挖掘化學實驗資源培養(yǎng)學生推理能力探析

楊孝珍

摘 要：化學作為一門與實驗密切相關的課程，很多理論基礎知識都是從實驗中得來的，而且一些化學問題也需要通過實驗驗證。為有效培養(yǎng)學生在化學學習中的推理論斷能力，教師在教學過程中要引導學生進行科學猜想，并結(jié)合課堂內(nèi)容充分挖掘?qū)嶒炠Y源，在兩者結(jié)合的情況下引導學生總結(jié)和表達，進而提高其理論推理能力。結(jié)合當前化學教學現(xiàn)狀，就初中化學教師在教學過程中如何利用實驗資源來培養(yǎng)學生推理能力作簡要分析并提出相關教學策略。

關鍵詞：初中化學;實驗資源;推理能力;教學策略

推理能力是指學生在學習過程中根據(jù)基礎知識在經(jīng)過深思熟慮后對于問題作出科學推斷和邏輯判斷，不僅要做到對實驗信息進行科學處理，還得根據(jù)其實驗結(jié)果進行總結(jié)和延伸，以促使其化學論據(jù)推理能力進一步提升。對此，教師在教學過程中也要根據(jù)教學安排，給學生安排盡量多的實驗課程，使其根據(jù)理論內(nèi)容從實驗中獲得真知，在真正提高學生化學水平的同時提升其化學學科核心素養(yǎng)。

一、根據(jù)理論問題，引導學生科學猜想

在日常生活中，學生會遇到很多的化學現(xiàn)象，但是不明白其化學原理。對此，教師在教學過程中可引導學生依據(jù)教學內(nèi)容進行合理猜想，以形成對知識的感性認識。首先，教師在平時上課時要根據(jù)課堂內(nèi)容培養(yǎng)學生在生活中的化學知識發(fā)現(xiàn)意識。對此，教師可根據(jù)目前的一些熱點問題或者生活常見現(xiàn)象，如純堿可以去油污、氧含量對物質(zhì)燃燒的影響等，讓學生根據(jù)所學知識從理論上推斷其原理，并依據(jù)其過程作出一些推斷，如物質(zhì)在封閉系統(tǒng)里燃燒，其火焰會逐漸降低至熄滅等。其次，教師要給予學生自主思考的時間，在其有自己的想法后，教師可讓學生之間進行討論，以促使學生互相交流想法，并通過深思熟慮和互相探討能充分考慮到生活現(xiàn)象的發(fā)生過程及趨勢、實驗驗證細節(jié)，這樣能發(fā)展學生的思維能力，也能為接下來的實驗驗證打下堅實基礎。如，在“燃燒和滅火”一課教學時，教師可利用家里油鍋著火引導學生走進化學課堂，詢問學生當油鍋著火時為何不能用水澆、蓋鍋蓋為何能迅速滅火等問題，這時學生一般都會考慮到關于燃燒的影響因素，如油水不容，澆水不起作用;蓋鍋蓋則能阻止氧含量的補充等，在學生作出一定的判斷后，教師可讓學生成立學習小組進行討論交流，并設計實驗進行驗證，教師可根據(jù)學生的燃燒實驗進行補充說明。教師在教學過程中根據(jù)生活想象導入課堂內(nèi)容，不僅能促使學生進行合理猜想，還能激發(fā)其做實驗的興趣。

