基于证据推理的化学课堂教学初探
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作者:阮群
摘 要：在化学课堂的教学过程中，教师要注重学生在学习过程中的能力培养，改变当前化学课堂教学中简单的“拿来主义”，关注学生学习质量，倡导以证据推理为学生主动获取知识的方式。以苏教版化学反应原理中《沉淀溶解平衡》的教学为例，阐述在化学课堂教学的三个主要环节中培养学生的证据推理意识，真正使化学学科的核心素养落到实处。
关键词：证据推理;认知迁移;课堂教学
纵观近几年江苏化学高考试题，实验探究、工艺流程、图表分析的比重呈增大的趋势，这类试题重点考查学生运用观察、实验、阅读信息等手段获取证据，基于证据推理形成结论的能力，而很多学生对此无从下手，心存恐惧，是何原因造成这种现象呢？当我们把目光聚焦于课堂教学时不难发现问题的根源：大多数学生的课堂学习行为表现为“听”和“记”，而教师因课时紧张和应试压力，简化知识的形成过程，较少引导学生去关注证据来源是否可靠，证据是否充分，推理是否合理，长此以往，学生习惯于知识的再现，证据推理意识日渐薄弱，更无法实现学力的可持续发展，所以课堂教学方式的改变刻不容缓。下面以苏教版《沉淀溶解平衡》教学为例，谈谈如何在课堂教学的三个环节中渗透证据推理意识的培养。
一、从证据推理中引出新知
课堂导入是连接新旧知识的桥梁，设计精妙的导入能瞬间抓住学生的注意力，快速将学生带入求知的领空。实验导入为学生喜欢，也最具冲击力，由实验引发的猜想与论证的过程是引出新知的绝佳途径。
例如，要使学生自然地认识沉淀溶解平衡的存在，可演示实验：将AgCl固体加入蒸馏水中充分振荡、静置，在上层清液滴加KI溶液，引导学生从实验证据中推测其原因。此过程学生思维进程如下：
【实验现象】上层清液出现浑浊。
【实验结论】生成AgI沉淀，上层清液存在Ag+。
【实验现象】上层清液略显浑浊。
【实验结论】AgI生成量少，上层清液存在Ag+的量少。
得出当AgCl固体加入到蒸馏水中充分振荡、静置后，在上层清液中存在难溶电解质AgCl的沉淀溶解平衡AgCl（s）？葑Ag++Cl-，进而引发思考：在上层清液滴加KI溶液为什么能生成AgI沉淀？顺利转入本节课的核心学习内容。
二、在证据推理中深化认识
实验现象仅是事实证据，事实证据必须经过科学推理才能洞察问题本质。美国教育心理学家奥苏伯尔认为：任何有意义的学习都是在原有学习的基础之上进行的，有意义的学习中一定有迁移。
在证据推理中认知迁移是常用的解决问题的手段，所以要解决上述问题，首先必须弄清两点：该内容所属板块，已学的哪些理论适合使用？通过思考学生很快作出判断，这是平衡问题，可用勒夏特列原理解释。接着通过如下递进式证据推理破解问题。
【问题讨论】实验说明沉淀发生如下转化：AgCl（s）+ I？葑AgI（s）+Cl-，通过什么能证明上述转化的可行性？
【发现问题】用平衡常数解决K=c（Cl-）/c（I-），如何求K的数值？
【视角转换】沉淀溶解平衡AgCl（s）？葑Ag++Cl-，写出K的表达式，引出Ksp，探讨其内涵。
【问题解决】K=c（Cl-）/c（I-）=c（Ag+）×c（Cl-）/c（Ag+）×c（I-）=Ksp（AgCl）/Ksp（AgI）=1.8×10-10/8.5×10-17=2.1×106，由K的数值推出AgCl（s）+I？葑AgI（s）+Cl-正反应进行程度大。
由此可见，基于证据推理下的学习活动环节常为：寻找证据→推理论证→构建新知，寻找新旧知识的连接点是问题解决的突破口，在问题解决的过程中充分调动学生原有的知识储备，强化了证据推理意识，促进了知识体系的构建与完善。
三、用证据推理来诠释应用
