鲁科版新教材“方法导引”栏目分析与教学实施建议

严文法　刘贝贝

摘要：鲁科版新教材新增设的“方法导引”栏目，是外显化学学科思维过程与方法、促进知识向能力和素养转化、承载学科核心素养教育价值的特色栏目。在分析鲁科版新教材“方法导引”栏目编排特色与内容的基础上，探讨该栏目在支撑师生教与学活动方面的主要价值，并结合栏目的整体设置为教师教学与评价提供相关建议。

关键词：化学教材;方法导引;栏目分析;水溶液主题认识模型

文章编号：1005-6629（2021）05-0031-06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

课程标准是教材编写的依据，教材是教师进行教学的主要载体，是学生学习的对象，是理解课程内容并达成课程目标的媒介。《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称2017年版课标）在“教材编写建议”中提出重视教材助读系统的设计、对学生的学习活动特别是探究性实验、组织参观、调查活动的针对性建议以及促进学生自主学习等要求。基于2017年版课标的相关建议及要求，2019年版山东科学技术出版社普通高中化学教材（以下简称鲁科版新教材）在修订编写中突出了“素养导向”的编写理念，科学建构了学科核心素养的发展进阶路径。其中，鲁科版新教材“方法导引”栏目作为本次新修订教材中增设的新栏目，凸显了“方法”的重要性，首次凝练了学科认识方式与思维方法并将其转化为专门栏目，更为具体、系统、定向地体现了“学会学习”以及“发展关键能力”的目标要求，也反映了该栏目对师生教、学、评活动的重要教育价值与指导意义。本文围绕鲁科版新教材“方法导引”栏目的内容展开分析，探讨该栏目在支撑师生教与学活动方面的主要价值，并结合栏目的整体设置为课程教学与评价提供相关建议。

1鲁科版新教材“方法导引”栏目的编排及内容分析

栏目是教材的关键组成部分，教材中栏目的多样化设置体现教材编写团队独具匠心的设计，承载课程标准的基本理念与课程性质，是辅助学生理解教材内容、指导教师进行教学设计的重要材料。“方法导引”作为本次教材修订的新增栏目，其编排设计及内容设置体现了2017年版课标的相关理念。

1.1“方法导引”栏目的教材分布

从数量分布来看，鲁科版新教材中“方法导引”栏目在必修及选择性必修教材中共设置38处（如表1所示），其中两册必修教材共设置20处，三册选择性必修教材共设置18处。该栏目是在学生完成学科活动、解决学科问题过程中设置的提示性栏目，包含了学生学习过程中辅助重难点突破的定向指导功能，以及学生问题解决过程中强化整体认识路径的归纳总结功能。教材编写者的设计意图反映了栏目的功能性质，即在必修阶段就注重学科方法的引导与外显，促进核心知识向能力与素养转化，通过问题解决过程中学习方法的自主获取和应用实践，提高学生对学科思维方法的本原化认识，从而增进化学学科理解，促进后续进阶活动中自主学习行为的发生。这既是对2017年版课标在必修阶段努力体现化学基本观念、促进全体学生化学学科核心素养发展要求的具体表现，也是对选择性必修阶段引导学生更深入地认识化学学科，了解化学的研究内容与方法要求的铺垫。

从位置分布来看，“方法导引”栏目有2l处设置在“活动·探究”栏目之后，为学生的科学探究环节提供陌生情境下的任务支撑材料，而位于教材正文内容和“交流·研讨”之后的栏目仅各有4处。此外，作为教材专门设计的真实情境式研究性学习项目，“微项目”也有9处设置了“方法导引”栏目指导活动（如表2所示）。总体而言，“方法导引”栏目大多分布在化学学科探究活动之后，为学生分析解决陌生问题提供程序性知识和策略性知识，起到突出重点、突破难点、梳理思路的教学功能，将科学探究过程中的研究思路、研究方法等进行凝练与提取并外显为专门栏目进行强调，是本次教材修订中的亮点环节。