二、利用實驗補充，培養(yǎng)學生自主探究能力

在化學學習中，實驗既是對理論知識的補充和驗證，也是學生獲得化學理性認識和實踐經(jīng)驗的唯一途徑。對此，教師在教學過程中要引導學生制訂合理的實驗計劃，通過實驗教學從多方面來培養(yǎng)其化學學科核心素養(yǎng)。一方面，教師可引導學生根據(jù)實踐問題在進行一定的理論分析和認識后，讓學生根據(jù)自己的猜想和實驗注意事項自主設計實驗內(nèi)容，包括實驗的設計、分析、實驗步驟以及預期的實驗結(jié)果等，既提高其對理論知識的理解程度，也能培養(yǎng)其對實驗的自主探究能力。另一方面，教師也要讓學生注意對實驗的觀察和理解能力，要讓學生注重對每一步實驗結(jié)果的分析和探討，既解決實驗實際問題，也能提升其化學綜合能力。如，在“溶液酸堿性的檢測”一課教學時，教師將酸堿性環(huán)境中一些檢測試劑的變化引進課堂內(nèi)容，然后讓小組學生根據(jù)自身所學自主設計實驗內(nèi)容，包括實驗試劑的選取、實驗步驟的制定、比色卡的比對方法等。在實驗前教師要給學生講清楚實驗室規(guī)則和注意事項。在學生實驗過程中，教師要讓其注意觀察實驗現(xiàn)象，如紫色石蕊遇酸變紅、無色酚酞遇堿變藍等。同時教師也要讓其分析實驗現(xiàn)象和理論依據(jù)，以提高其推理能力以及自主實驗能力。教師在教學過程中利用實驗補充來驗證學生的科學猜想，不僅能促進其理論知識的發(fā)展，還能培養(yǎng)學生的自主探究能力。

三、理論實驗結(jié)合，豐富學生認知結(jié)構(gòu)

在實驗的基礎上，學生對于化學現(xiàn)象和原理已經(jīng)有了一個初步的認識，但是如何將實驗信息理論化和清晰化，大部分學生卻不得而知。對此，教師可在學生做完實驗后讓其和理論知識結(jié)合進行系統(tǒng)復習，以豐富其認知結(jié)構(gòu)。首先，教師要給學生深化實驗內(nèi)容，引領學生通過實驗步驟的不斷推進而了解關于實驗更深層次的知識，如氧氣的制取除了高錳酸鉀外，還有過氧化氫和氯酸鉀等;自然界的水除海水、河流外還有地下水等，要既立足于課堂實驗，還能放眼于自然界，以豐富課堂內(nèi)容。其次，教師要讓學生針對實驗內(nèi)容進行語言輸出，即能夠有層次、有邏輯地將實驗信息表達出來。對此，教師在學生做實驗時就要讓學生根據(jù)實驗信息組織自己的語言進行整理，并結(jié)合課堂內(nèi)容進行深入分析和理解，也可根據(jù)實驗過程中的問題進行下一步的推理和判斷。如，在“空氣中氧含量的測定”一課教學中，這個結(jié)果是人所共知的，氧氣約占空氣的1/5左右，因此教師要注重對學生的實驗理論結(jié)合能力以及信息獲取能力的培養(yǎng)。在學生進行實驗前，教師要先讓學生梳理實驗環(huán)節(jié)和注意事項，如實驗步驟可歸納為查—裝—定—點—收—離—熄，實驗時要注意裝置的氣密性、要冷卻完全等。同時教師也要通過引導學生對實驗的探究讓其及時了解實驗變化情況，并具體說明原因，如燒杯水面變化說明了什么、紅磷熄滅的原因是什么等。在學生實驗后，教師還要讓其進行復述。教師在教學過程中促使學生結(jié)合理論進行實驗，能極大地豐富其認知結(jié)構(gòu)。

四、引導學生自我反思，拓展其知識空間

自我反思是指讓學生在理論學習或?qū)嶒灪笏伎甲约旱牟僮骷毠?jié)、結(jié)果以及失誤的原因等，從而能吸取教訓，并加深理解和記憶，以提高其知識空間。對此，教師在教學過程中可引導學生進行自我反思，使其通過反省而發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。在實驗結(jié)束后，教師要鼓勵學生說出自己在實驗中所遇到的問題和困難，可先讓學生進行自我反思和評估，要說出其實驗收獲和心得，并著重突出其與實驗前的猜想是否對上以及自己的理論推斷哪里出了問題等。在這個過程中，教師先要從整體上給學生把實驗內(nèi)容與環(huán)節(jié)梳理一遍，然后對于不同學生出現(xiàn)的不同問題進行針對性的調(diào)整解決，這樣既能滿足其學習需要，還能拓展其知識空間。最后教師還需要根據(jù)學生在實驗中的表現(xiàn)以及其實驗結(jié)果進行合理的評估。如，在“鐵制品銹蝕條件”一課教學后，教師可先給出時間讓學生總結(jié)自己在實驗中的收獲與心得，并提出自己不懂的問題和實驗困難，如對鐵發(fā)生的銹蝕反應不理解、鐵的銹蝕產(chǎn)物成分不確定等。對此，教師可先給學生做整體上的梳理，讓學生針對自己的問題有一個初步了解。然后教師再給其詳細解釋或者繼續(xù)實驗驗證，如，在讓學生進行充分的猜想和反思后，引導其設計鐵銹的成分測定實驗;對于不生銹的鐵釘從理論上去探析原因等。教師在教學過程中引導學生進行自我反思，不僅能提升其思維能力，還能發(fā)展其化學學科核心素養(yǎng)。

