◎ 劉振華 王雪艷

一、問(wèn)題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《2020 修訂版課標(biāo)》）指出：落實(shí)“科學(xué)方法、技能與科學(xué)教育”目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高化學(xué)核心素養(yǎng)勢(shì)在必行。但在新教材實(shí)施過(guò)程中，在如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和學(xué)科方法等方面還存在著一些問(wèn)題。例如，教學(xué)內(nèi)容增加但課時(shí)較少，為了趕進(jìn)度，有些教師把探究性實(shí)驗(yàn)變成“黑板”實(shí)驗(yàn)，缺乏對(duì)學(xué)生心智、思維的培養(yǎng)；有些實(shí)驗(yàn)與實(shí)際生活聯(lián)系不緊密，學(xué)生在學(xué)習(xí)之后認(rèn)為毫無(wú)用處等，這些都不利于學(xué)生的思維發(fā)展。為進(jìn)一步貫徹《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》《教育部關(guān)于做好普通高中新課程新教材實(shí)施工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》等精神，深化推進(jìn)“雙新”實(shí)施，上海市市級(jí)課題“高中化學(xué)典型課型研究”提出了問(wèn)題解決課、變化規(guī)律課、化學(xué)概念課、物質(zhì)性質(zhì)課、方法技能課這五種課型。筆者針對(duì)其中的方法技能課這一課型進(jìn)行研究，旨在促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。

二、方法技能課的內(nèi)涵闡釋

如果把學(xué)科體系三要素（學(xué)科知識(shí)、學(xué)科能力、學(xué)科思想）看作“王”字的三橫，方法、技能就是王字的主筆一豎。目前關(guān)于方法技能課的定義還不夠明確，因此打個(gè)比喻來(lái)解釋：方法技能課就是讓一個(gè)既不會(huì)開(kāi)車(chē)，又不會(huì)認(rèn)路的學(xué)生，在學(xué)會(huì)開(kāi)車(chē)技能的同時(shí)，又學(xué)會(huì)問(wèn)路的方法，順利到達(dá)目標(biāo)。

化學(xué)學(xué)科方法的培養(yǎng)具有過(guò)程性。例如，滬科版高中化學(xué)教材必修1 中“氯氣與水的反應(yīng)”側(cè)重研究物質(zhì)性質(zhì)的一般方法。而選擇性必修1“化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率”一章中可以引導(dǎo)的學(xué)科方法有矛盾分析方法、比較、等效法等。高中化學(xué)學(xué)科方法的分類見(jiàn)表1。

表1 高中化學(xué)學(xué)科方法的分類［1］

化學(xué)學(xué)科技能的培養(yǎng)，也需要通過(guò)探究性過(guò)程來(lái)實(shí)施?；瘜W(xué)學(xué)科技能一般可以分為化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能、化學(xué)用語(yǔ)（符號(hào)）技能、化學(xué)計(jì)算技能等。本文著重以化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能為重點(diǎn)展開(kāi)研究。在高中化學(xué)新教材的實(shí)驗(yàn)部分中，必修包括23 個(gè)實(shí)驗(yàn)，選擇性必修包括18 個(gè)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)也可以按照技能類型分類［2］（見(jiàn)表2）。在《2020 修訂版課標(biāo)》中對(duì)應(yīng)的水平為初步掌握、獨(dú)立完成、順利完成、運(yùn)用。

表2 高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的分類

技能和方法不能完全切割，就像學(xué)車(chē)一樣，駕車(chē)的方法、尋路的方法與某一起步、剎車(chē)操作技能并不是割裂的。如必修1 中配溶液主要側(cè)重操作技能，但還可引出設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確測(cè)定體積儀器的方法；選擇性必修3 中阿司匹林中官能團(tuán)的檢驗(yàn)主要側(cè)重操作方法，但學(xué)生不具備檢驗(yàn)酯基的技能，這就可通過(guò)方法來(lái)拓展。所以技能可以提升方法，方法又能促進(jìn)技能，方法和技能像雙螺旋一樣，在實(shí)踐中發(fā)展學(xué)生的思維也是螺旋式上升的。方法技能課型理論上包括很多組合，如實(shí)驗(yàn)探究法、推理法和化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能組合，定性與定量分析法與化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能、化學(xué)用語(yǔ)（符號(hào)）技能、化學(xué)計(jì)算技能組合等。