沉淀溶解平衡的应用——沉淀转化是该教学内容的重要组成部分，传统的教学方法是通过实验AgCl向AgI转化，得出从Ksp大的沉淀向Ksp小的沉淀转化相对容易，反之则难，进而告知BaSO4转化为BaCO3需加饱和的Na2CO3溶液，且多次才能实现转化。这样的教学会导致两种倾向：（1）将此结论记住套用;（2）学生产生很多疑惑。
疑惑1：BaSO4转化为BaCO3为什么选饱和的Na2CO3溶液，浓度稍减少行吗？
疑惑2：BaSO4转化为BaCO3为什么要多次加入饱和的Na2CO3溶液？
疑惑3：Ksp小的沉淀向Ksp大的沉淀转化是否均能实现？实现两者间转化需满足什么条件？
为化解学生的疑惑，这里可按如下过程展开教学：
问题1：Ksp大的沉淀向Ksp小的沉淀转化
【實验引入】CaSO4固体滴加盐酸。
【方案设计】由实验得知CaSO4不易溶于盐酸，设计方案将CaSO4转化为CaCO3。
【理论推测】CaSO4微溶，CaCO3难溶，将Ksp大的沉淀向Ksp小的沉淀转化，试剂选用Na2CO3溶液。
【实验证据】CaSO4固体中加入Na2CO3溶液，充分振荡，再加入盐酸，沉淀溶解。
【归纳总结】Ksp大的沉淀向Ksp小的沉淀转化相对容易，巩固认识。
问题2：Ksp小的沉淀向Ksp大的沉淀转化
【方案设计】已知Ksp（BaSO4）=1×10-10，Ksp（BaCO3）=5×10-9，设计方案将BaSO4转化为BaCO3。
【问题讨论】试剂选用Na2CO3溶液，通过计算判断下列转化的可行性BaSO4（s）+CO32-？葑BaCO3（s）+SO42-，并讨论所加试剂的浓度要求。 【理论证据】K=c（SO42-）/c（CO32-）=c（Ba2+）×c（SO42-）/c（Ba2+）×c（CO32-）=Ksp（BaSO4）/Ksp（BaCO3）=1×10-10/5×10-9=1/50，K值说明该反应能进行，但程度小，需多次转化;平衡时c（CO32-）=50c（SO42-），若c（CO32-）=0.5mol/L，则溶液中c（SO42-）=0.01mol/L;若
c（CO32-）=5mol/L，则溶液中c（SO42-）=0.1mol/L，结合常温时饱和Na2CO3溶液的浓度5mol/L，所以试剂选择饱和Na2CO3溶液。
【总结提升】Ksp小的沉淀向Ksp大的沉淀转化不是均能实现，Ksp相差不大且所加试剂溶解度大有利于沉淀转化的进行。
以上教学的展开是以问题解决为核心，设计方案为抓手，证据推理为手段，不断运用实验事实和实验数据进行分析推理，“发现”其中蕴含的规律，求得问题的解决，从而获得新认识，学到新知识。
布鲁纳说过：“知识的获得是一个主动的过程，学习者不是信息的被动接受者，而应该是知识的主动参与者。”作为一名教师，在实际的教学过程中要尽可能多地增加学生实验，让学生自己动手操作，亲自实践，在此基础上引导学生，让他们在实际操作过程中自己发现自然规律，指导他们通过对实验现象的观察以及实验数据的加工整理和分析归纳，进而总结提炼出科学规律。
基于证据推理的化学课堂教学从本质上来说，改变了现有化学课堂教学中简单的“拿来主义”或者是演示实验的“浅尝辄止”。让学生真正参与知识的形成过程，学习寻找证据，科学推理，得出结论，不断把新知识纳入自己已有的知识结构中进行同化或顺应，使新旧知识融为一体，而不再是一味地将记忆中的规律停留在习题上，不但要知其然，还要通过证据推理知其所以然，这样的教学不仅提高了学生的思维能力，增加了他们的知识厚度，同时也促进了学生学习方式的根本性改变，真正培养了学生的化学学科素养，提高了学生的学习乐趣，促使他们主动学习，从而获得全方位提升。
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作者简介：阮群（1967.08—），女，江苏太仓人，本科学历，高级教师，研究方向：化学课堂教学。
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