五、完善探究要素，培養(yǎng)學生推理意識

在化學實驗教學中教師要從科學探究出發(fā)，在做好教學創(chuàng)新工作的基礎上將學生帶入到實踐中去，以此來幫助學生實現(xiàn)學習目標。學生所提出的問題主要是從事實證據(jù)出發(fā)的，通過猜想與假設，以此來提出不確定結(jié)論，為后續(xù)驗證工作開展奠定基礎。通過對學生的實際情況進行評價，在掌握學生具體特點的基礎上來滿足學生的學習需求，保證教育的先進性。學生也可以結(jié)合具體的實踐活動來進行調(diào)整，在收集證據(jù)的基礎上實現(xiàn)科學探究目標。由于科學探究與具體環(huán)節(jié)實施之間有著密切的聯(lián)系，因此在教學中就要從相互聯(lián)系出發(fā)，在做好相輔相成的基礎上找準教育重點，做好科學判斷工作，激發(fā)出學生的學習主動性，在強化學生推理意識的同時滿足學生的學習需求。通過從各項探究要素入手，在保證學生學習循序漸進的同時提高學生的學習主動性，讓學生感受到學習化學實驗知識的樂趣，從而在借鑒要素的同時加深對化學知識的理解，實現(xiàn)學習目標。

六、創(chuàng)設教學情境，激發(fā)學生證據(jù)意識

實驗情境作為化學教學中的重要環(huán)節(jié)之一，對學生的論證推理能力發(fā)展有著重要的意義，同時也是學生科學探究與獲取事實證據(jù)的基礎。在教學中要從科學探究出發(fā)，確保學生能夠掌握事實證據(jù)，以此來提高學生的學習感受。不論是哪一種研究成果，在發(fā)明上有著一定的相似性，也就是說問題是來源于實驗事實的，同時也可以借助實驗事實來解決。所以在教學中教師就要深入挖掘教材，選擇典型的案例來引導學生，在提高學生學習體驗的基礎上保持學生的學習積極性。如，學生在學習“燃燒和滅火”這一內(nèi)容時，就可以從學生的生活常識入手，借助“水中生火”來激發(fā)出學生的好奇心。實驗的展示，不僅可以調(diào)動起學生的學習積極性，同時也可以讓學生對化學現(xiàn)象產(chǎn)生出探究的欲望，在提出自己看法的基礎上進行深入學習。通過對實驗情境進行分析，不僅可以激發(fā)出學生的求證意識，也能夠?qū)θ紵龡l件進行進一步探索，從而掌握重點知識，激發(fā)出學生的學習主動性，培養(yǎng)學生的探究意識與能力，讓學生在獲取證據(jù)的基礎上感受到學習的樂趣所在，并逐漸形成證據(jù)推理能力。這一階段的學生正處于形象思維向抽象思維不斷過渡的階段，但是在面對問題時更多的是以形象思維為主，所以在教學中就要從學生身心特點出發(fā)，選擇學生熟悉的生活場景，在做好研究工作的基礎上來培養(yǎng)學生的分析能力，激發(fā)出學生的學習主動性，以此來滿足學生的學習需求，讓學生在探究中養(yǎng)成論證推理習慣，提高學習的有效性。

培養(yǎng)學生的論證推理能力不僅是化學教學的重點，其在大方向上也符合新時代課程目標的教學要求。對此，教師在教學過程中也要制訂科學的、合理的教學計劃，既從理論上去豐富學生的認知結(jié)構(gòu)，也要給其增加較多的實驗機會，使其能在學習中成長，在反思中進步，在促進學生化學水平全面提高的同時提升教師自身的教學藝術。

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編輯 張佳琪