三、方法技能課的特征

基于班杜拉的觀察學(xué)習(xí)理論，在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)方法時(shí)，要嚴(yán)格按照觀察學(xué)習(xí)的基本過(guò)程進(jìn)行。充分挖掘教材中與生活實(shí)踐相結(jié)合的內(nèi)容，從生活情境入手，從想法轉(zhuǎn)入實(shí)驗(yàn)，會(huì)操作。以化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)為證據(jù)，強(qiáng)調(diào)宏觀辨識(shí)與微觀探析，會(huì)判斷，發(fā)展證據(jù)推理能力。然后在實(shí)驗(yàn)探究中會(huì)試錯(cuò)，通過(guò)分析、綜合、聯(lián)想等多種思維活動(dòng)完善實(shí)驗(yàn)方案，再發(fā)現(xiàn)，在體驗(yàn)中試法益智。因此，方法技能課應(yīng)具有“會(huì)操作、會(huì)試錯(cuò)、會(huì)判斷”的特征（見(jiàn)圖1）。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從書(shū)本走向生活實(shí)際，從化學(xué)的視角看待社會(huì)問(wèn)題，更好地體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價(jià)值，提升科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感。

圖1 方法技能課特征的四個(gè)維度

四、方法技能課目標(biāo)的設(shè)計(jì)方法和課型結(jié)構(gòu)

（一）目標(biāo)的設(shè)計(jì)方法

教師和學(xué)生同樣都需要目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)是教師教學(xué)過(guò)程中的關(guān)鍵性決策點(diǎn)，學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)應(yīng)學(xué)生學(xué)的過(guò)程。課程標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制執(zhí)行的課程框架，無(wú)法在課堂中直接實(shí)施，需要有針對(duì)性地重新設(shè)計(jì)目標(biāo)。目標(biāo)的設(shè)計(jì)既要基于課標(biāo)又要適合學(xué)生，基于最近發(fā)展區(qū)理論：深入了解學(xué)生現(xiàn)有的發(fā)展水平，探索學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。逆向教學(xué)設(shè)計(jì)法以結(jié)果為導(dǎo)向，思考教和學(xué)，采用了KUD 模式［3］：學(xué)生將會(huì)知道（know）什么、理解（understand）什么，能夠做（do）什么。首先從學(xué)生角度出發(fā)，解構(gòu)課程標(biāo)準(zhǔn)；其次將課程標(biāo)準(zhǔn)再構(gòu)，轉(zhuǎn)換成學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生有機(jī)會(huì)承擔(dān)自己的責(zé)任，并向著設(shè)定的目標(biāo)前進(jìn)；最后重構(gòu)課程標(biāo)準(zhǔn)，安排顯性活動(dòng)，讓每一位學(xué)生都有機(jī)會(huì)運(yùn)用方法與技能開(kāi)展實(shí)踐。

（二）課型結(jié)構(gòu)

筆者收集了上海各區(qū)的案例，提煉出“三生”結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）。一是情境生活化。基于人本主義學(xué)習(xí)理論，要盡可能地使教學(xué)內(nèi)容同學(xué)生的要求、興趣相適應(yīng)，從身邊生活實(shí)例入手，加深動(dòng)手、動(dòng)腦、交流、合作等。二是探究生本化，實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)是以學(xué)生發(fā)展為本，如動(dòng)手實(shí)驗(yàn)要具體化，有具體方案、步驟，逐步提高實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)施，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)證實(shí)或證偽發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的真相。三是體驗(yàn)生態(tài)化，從想法轉(zhuǎn)入行動(dòng)、試錯(cuò)，再發(fā)現(xiàn)，展開(kāi)原生態(tài)體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。因此，“三生”結(jié)構(gòu)中的情境生活化，要解決的是實(shí)例；探究生本化，發(fā)現(xiàn)的是真相；體驗(yàn)生態(tài)化，享受的是過(guò)程。

圖2 方法技能課的課型結(jié)構(gòu)

