證據推理素養培育的情境教學及其跨越

陸國志 常靖偉

摘? ?要

為培養學生的證據推理核心素養，形成運用證據推理思維與方法解決問題的意識，從證據的內涵出發，通過在教學情境中利用證據進行假設證明或證偽的推理過程，明確學生對于證據的認識，培養學生善于推理的能力，從而確保證據推理核心素養可以有效延續到非教學情境的問題解決過程中。

關鍵詞 核心素養? 證據推理? 教學情境? 非教學情境

化學教學的主要任務在于發展學生的核心素養，而教育教學的目的在于培養全面發展的人，所以化學教學不應為獨行軍，須要關照各學科，更須要聯系生活實際，以達到跨時空發展素養、跨學科運用素養的目的。證據推理作為形成學生化學思維與方法的核心要素[1]，在其他學科學習或實際生活中同樣有著重要作用。如何幫助學生在教學情境中形成由證據到推理的思維銜接，在假設推理的過程中完善證據的搜集過程，在非教學情境中延續證據推理核心素養的發展，都是新課改背景下素質教育須要深入思考的問題。

一、證據推理的現實意義

辭書中對證據的解釋為：證據是知識的證立條件，但現階段被認為是正確無誤的命題，可能在事實上卻是錯誤的，若經過實踐的檢驗，更為確切的證據推翻了人們的現有認知，那么就必須修正之前的說法甚至否決先前的結論，這就是證據的效力[2]。根據證據的表現形式可以分為直接證據與間接證據兩種，同時證據還必須具備真實性、客觀性、啟發性等特點，只有抓住證據的本質特征才能找到問題解決的關鍵，學生缺乏的正是在問題情境中尋找證據的思維及準確運用證據進行推理的能力。縱觀化學科學的發展史，理論體系的完善其實是在問題情境中根據現有事實（直接證據）及已有經驗（間接證據）完成的，任何微小現象都有可能成為科學發現的突破口。所以，學生不僅要善于發現證據，還要利用證據完成對問題的進階思考與模型轉化過程，這是解決問題的必要條件，也是形成證據推理核心素養的首要因素。

教育心理學中奧蘇泊爾將有意義學習劃分為表征學習、概念學習、命題學習三類[3]。從有意義學習的觀點來看，學生學習氧化還原反應的相關知識必須要以元素符號、化學式及化合價等知識（已有經驗）為前提，而若要獲得“凡有元素化合價升降的反應均為氧化還原反應”這樣的規律性認識，必須要從大量化學方程式（現有事實）的比較中得出結論。因此，教師在進行課堂教學前要明確學生的認知結構，在教學中給出與學生原有認知結構具有關聯性、概括性和包括性的材料，再結合新知識的特點選擇合理的教學策略，并通過學習的過程幫助學生獲得對知識所反映事物的性質、規律以及事物之間關聯的認識。學生須要具備證據意識，發現證據的思維以及在不同情境中搜集、分析證據的能力，有意義學習正是在此過程中培養了學生的證據意識，完成了深度學習的過程，并為核心素養的發展指明了方向。

二、證據推理是學生必備的核心素養

證據推理不僅是學生進行知識學習的重要能力，同時也是學生解決問題的有效方法。教師要打破科際界限，貫通化學與生活之間的聯系，在化學教學中全程滲透核心素養的培養，以期實現學生證據推理核心素養的可持續化發展。

1.證據推理核心素養是學生高效學習知識的基礎

根據皮亞杰的認知發展理論可知，學習是在圖示的基礎上通過同化、順應、平衡等機制完成的，所以學習會受到已有經驗的影響，并且學生在接受新知識的過程中必然會對原有認知結構產生影響。在真實的教學情境中通過先行組織者—以知識為載體、問題為導向的方式可以幫助學生有效發展證據推理核心素養，并且通過證據推理的過程也會加深學生對知識的理解，形成對知識的系統認識結構。

證據推理核心素養不僅是化學學科中的重要思維方式與問題解決方法，同時也是其他學科核心素養發展的基礎：語文學科中思維的發展與提升、數學學科涉及的邏輯推理、物理學科提及的科學思維與創新、生物學科中理性思維的培養等，這些都需要證據推理核心素養作為發展基礎。因此在培養證據推理核心素養的同時要具備科際意識，形成科際間的多向交流機制，發揮證據推理核心素養在知識學習與素養發展過程中的重要作用。

2.證據推理核心素養是學生有效解決問題的前提

學以致用是知識學習的理想狀態，問題解決的過程就是學生化學核心素養的外顯過程，問題解決的結果則體現了素養水平。現階段學生素養水平的表現大多直接通過試題進行定性及量化。其中，某些試題以陌生度高的情境、隱蔽性強的信息和跨學科的方法為問題解決的要素，要求學生通過對陌生概念的理解、復雜圖像的解讀、跨學科知識的應用獲取解決問題的證據[4]。學生能否搜集到試題中的有效信息并與交叉學科知識、跨學科解題方法建立起直接聯系是問題解決的前提條件，包含了對學生核心素養方方面面的具體要求：基礎知識是否扎實、關鍵能力是否得到培養、綜合素質是否具備等。

