“证据意识”在初中教学中的应用研究
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摘要 证据推理意识是新课程倡导的重要核心素养之一,要求学生在接受新知识的每个过程做到言之有据,通过动手实验、分析现象和数字等证据进行推理。本文以初中化学教材为例,介绍了教师和学生两大主体在“教与学”中基于证据意识的应用。
关键词:证据意识 教学过程 探究学习 应用
一、教学者的证据意识
(一)备课不仅要全面,还要有依有据
备课是上好一节课的前提。但现状是很多教师为了节省时间和精力直接在网络上采用别人的教案或学案,效果参差不齐。有效的备课还应当考虑到本地的课程标准、考试大纲以及课后作业等几个因素,确定重难点所在,选择最恰当的教学方法,将理论和行为的节奏统一起来。
以“二氧化碳的性质”为例,我首先研究了课程标准,从化学的角度重新看待人与自然的关系,其次本课在中考的地位,最后考虑学生因素。在教学过程的设计中我尤为注重挑选学生身边的实例辅助教学,本课将以实验探究贯穿全课堂,帮助学生逐步完善二氧化碳的知识框架。同时出于学生的实验设计能力尚不成熟的原因,也注重对学生探究实验的引导,帮助学生初步形成证据推理的意识。综上,确定《二氧化碳的性质》(下文以《CO2》代替)的三维目标及重、难点。
(二)证据化下的实验教学,有利实现高效课堂
化学是一门以实验为基础的自然科学。国内通用的初中教材(如人教版、沪教版、粤教版等),即使是国外的中学化学教材同样凸显这一学科特点。虽然知识侧重点有所不同,王辉在《初中化学教材科学探究的比较研究》也有独到见解。实验的重要很大部分体现在学生在其过程所萌发的证据意识,发展学生证实证伪的能力。
回溯近10余年,大至应试教育,小至课堂,很多教师为了得到看起来高效的课堂,跳过知识的生成性过程,直接将结论告诉学生。其实正确的探究活动就是搜集证据的过程,并且允许存在成功与失败,分辨真伪知识,才得以实现高效课堂。
(三)基于证据的评价,获得精准反馈
课堂是动态的,教师不仅要在教学设计上体现对学生“证据意识”的培养和运用,自己还要对生成性证据作出及时的判断。叶澜教授认为教学过程中,教师除了将学生看成教学对象和主体之外,还要清楚学生是教学资源的重要构建者和生成者。最后是对学生的评价,这也是教师搜集证据的环节。最常用的是精选几道习题,检测学生的掌握程度加以分析,或者课后教师向学生追问依据,观察学生学习的进步并发现后续教学需要改进的问题,以便评价更准确。这也属于一种证据收集的方法。
二、学习者的证据意识
(一)巧用演绎推理,培养求证意识
根据皮亚杰认知发展理论可知,处于14-15岁的初三学生恰好处于形式运算阶段,学生的逻辑推理能力提高[2],所以假设-演绎推理是本阶段个体尤为重用的解决方法。
以《CO2》一课为例,教师先演示课本实验,实际上就是教师将证据直观化的过程,要求学生观察现象的过程,紧接着要求学生用新知识解释过去人类无法理解的奇怪现象。循序渐进,让学生逐步达到对知识的理解水平,完成本课重点。关于难点的突破,人教版教材的设计很容易使学生出现知识断层,产生“为什么突然讲二氧化碳与水反应呢”、“为什么不讲二氧化碳与其他物质的反应呢”诸如此类摸不着头绪的疑问,缺少自然的过渡,所以我将采用探究活动进行落实,有几个重要的环节:
一是提出问题,要用情境来唤醒学生已有的经验,经验就是学习的证据。创设的问题情境,让学生发现其中的认知矛盾,激起学生的问题意识。此时抛出问题——除了二氧化碳溶于水可以使瓶子变瘪,还存在其他可能性产生同样的现象吗?
二是猜想假設。猜想是学生尝试着结合已有经验,这就需要教师适当引导和鼓励学生大胆亮出主张。比如追问有助于学生将零碎的头绪转化为完整的主张。这样学生就会作出不同猜想,逐步排除几种猜想的虚实,过程建立在证据之上,是科学的猜想,而不是空想。
三是实验设计,这里要体现一个重要的化学思想——对比原则。当然学生提出实验方案肯定存在或多或少的瑕疵,但教师不能急于进行评价,而是组织学生合作改进,尤其是对学习力较弱的同学。教师尤为注重引导学生进行有依据的质疑,并根据质疑对方案作出改进和理由的阐述,给予学生思想碰撞的机会,这部分应该适当“浪费”时间,才能得到成熟完善的实验设计。
四是实验分析。美国科学促进协会明确指出,“科学需要证据”。教师应该告诉学生要尊重事实即证据,形成积极的证据意识。如在实验过程中,某些小组的紫色小花没有变红或变色不明显,教师应带领学生分析失误的可能原因, 这些细节都是培养学生化学素养的重要环节。
(二)基于证据的应用,将知识外化
紧紧围绕证据化展开教学的课堂,可以使学生获得知识的途径有据可依,而不是死记硬背。整个过程学生达到了将知识内化的层次,还要学会外化知识,才算是完成了知识的学习。当然外化的方式有很多种,例如结合中考试题,由浅入深地检测学生掌握情况;也可以布置有趣的课后活动,鼓励学生用其他方式去证明二氧化碳的性质,或者是让学生搜索关于二氧化碳的应用,解释依据是什么,不仅获得了证据,还要会利用证据。
三、结语
证据意识的培养就是“尊重证据、寻找证据、解释证据”的过程。基于证据意识的教学,无疑是对教师的专业能力和教育机智提出了更高的要求。特级教师黄恕伯先生表示在探究的每个步骤里,甚至是考试环节无处不渗透着证据意识的培养。所以教师要努力提升自身素养,善用证据意识,在“教与学”的过程中凡事有理可循,有据可依,引导学生建立一切从实际出发的证据意识,科学结论的得出逻辑推理不可少,实验证明更不可少,通过训练,学生开始重视证据的可靠性和全面性,从而提升了自身的化学素养和归纳分析能力。
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