1.2“方法导引”栏目涉及的方法类型

“方法导引”栏目是化学科学方法在教材中的专门体现，涉及到不同的科学方法类型。而关于科学方法的分类，不同的研究者可从不同的角度进行划分，比如吴俊明教授在化学科学方法教育的相关研究中将科学方法划分为具体研究方法、一般研究方法和哲学方法;王后雄、林长春等学者则从实验方法（测定、条件控制等）、资料和事实的处理方法（线图化、化学用语化等）、科学抽象方法（原理性、表征性）、假说方法、模型方法、逻辑方法（分类与比较、归纳与演绎）等角度对科学认识过程中的方法进行分类。通过梳理鲁科版新教材中“方法导引”栏目涉及到的具体科学方法发现，鲁科版新教材中“方法导引”栏目较为全面地覆盖了王后雄、林长春等学者界定的化学科学方法的多个类型，具体呈现为：（1）实验方法，如容量瓶及其使用方法、检验Fe³⁺的方法、萃取与分液等;（2）资料和事实的处理方法，如离子方程式的书写方法、有机化合物的结构式书写及命名方法、寻找数据之间的关系的线图化方法等;（3）模型方法，如电子排布式、轨道表示式和構建变量关系模型;（4）假说方法，如根据物质类别预测陌生物质的性质、寻找陌生现象发生原因的思路等;（5）科学抽象方法，如通过单质与水（或酸）的反应比较元素原子失电子能力、根据化合价变化分析氧化还原反应中的电子转移等;（6）逻辑方法，如探究不同价态硫元素之间相互转化的思路、设计原电池的基本思路、分析复杂溶液体系的一般思路等。

“方法导引”栏目紧密联系化学学科知识内容所引入的完整的、系统的科学方法，是对2017年版课标“学习化学的基本原理和方法，形成化学学科核心观念”基本理念的体现。

2“方法导引”栏目的设计意图与教学价值分析

对于鲁科版新教材中“方法导引”栏目的新增设置，主编王磊教授在教材编写说明中强调了设计意图，意在通过“方法导引”栏目的引人促进核心知识向能力转化，外显思维过程和方法，帮助学生在头脑中建构认识模型，这也同2017年版课标中对学习活动提出的针对性建议、促进学生自主学习等建议相呼应。

2.1促进核心知识向能力转化——支撑学生探究活动

已有研究认为，学科核心素养的心理实质是学科认识方式，而自觉主动的学科认识方式是由学科核心知识在能力活动中转化而来的。因此，在素养为本的课程理念下，促进核心知识向能力转化，逐渐形成化学学科特有的认识方式，是培养学生化学学科核心素养的关键思路。“方法导引”栏目作为学生完成学科活动、解决学科问题过程中设置的提示性栏目，从其数量及位置分布中可以看出，大多设置在学科探究活动之后，通过对程序性知识的梳理及呈现，支撑着学生的探究活动，促使学生将陈述性的核心知识应用于真实问题的解决过程中，获得学科能力的发展。例如，在必修第一册第二章“氧化还原反应”一节中，活动“探究物质的氧化性或还原性”在提出“过氧化氢是否具有氧化性或还原性”的问题之后，只提供了实验用品与实验方案空白表格的有限信息，紧跟其后的“方法导引”栏目则提供了“分析元素化合价升降预测物质氧化性与还原性”“之后寻找具有另一性质的物质进行实验检验”的探究思路。不仅要求学生明确氧化还原反应、氧化性与还原性等陈述性知识的含义，还要求学生能够将其迁移应用于物质分析的真实问题中。通过“方法导引”栏目内容的提示获得分析及解决问题的思考角度，并在这一过程中发展科学探究的能力。鲁科版新教材中的“方法導引”栏目在相关章节的核心知识及探究活动之间建立了紧密的联系，不应看作孤立于教材主体内容之外的辅助材料，而是支撑学生探究活动、促进核心知识向能力转化，进而发展化学学科核心素养的关键素材。

2.2凸显学科方法——覆盖完整方法体系

笛卡尔曾说，最有价值的知识是方法的知识。自1987年《全日制中学化学教学大纲（试用）》首次提出“在化学教学中要重视科学方法教育”，到2017年版课标强调“引导学生开展分类与概括、证据与推理、模型与解释、符号与表征等具有学科特质的学习活动”，科学方法在化学学科中的系统性、完整性、重要性被不断加强，基于2017年版课标修订的各版本新教材中均首次增加了有关“方法”的教材栏目。鲁科版新教材中的“方法导引”栏目基本体现了科学方法教育领域的相关原则：一是选择适宜的知识载体，降低科学方法的抽象性。高中化学阶段涉及的模型方法、假说方法、逻辑方法等如不结合具体知识内容展开说明，其抽象程度将对学生理解造成认知困难。“方法导引”栏目则注重将方法与核心知识串联，如在必修第二册第二节“元素周期律初探”活动中，通过确定原子序数自变量，分析化合价、电子层数等因变量，选择表达形式并阐述规律，体会“构建变量关系模型”的过程，掌握变量关系模型方法的操作路径，降低方法抽象程度的同时发展学科能力。二是注重基础性与全面性，对化学科学方法形成系统认识。五册教材中涉及的方法类型比较全面，既涵盖抽象思维能力要求较低的实验方法、资料和事实的处理方法，也包含对抽象思维、理论思维要求较高的假说方法、逻辑方法等，能够使学生对化学学科及科学方法形成较为全面的认识，在认知结构中建立起化学学科特有的分析问题的角度、思路和方法。三是螺旋式训练和巩固，注重进阶式设计。栏目中涉及的同一科学方法类型结合不同难度的学科探究活动多次出现，在不同内容主题中呈现进阶式的方法设计，使学生在不同活动情境的迁移应用中巩固学科方法、逐步提高学科能力。总体而言，“方法导引”栏目将承载的多类型科学方法分散在化学课程的学习活动中，形成融合知识的路径进行进阶式渗透，并单独提炼进行归纳总结，是符合中学生抽象思维发展特征、培养学生关键能力的教材设计。

