证据推理与模型认知

证据推理与模型认知

从高中化学核心素养的建构来看，证据推理、模型建构是属于文化基础维度之下科学精神素养之中理性思维的两个基本的要点[1]。通过高

中化学课程的学习，要求学生能解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径;能依据物质及其变化的信息进

行抽象概括并建构模型，用模型思想认识物质及其变化的一般规律[2]6。目前已有不少教师设计了基于证据推理、模型认知的课时教学，这反

映了广大化学教师对构建化学核心素养教学的积极态度;在学习这些教师的成果时，对照作为化学核心素养设计者的专家们对化学核心素养本意

的剖析，引起了我的思考，现将这些思考提供给大家，供参考与交流。

一、非证据

科学探究过程中实验事实与想要求证的猜想之间在逻辑上有三种关系：①可证明猜想为真;②可证明猜想为假;③无法证明猜想真假。前两种

都可以说该实验事实是想要求证的猜想的证据（第一种关系中实验事实是想要求证的猜想的肯定性证据，第二种关系中实验事实是想要求证的

猜想的否定性证据），而第三种却不能说该实验事实是想要求证的猜想的证据，即非证据。例如：已知某溶液中只有一种氯化物溶质;所作猜想

为：溶质是BaCl2。①如果实验事实是：向溶液中滴加1～2滴Na2SO4溶液即出现白色沉淀，再滴加1～2滴硝酸白色沉淀未溶解，则这个事实

是猜想的肯定性证据;②反之，如果实验事实是：向溶液中滴加1～2滴Na2SO4溶液没有出现白色沉淀，则这个事实是猜想的否定性证据;③但

是如果实验事实是：向溶液中滴加1～2滴AgNO3溶液即出现白色沉淀，则这个事实就不是猜想的证据，此时就必须重新设计探究活动。

二、逆向推理

能解释证据与结论之间的关系，既包含由证据推理出结论，也包含由结论逆向推理出所需证据。之所以强调逆向推理，其一是因为两个方

向的推理在科学探究中都要用到：逆向推理用在由猜想推理出所需证据并据此设计实验取证，正向推理则用于由实验所取得的证据去推理猜想

是否成立并形成结论。其二是在问题解决的过程中也要用到两个方向的推理，如在有机物合成的问题解决中就常常使用逆向推理的思维方式。

其三是逆向推理具有思维发散性的特征，发散的维度不同逆向推理出所需证据不同，设计实验方向的不同;这些逆向推理出的不同所需证据之间

又有获得的难易、可信度与证明力强弱之别;通常由证据到结论的正向思维越直接该证据的效能就越高;由多重不同证据推理得出同一结论，则该

结论更可靠。同样基于逆向推理具有思维发散性的特征，在问题解决过程中，逆向推理出的所需证据在与已有证据整合时可能产生多个问题解

决的思路，使问题获得多样化的解决。综上所述，在证据推理的学习中不可轻视逆向推理。

基于上述思考，设计了突显证据推理逆向推理发散思维产生多重证据的探究过程，见图1。

突显证据推理逆向推理发散思维产生多重证据的探究过程的示例如表1。