五、方法技能課的設(shè)計(jì)路徑

（一）設(shè)計(jì)原則

在教材必修1 中，對(duì)于第1 章第3 節(jié)化學(xué)中常用的實(shí)驗(yàn)方法和項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)“如何測(cè)定氣體摩爾體積”、第3 章項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)“如何測(cè)定硫酸銅晶體中結(jié)晶水的含量”，學(xué)生分別學(xué)習(xí)了定性實(shí)驗(yàn)物質(zhì)的檢驗(yàn)、體積法、重量法等定量實(shí)驗(yàn)；在教材必修2 第5 章第2 節(jié)“重要的金屬化合物”中學(xué)習(xí)了蘇打和小蘇打的性質(zhì)（制備）；在教材選擇性必修1 第3 章第3節(jié)“酸堿中和與鹽類水解”中學(xué)習(xí)了滴定法。這些內(nèi)容分布在不同學(xué)段的不同章節(jié)中，涉及課標(biāo)中的各種技能和方法，如儀器取用技能、試劑取用技能、基本操作技能、觀察記錄技能、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能、結(jié)果處理技能、化學(xué)用語(yǔ)（符號(hào)）技能、化學(xué)計(jì)算技能等技能以及實(shí)驗(yàn)法、模型法、公式法、定性與定量分析法等方法?；诮?gòu)主義學(xué)習(xí)理論：利用學(xué)過(guò)的知識(shí)為知識(shí)背景，可使學(xué)生利用自身經(jīng)驗(yàn)去同化和順應(yīng)，達(dá)到對(duì)新知識(shí)的建構(gòu)。筆者不斷對(duì)新課標(biāo)、新教材進(jìn)行解構(gòu)，重構(gòu)了“廚房中的小蘇打”這一真實(shí)情境的“教練車(chē)”，以碳酸氫鈉的含量測(cè)定為訓(xùn)練項(xiàng)目，學(xué)生在完成項(xiàng)目的活動(dòng)中既練就了“各種開(kāi)車(chē)技能”，同時(shí)也掌握了“上路的方法”。最后以“食用小蘇打中NaHCO3含量的測(cè)定”這一項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動(dòng)為例進(jìn)行具體闡述。

（二）目標(biāo)設(shè)計(jì)

按照逆向教學(xué)設(shè)計(jì)法，采用了KUD 模式，“食用小蘇打中NaHCO3含量的測(cè)定”再構(gòu)的學(xué)習(xí)目標(biāo)如下。

（1）你將知道：Cl-、CO32-的檢驗(yàn)原理、操作技能；滴定法的原理和操作技能；定量實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)步驟。

（2）你將理解：重量法的原理和操作技能；體積法的原理和操作技能；通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案和過(guò)程的評(píng)價(jià)，選擇和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案及探究方法。

（3）你將能夠：通過(guò)體驗(yàn)設(shè)計(jì)和完善實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，初步掌握滴定法、體積法、重量法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路和方法；訓(xùn)練發(fā)散思維能力。并利用學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)技能和方法解決諸如“食用小蘇打中NaHCO3含量的測(cè)定”之類的生活問(wèn)題。

（三）活動(dòng)設(shè)計(jì)模型

“食用小蘇打中NaHCO3含量的測(cè)定”設(shè)計(jì)了3 課時(shí)，每一課時(shí)的活動(dòng)均可按照建模的方法設(shè)計(jì)。以第一課時(shí)為例，通過(guò)歸納法得出滴定法的一般流程和選擇原則，建構(gòu)模型。再通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案的交流與點(diǎn)評(píng)來(lái)診斷并發(fā)展實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的心智技能。通過(guò)完成實(shí)驗(yàn)并計(jì)算結(jié)果來(lái)診斷并發(fā)展滴定法的實(shí)驗(yàn)操作技能、計(jì)算技能，這一環(huán)節(jié)屬于應(yīng)用模型。之后發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用DIS 快速滴定技術(shù)和Excel 表格自動(dòng)計(jì)算完成定量測(cè)定的方法，診斷并發(fā)展學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力水平以及思維發(fā)展水平，這一環(huán)節(jié)屬于評(píng)價(jià)模型，具體如圖3 所示。

圖3 方法技能課的學(xué)習(xí)活動(dòng)建構(gòu)模型

（四）教學(xué)流程

通過(guò) “創(chuàng)設(shè)情境—明確任務(wù)—實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)—?jiǎng)邮謱?shí)驗(yàn)—得出結(jié)論—交流評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)，開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)（見(jiàn)圖4）。學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的定性實(shí)驗(yàn)、滴定法實(shí)驗(yàn)、重量法實(shí)驗(yàn)、體積法實(shí)驗(yàn)、數(shù)字化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等，不僅理解知識(shí)和技能的來(lái)龍去脈，還掌握了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題的方法，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，達(dá)到會(huì)操作、會(huì)試錯(cuò)、會(huì)判斷，從而提高學(xué)生的思維深度，形成學(xué)以致用、理論聯(lián)系實(shí)際的思想。

圖4 探究活動(dòng)流程

如果說(shuō)學(xué)科知識(shí)是指向人類的經(jīng)典智慧，側(cè)重的是傳承，那么方法和技能就是指向?qū)W生的未來(lái)智慧，側(cè)重的是發(fā)展。但由于探索尚起步，僅對(duì)方法技能課做了有限的研究，后續(xù)還會(huì)繼續(xù)研究和實(shí)踐。