證據推理核心素養作為化學學科的必備思維與方法，同樣是處理其他學科或生活問題的關鍵，這種非教學情境下問題的解決更多依靠的是教學情境中學生素養的有效延續。如何幫助學生在非教學情境下完成問題模型的轉化過程，并培養高階抽象思維，這是利用證據推理素養解決非教學情境問題的重要前提，馬克思主義中國化理論的提出就是證據推理核心素養在非教學情境下問題解決的典型代表。

三、證據推理核心素養的培養

課堂是實施素養為本教育的主要陣地，也是培養學生證據推理核心素養的主要途徑。素養為本的教學特別強調學習任務素養發展功能與學習活動素養發展功能的一致性、匹配性和契合性[5]。宏觀意義上核心素養的培養要兼顧課內外學習任務目標和活動目標的一致性，教師要通過真實的教學情境培養學生的證據意識及證據推理能力，助其形成“問題—搜證—假設—證實或證偽—結論”的認知模型，并在非教學情境中引導學生不斷修改或完善模型。

1.教學情境中學生證據推理核心素養的培養

在特定的刺激情境中學生會發現給定信息與目標之間有某些障礙需要被克服，為了克服障礙，學生產生了分析、假設、推理等行為。課堂教學在真實的情境中展開，會加深學生的學習體驗，通過克服障礙的過程培養學生的證據意識與證據推理的能力，從而擺脫空對空的抽象授課模式。一方面，教師在教學中創設的真實情境，往往是初始狀態與目標都較為明確的問題，學生會基于已有經驗與現有事實，為達到教師設定的目標采取相應的行動，所以教師在設定目標時一定要考慮學生的認知起點，并抓住學生的疑問進行引導;另一方面，學生在非教學情境中所遇到的問題可能是初始狀態或目標不太清晰的問題，由于學生缺乏表征問題的能力以及知識運用的靈活性，導致其在獨自面對問題時找不到有效證據，無法進行推理，教師可以通過引導學生建立問題解決的模型，從而達到在非教學情境中延續證據推理核心素養發展的目的。

假說方法是指學生根據已有信息對問題進行假設、驗證從而得出結論的一種方法，常用實驗的手段進行證實或證偽，如乙醇分子結構式的探究（如圖1）。科學抽象方法是指學生根據已有事實，在搜集、分析證據的基礎上用科學抽象的邏輯思維得到規律性認識的一種方法，如氧化還原反應的規律性認識總結（如圖2）。從模型的建構過程來看，假說方法能在化學實驗過程中為探索物質提供思路，而科學抽象方法則在化學基礎知識學習方面幫助學生完成思維的進階發展過程，兩種方法的本質均是在問題解決的過程中完成學生的素養發展目標，學生可以在非教學情境中適當修正問題解決的模型，并將認知模型運用到實際問題的解決過程中。

2.非教學情境中學生證據推理核心素養的延續

由于缺乏問題意識與表征問題的能力，教師須要設置課外學習任務與活動引導學生在非教學情境中發現問題。教師在設置學習任務時須要考慮以下幾方面因素：首先，在非教學情境下學生自身即為問題解決的主體與驅動力，學生的素養水平決定了任務的完成情況;其次，教師要考慮影響學生解決問題的“場”因素，即學生所處情境要能為其帶來啟發與靈感;最后，教師要通過一定的信息指引學生在非教學情境中不斷修正問題解決模型，達到延續證據推理核心素養發展的目標。例如探索水垢成分的過程（如圖3）。

學生在學習與生活中往往會遇到綜合性較強的問題，需要運用證據推理的思維與方法進行問題的重新表征與深入思考，通過發現問題、分析問題、解決問題的過程，不僅可以逐漸形成問題意識，還能增強獨立解決問題的能力，但恰恰有些教師忽略了非教學情境中對于學生證據推理核心素養的發展。如何連接教學情境與非教學情境并持續發展學生的證據推理核心素養，確實是新課改背景下化學教學的關鍵問題所在。

陶行知先生說過“學習本身就是生活，而生活也是不斷學習的過程”。由于受到分科學習的影響，導致學生思維受到局限，教師要貫通教學情境與非教學情境，引導學生開闊思維、打破常規，幫助學生樹立起“重證據”的意識，更要在教學過程中注重培養學生“善推理”的能力，引導學生完成從證據推理思維到證據推理行為的轉化過程，讓學生無論處于學習還是生活中都能夠延續發展證據推理核心素養。

參考文獻

[1][2] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準[S].北京：人民教育出版社，2017：5，6.

[3] 莫雷.教育心理學[M].北京：教育科學出版社，2007：54.

[4]經志俊，錢彤.“證據推理”在江蘇高考中的評價功能與測試要求——以2017年江蘇高考化學卷為例[J].化學教學，2018（05）：86-91.

[5] 鄭長龍.2017年版普通高中化學課程標準的重大變化及解析[J].化學教育（中英文），2018，39（09）：41-47.

[作者：陸國志（1964-），男，吉林德惠人，吉林師范大學課程與教學研究所，教授，碩士;常靖偉（1995-），女，吉林遼源人，吉林師范大學化學學院，碩士生。]

【責任編輯? 郭振玲】