举例 For example 原电池模型的进化
第 24 页
最终原电池模型为：原电池两极区之间有
盐桥或离子交换膜，工作时，正极发生还原反应， 负极发生氧化反应，外电路中有电子流，内电路 有离子流，通过电极反应在电极上实现电子流和 离子流转换形成闭合的电荷环流，极少数情况下 电池总反应是非氧化还原反应，甚至表观看来没 有化学反应。
第一章
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：
03 02
01
可证明猜想为真 肯定性证据
无法证明猜想真假
可证明猜想为假 否定性证据
非证据
非证据 举例 For example
第9 页
己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
表1突显证据推理逆向推理发散思维产生多重证据的盐酸与氢氧化钠反应探究过程的示例
第 14 页
问题： 提出猜测
盐酸滴入氢氧化钠溶液时没有颜色变化，也没有气体放出或沉淀生成。那么盐酸与氢氧化 钠有没有发生反应呢？
有。且根据没有气体放出或沉淀生成，并运用元素守恒可以猜测生成物为氯化钠和水。
逆向推理发散思维产生的多重证据
1 一是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.
2 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.
3 三是逆向推理具有思维发散性的特征
中空隙的体积大。
探究2的问题 猜想
标准状况下，物质的量皆为1 mol的氮气、氢气及二氧化碳，谁体积最大？
逆向推理出的 实验验证
正向推理出的结论
所需证据
二 氧 化 碳 的 体 因为氮气在探 同样从表4-1查出氢气（标准状 ③猜想错误，二氧化碳体积最小，
积 最 大 （ 因 为 究 1中己算出，况）密度算出1 mol氢气（标准 但三者相差不多，平均值为，保
举例 For example
第 22 页
原电池模型的进化
首先基于对铜锌原电池的结构、反应和电荷流的
分析，抽象构建出最原始的原电池模型。
其次基于双液电池原型能提高化学能转化为电能
效率的证据的推理，作出在前模型中增加盐桥或离子 交换膜的修正。
接着基于氢氧燃料电池原型，证据推理①关干电
极材料：可以不作为电极反应物、可以不是两种金属 活动性不同的金属、可以是同种金属或石墨，②关于 电解质溶液：可以不作为反应物，③电极反应物可以 是外界分别通入的一组可以进行燃烧反应的气体。
03
非证据 逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系
证据推理与模型认知是有机联系的，这种有机联系有三个方面：
正文
第三章
“证据推理”或“基于证据的推理”是一种典型的认知心理学层面的认知模型。 所以，化学学习中的“证据推理”可以看作是按照“基于证据的推理”认知模 型进行的认知过程。用这样的思路考察“证据推理”与“模型认知”的关系， “证据推理”从属于“模型认知”，“模型认知”包含了“证据推理”。
0
非证据 逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系 正文 3.4 以证据推理为基础建构模型认知的探究过程及示第例三章
以证据推理为基础建构模型认知的标准状况下气体摩尔体积探究过程如表3：
表3以证据推理为基础建构模型认知的标准状况下气体摩尔体积探究过程
探究1的问题 猜想
物质的量分别为1 mol铁、水及氮气（标准状况）谁的体积最大？
其分子中有3个 现只需要知道 状况）的体积为、提供二氧化 留三位有效数字后为。
原 子 ， 分 子 其它两种气体 碳（标准状况）密度为•L-1算 ④标准状况下， 1 mol的气体的
大）。
的密度
出1 mol二氧化碳（标准状况） 体积与气体分子本身的体积大小
的体积为。
无关
非证据 逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系 正文 3.4 以证据推理为基础建构模型认知的探究过程及示第例三章
证据推理所形成的科学结论是简单的模型认知，模型认知离不开 证据推理，证据推理是建构模型的前提。
证据推理的高水平是模型认知，模型认知需要基于证据推理论证
非证据 逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系
证据推理与模型认知的主要区别有：
正文
第三章
主要区别在于“模型认知”除了运用证据进行逻辑推 理以外，常常对大量实验事实进行比较分析、归纳概 括后，还需要通过抽象和简化的方法建构模型，再现 物质及其变化的基本规律.