2.3外显思维过程与方法——渗透学科核心观念

“方法导引”栏目覆盖了类型完整的化学学科方法，但其内容并非抽象的方法介绍，而是与教材内容及教学活动有着紧密联系，通过将问题思考及问题解决的思路、角度、方法外显化，渗透体现化学学科特质的核心观念。

以鲁科版新必修第一册“元素与物质世界”一章为例（如图1和图2所示），“方法导引”栏目在“研究一类物质的性质”的探究活动后先是提出了基于宏观分类观的“根据物质类别预测陌生物质的性质”的方法;接着在“稀硫酸与Ba（OH）₂溶液反应的实质”这一观察活动后提出了基于微粒观的“离子方程式的书写方式”，在学生头脑中初步建立了宏微结合认识化学物质与物质变化的学科基本观念;之后，在“氧化还原反应”课时中的交流活动“金属钠与氯气的燃烧…‘铁与硫酸铜溶液的反应”后，基于变化观和微粒观综合归纳了“根据化合价变化分析氧化还原反应中的电子转移”的方法，在学生熟知的化学反应的方程式中引入了新的认识视角，并通过“探究物质的氧化性或还原性”的探究活动从宏微结合、变化关系的认知角度介绍了“研究物质氧化性与还原性的思路”的方法，与本章起点“预测陌生物质的性质”相呼应;最后，章节末尾“微项目”中梳理了“分析和解决与化学相关的实际问题的思路和方法”，利用“探究消毒剂的使用”这一真实问题情境设置高水平研究性问题，促使学生在先前侧重实践应用的学科探究活动中逐步发展迁移创新能力。通过“方法导引”栏目将学科思维过程外显为问题解决过程中的具体思考步骤，并将宏观分类观、微粒观、变化观等学科观念逐步渗透到具体的教学活动中。

2.4建构认识模型——逐层培养科学思维

“方法导引”栏目通过一系列基于内容主题的以具体的分析和解决问题的角度、思路和方法为载体的进阶式设计，逐层培养学生的科学思维，帮助学生逐步建构完整的认识模型。

以建构“水溶液”主题认识模型为例（如图3所示），教材首先在必修第一册第二章学生必做实验“食盐的精制”之后的“方法导引”栏目中设计了“利用离子反应除去杂质的方法和思路”，引导学生掌握从预设目标出发确定除杂物质、宏（物质性质）微（离子反应）结合确定除杂试剂与除杂顺序，初步经历问题解决中的学科思维方式及具体操作方法应用;其次，在之后章末微项目“科学使用含氯消毒剂——运用氧化还原反应原理解决实际问题”后设计了“分析和解决与化学相关的实际问题的思路和方法”，将涉及个别物质的除杂问题延伸至多种物质的分离问题，综合归纳了“分析问题→提出假设→设计方案→验证假设”的科学探究的一般方法;再次，教材在选择性必修《化学反应原理》第三章学生必做实验“利用盐类水解制备胶体、净水和除污”之后的“方法导引”栏目中设计了“分析复杂溶液体系的一般思路”，将物质分析的一般方法迁移应用于复杂溶液的分析过程，帮助学生形成“基于宏观物质分析溶液组成→基于微观粒子分析相互作用→基于反应现象分析作用结果”的思路，强化化学学科思维习惯，并结合盐类水解、沉淀溶解平衡等知识将必修教材中科学探究的一般方法在横纵两个维度上进一步丰富、培养学生面对复杂情境的问题解决能力;最后，教材在该章微项目“揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法”之后的“方法导引”栏目设计了“分析真实溶液问题的一般思路”，将“复杂溶液”的情境再迁移应用于“真实溶液”，加入了“定性与定量”的学科思维视角、“评价”“优化”“经济”等工程视角以及信息化数字化的推理过程，完整地建立起“水溶液”主题的认识模型，实现了科学思维的逐级发展。

