分收集證據并加以驗證，從而獲得乙烯能與酸性高錳酸鉀溶液反應、能與溴的四氯化碳溶液反應、具有可燃性的證據。由此，學生會產生兩種物質性質有差異的矛盾沖突，差異的原因是什么？從而激發學生去深入推理，緊接著教師提出問題：性質差異大，而結構決定性質，乙烯和乙烷應該在結構上有著差異，乙烯有怎樣的結構呢？學生通過搭建乙烯球棍模型，結合斷裂1mol碳碳鍵所需能量，通過合作學習，推出斷裂碳碳雙鍵中兩個鍵，所需要的能量大小并不一樣，一個鍵強，一個鍵比較弱，容易發生斷裂。教師順勢拋出問題：乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色，結合結構，從碳碳雙鍵角度，小組探究反應中的化學鍵變化情況。已知：反應生成物為1，2二溴乙烷。小組很自然地推理出加成反應的機理，進行如下匯報：乙烯中有兩個鍵，其中一個鍵斷鍵比較容易，更容易斷掉的那個鍵，斷裂了，分別接上二個溴原子，形成一種新物質，這種物質是無色透明的，因而導致了溶液的褪色。教師追問：溴溴鍵呢？學生再答：溴溴鍵也斷裂了，然后兩個溴原子分別加到兩個碳原子上面。師生共同總結加成反應，完成該知識的建構。

這種問題引領的教學，教師不是以一味灌輸的方式生搬硬套塞給學生，而是通過一些循序漸進的問題，引領學生想象、探究、推理，自己尋找證據得到結論，在預測驗證推演式的學習過程當中，片段性的知識間建立了聯系，他們的認知得到更深入的發展，推進證據推理科學思維發展，促進證據推理能力的養成，為自主學習奠定基礎。

二、關注課堂評價推動證據推理能力發展

關注課堂評價，就是在課堂教學中適當運用激勵性的語言，對學生的態度、學習的方法和認知的結果等進行及時的評價。評價的重點不僅僅是知識，還有學生的感悟、困惑或解決真實問題的一種能力等，從而讓學生主動探索、敢于表達，樂于合作，提升科學探究的能力，推動學生據推理能力的發展。

在乙烯性質教學中，當學生解釋完乙烯與溴反應原理，教師適時評價：這組同學結合數據資料進行分析，非常完整。其它組還有不同的見解嗎？非常完整，肯定性評價，結合數據資料，是一種方法的評價，這種課堂評價是及時、有針對性的，肯定了學生的思維，明確了思考重心，導引思考的方向。接下來的小組討論和匯報就有了新的思考和新的角度。例如，至于怎樣斷鍵，我們小組考慮用手中的乙烯模型來演示，乙烯通過斷開它的雙鍵中一個鍵，其中兩個碳原子分別與一個溴原子連接上，然后形成一種無色透明的物質，所以溶液褪色。還有的小組想到了用人體表演進行表達：解釋這個現象，我想請我們組的三位同學進行人體示范來幫助我們來解釋。中間那位雙手抱胸的同學是雙鍵，旁邊兩位手拉手的同學是溴原子，中間同學雙手張開，然后分別牽起另外兩位同學，主要的過程是因為乙烯雙鍵中一個鍵斷裂了，分別連上兩個溴原子。這種直觀形象生動的表述，促進了學生對加成反應的深刻理解。

恰當激勵性的課堂評價，肯定學生有效思考的同時，誘使學生進一步比較證據、推理解釋，學生對“碳碳雙鍵”這一重要結構的認識得到了發展，有利于學生掌握有機化學的最基本的知識和學習方法，為今后有機學習奠定了良好基礎。同時課堂評價中我們要盡可能讓學生自己去描述，盡量外顯學生的思維過程，在學生思維外顯的活動中，教師要不斷地追問，提供證據去反駁學生思維的漏洞，然后對學生進行適時評價，這樣的教學過程豐富了他們的認識角度，拓展了認知深度，促進學生的學科核心素養的養成，指引學生的證據推理能力進一步發展。

三、融合信息技術助力證據推理能力提升

教學中充分融合信息技術，將會開啟一扇證據推理能力發展的新大門，能高效地解決教學重難點，開發學生的空間想象能力，促進化學實際問題的解決，有利于提升證據推理能力，提高課堂教學質量。

有機物的微觀結構和反應機理一直是學生學習的難點，學生利用分子的空間結構思考問題的能力較差，對認識有機物分子結構、理解有機反應有一定困難。在探究乙烯的結構特點、斷鍵情況時，為了加深學生對知識的理解，課堂教學中利用多媒體三維動畫技術模擬了乙烯和溴反應過程。在整個界面中簡潔地呈現富有動感和立體感的乙烯分子和溴分子，它們慢慢地靠近、相遇，緩緩地打開各自的鍵，連成新鍵。之后進行了是否為取代反應的討論，小組匯報：這不是取代反應，因為乙烯的氫原子是四個，而1，2二溴乙烷的氫原子還是四個，它沒有取代氫原子，所以不是取代反應。教師引導：從反應形式上分析，如果是取代反應，則還會生成何種物質？學生補充：會生成溴化氫，很明顯沒有溴化氫，應該不是取代反應。如果發生取代反應，應該是一個反應物的一部分和另外一個反應物發生交換，它應該生成兩種產物，可是最后就一種產物，所以它應該不是取代反應。隨后還進行了用動畫模擬乙烯的加聚反應的教學，畫面上只見一個個飽滿的乙烯分子在催化劑作用下，各自打開雙鍵中一個鍵，相鄰分子柔柔地接起來，形成長鏈的物質，從而進一步加深和拓展對加成反應原理及官能團的認識。

化學教學中適時適度地融合信息技術，提供了常規教學難以獲得的證據，把抽象的反應機理推理過程直觀地展現在學生面前，有效地降低了結構抽象思維的難度，使復雜變簡單、使深奧變淺顯，學生的再現性思維得以發展，學習體驗不再是憑空死記硬背，而是變成了直觀、富有活力的建構知識的活動，學生對有機分子的結構形成了立體化的認知，有利于學生從結構上分析、理解乙烯結構特點和反應原理，深化學生對事物的本質屬性的深刻理解和認識，實現推理思維的再活化、再碰撞，有利于學生證據推理能力更深方向發展。

在高中教學實踐中我們不僅要重視知識的教學，更要重視并不斷發展學生的證據推理能力，將自主、合作、探究的學習方式更有效地融入課堂教學，通過交流、討論、評價等來優化我們的課堂，使學生真正從學習過程中收獲學科核心素養的養成，為今后的自主學習奠定良好的基礎，更有效地優化和提升教育改革質量。