逆 向 推 理
非证据
逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系 正文 第 13 页
第二章
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。
逆 向 推 理
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
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 。
加盐酸，看颜色变化。
定性方法是：向氢氧化钠溶液中加大量盐酸，
③证明氯化钠生成， ④证明有水生成
逆 将反应液蒸干并干燥所得固体，其后可检验固
体中是否有氯离子； 半定量方法是：将称定质量氢氧化钠固体加入
向 到盐酸中，将反应液蒸干并干燥所得固体，称
固体质量是否变大。
推 让固体氢氧化钠与氯化氢气体在非水溶剂中反
非证据
逆向推理
证据推理与模型认知之间的关系 正文
第三章
最后需要指出在证据推理和模型认知的过程中通常 都会运用到化学的规律、模型、观念、思想和方法，
因此化学学科中证据推理与模型认知 便有了化学学科的特色。.
由此可见证据推理与模型认知在内涵和实践层
面上都不可机械割裂，它们常常融合于探究和问题解决 的思维过程之中。
表2突显证据推理与模型认知关系的“酸与碱反应生成盐和水”反应规律的发现过程
序号 1
2
3
4
模型 去
化钠溶液
证据推理
结论 盐酸和氢氧化钠反应生成氯化 钠和水
将盐酸滴入加有酚酞的氢氧 红色褪去 化钙溶液
将硫酸滴入加有酚酞的氢氧 红色褪去 化钠溶液
性质分析和 元素守恒分
举例 For example 原电池模型的进化
第 23 页
作出在前模型中剔除非本质的关于电极材料是不同的 金属和其中之一能与电解质溶液反应的要求。再利用中和 反应原电池和Ag+(aq) ＋ Cl−(aq)=AgCl(s)原电池的原 型，证据推理电池总反应不一定是非氧化还原反应，但正 极一定发生还原反应，负极一定发生氧化反应，作出在前 模型加上少数情况下电池总反应是非氧化还原反应的说明。
逆向推理出的 实验验证
正向推理出的结论
所需证据
氮 气 （ 标 准 状 需要知道它们 查苏教版必修1第11页表1-4， ①氮气（标准状况）体积是另外
况）体积最大 的密度
由密度分别算出1 mol铁的体积 两物质上千倍。
为3、1 mol水的体积为3及1 mol ②气体体积大大于固体、液体体
氮气（标准状况）的体积为 积，说明气体分子间距离大，其
应，再检验是否有水
从物质改变伴随有能量改变出发，得出所需证据 ⑤测量滴加过程中温度变化
理 测量滴加过程中温度是否变化。
对上述逆向推理出发散思维产生的多重证据的评价
可信度
⑤“温度变化”这个证据最不可信，因为两种液体混合过程中也可能有“温度变化”。
效能
②证明氢氧化钠消失的氢氧化钠具有的碱性消失。因操作简单、酚酞红色褪去现象明显， 证据推理出结论的过程直接，其效能最高。
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，则这个事实是猜想的非证据,此时就必须重新设计
探究活动。
02
非证据
逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系 正文
盐酸和氢氧化钙反应生成氯化 钙和水
析相结合
硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸
钠和水
硝酸滴入加有酚酞的氢氧化 红色褪去 钾溶液
硝酸和氢氧化钠反应生成硝酸 钾和水
先用物质分类的方法对物质抽象，然后对反应归纳，即可得出模形化的反应规律： 酸+碱=盐+水。
当然化学中的归纳一定是不完全的，但这并不 要紧，当扩大范围应用该反应规律出错或无法 应用时，就可对更大范围内的更多结论进行模 型认知，以形成应用范围更广的模型，比如形 成复分解反应的模型等。
非证据 逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系 正文
第三章
3.1 基于新证据的推理对模型进行修正，促进模型认知对原型认识的精准
化学模型建构必须建立在科学观察、测定、研究所取得的资料、 事实和发现的基础之上。模型是概括、抽象和简化了的原型，它的 合理性需要通过逻辑和实验来检验。若原型是不可观测的复杂客体， 刚开始人们对原型的认识并不充分，所构建的模型还不够完善。随 着实践的发展、技术的进步出现了新证据，这时原先的化学模型就 需要修正和补充，新模型在对旧模型的扬弃中不断产生。这种发展 过程，促进模型认知对原型认识的精准。
非证据 逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系 正文
第三章
3.3 以证据推理为基础建构模型认知的过程及示例
图3以证据推理为基础建构模型认知的过程
非证据 逆向推理 证据推理与模型认知之间的关系 正文
第三章
3.3 以证据推理为基础建构模型认知的过程及示例
下面以上述建构模型认知的过程，对“酸与碱反应”建模，过程如表3。