3教学与评价建议

3.1关注栏目功能，融入化学学习过程

鲁科版新教材前言中介绍，“方法导引”栏目是对学习活动进行的有效指导，其或嵌入“活动·探究”栏目中，或位于“交流·研讨”等栏目后，学生在进行学习活动过程中，可以通过对“方法导引”栏目的阅读梳理探究实验的设计思路或是突破知识理解的重难点。总体而言，虽然科学方法的抽象性决定了“方法导引”栏目需要以具体知识为载体，零散地分布在不同学习任务之中，以此增加学生的接受能力，但从教学与评价的角度来看，教师除了在教学中引导学生结合“方法导引”栏目顺利完成活动，实现其辅助功能，还需将零散的栏目内容融入整个化学学习过程中，在活动结束后引导学生有意识地进行方法的歸纳与总结，带领学生适时回顾，逐步建立起对不同类型科学方法的抽象性理解。“方法导引”栏目中关键方法的指引对学生关键能力的培养、自主学习行为的发生、“学会学习”素养的发展彰显了重要作用。2017年版课标中也指出，“实验探究活动应紧密结合具体化学知识的教学来进行”，“使化学知识的学习、探究能力的形成与化学学科核心素养的发展有机结合起来”。但教材中的栏目设置毕竟有限，教师在教学中可借鉴栏目设计思路，不局限于教材内容，主动将化学学科方法与知识内容紧密结合，帮助学生进行灵活迁移和应用，促使知识向能力及素养转化。

3.2关注栏目编排，整合方法进阶路径

前文提到，鲁科版新教材的“方法导引”栏目在必修与选择性必修阶段进行了合理的编排，关注了节与节、章与章、册与册之间核心知识与思路方法的进阶设计。因此，教师不应将其作为可有可无的附加性栏目，而须基于学科整体视角，有意识地关注栏目主题与内容的整体编排，在不同单元主题、不同教学阶段中把握系统的方法进阶路径。例如必修第一册“物质的性质与转化”一章，在研究“亚铁盐和铁盐的性质”时，“方法导引”栏目从物质类别和化合价两个角度简单地介绍了研究思路，对应的探究活动限定了硫酸亚铁、氯化铁两种物质;而在探究“不同价态硫元素之间的转化”时，“方法导引”栏目更为具体地建立起化合价、不同价态物质、氧化还原理论之间的联系，对应的探究活动条件却更精简，由学生在一组含硫物质中自行选取反应物设计实验，开放性更高。在像这样前后节、章、册中有递进性的活动设计中，教师可以挖掘其内在的科学方法的进阶性，设计可迁移的新情境与不同层次的探究活动，当学生头脑中逐渐形成更为具体、全面的科学方法时，也就更能适应陌生情境下更高水平的化学问题，体现“方法导引”栏目激发高阶思维活动、转变学习方式的教学价值。

3.3关注栏目内容，外显学科核心素养

教材主编王磊认为：知识要经过从陈述性知识到程序性知识再到观念化乃至自觉主动化的认识方式，才可能转化成学科核心素养。鲁科版新教材的“方法导引”栏目将学科核心素养外显为探究活动情境和问题分析过程中涉及到的思维活动，引导学生在实践活动中主动将知识外显为能力表现，促进不同维度的学科核心素养的发展。如前文所述，“元素与物质世界”主题中的“方法导引”栏目与相关知识内容紧密联系，在支撑学生探究活动的同时发展“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”等学科核心素养;“水溶液”主题中的“方法导引”栏目的进阶设计，将问题解决的思维过程条分缕析地呈现，促进学生“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”的学科核心素养向更高水平发展。除此之外，“方法导引”栏目的内容也体现了对学生看待事物的科学态度、联系化学知识认识社会生活的意识、利用化学成果发展社会的责任感等的培养。例如必修第一册“物质的性质与转化”一章的微项目“论证重污染天气‘汽车限行的合理性”中，项目末尾的“方法导引”栏目归纳了“社会性科学议题中利与弊分析的视角”，引导学生从环境、经济、社会等不同角度分析化学与社会可持续发展、人类健康之间的关系，并通过权衡利弊做出合理决策，促进“科学态度与社会责任”素养的发展。因而结合“方法导引”栏目内容，在知识、能力与素养问建立联系，也是培养学生学科核心素养的应然路径。