跨界學習：高中化學核心素養培養的新場域構筑*

高 麗

“跨界學習”是世界五大學習法之一。現代教學意義上的“跨界”，不僅指教學內容跨界，更指學習場所、方式、方法等的跨界。［1］43跨界學習可以更好地提高課堂教學的績效、助推課堂教學的改革、應對新高考的變革、推進創新人才的培養。

一、跨界學習的路徑：打破化學教學固有的邊界

高考評價體系指向核心素養，新高考模式下的課堂教學也需要進行改革。“教知識”要向“教思考”轉變，“學得多”要向“學得好”轉變，教育場所要多元化、體驗化、趣味化、思辨化。基于此，跨界學習也要多方位、多角度開展，力求在學科的交叉地帶尋找教育教學的創新之道。換言之，教育者要創新教學策略，從知識灌輸式教學向高階思維式教學轉變，構筑高中化學核心素養培養的新場域。

1.學習場所上的“跨界”——打破教室固有的“邊界”

學習不能局限于課堂，還應向課外拓展延伸。例如，在教授“酸堿中和滴定指示劑”的時候，除了介紹書本上的甲基橙、酚酞、石蕊，教師還可以引導學生發現生活中的指示劑。

情境設計：最近在用黑枸杞泡茶喝的時候，老師發現，它泡出水的顏色會與水溫及水質有很大的關系，用高溫純凈水泡出來是藍色的，溫度降低后又變成了紫色。熱的純凈水泡出來的黑枸杞水呈藍色，而加了不同的家用“試劑”后，黑枸杞水分別呈紫色、藍色、黃色和紅色。同學們，你們知道要分別向黑枸杞水中加的什么“試劑”才會呈現出這么多不同的顏色嗎？請大家在家利用家用“試劑”進行探究。

在學生自主實驗后，教師可引出“花青素”這一物質的概念——花青素是一種廣泛存在于植物中的水溶性多酚類色素［2］，其穩定性和顏色易受水溫、氧氣、光、酸堿性的影響。最后引導學生討論如何泡茶、如何保存黑枸杞等一系列問題。

這樣的課外家庭小實驗的學習，實現了教學場所的跨界，打破常規教學的“邊界”，增強了學生研究和分析問題的能力，培養了學生科學探究與創新意識的核心素養。

2.學習內容上的“跨界”——打破教材固有的“邊界”

以往的課堂教學往往以淺層知識的積累為主，不利于學生核心素養的提升。在學科教學中，跨界學習能突破學科壁壘，形成培育學生化學綜合素養的通道。實施跨界學習，關鍵是要打破定式、主動應變，從而激活學生的跨界思維［1］43，滿足學生多元發展的需求，適應學生未來發展的多樣化需求。［3］

（1）化學與數學的跨界。“化學平衡常數”的計算需要用到數學知識。2017 年新課標高考化學第13 題就體現了數學中的對數函數與指數函數在化學計算中的應用，體現了“內容”上的跨界。

常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。下列敘述不正確的是（ ）

C.NaHX溶液中c（H+）＞c（OH-）

D.當混合溶液呈中性時：c（Na+）＞c（HX-）＞c（X2-）＞c（OH-）=c（H+）

（2）化學與物理的跨界。學習電化學模塊的知識需要用到物理學上的電流以及正負極的判斷。例如，帶負電荷電子的流向與電流的方向相反，電流是從電源的正極流向電源的負極。根據這些物理學知識可以引導學生推測電子流出的一極是負極，電子流入的一極為正極。這樣的跨界讓學生體會到了不同學科之間知識的融會貫通，各學科之間不是孤立的線性的，而是有關聯的網狀關系。

3.學習方式上的“跨界”——打破傳統學習的“邊界”

跨界學習提倡課堂教學要“輕結果重過程”，教師的“教”要服務于學生的“學”，要以學生為主體，依據學生的實際學習狀況，主要包括學生現有的知識儲備、認知水平、對新知識的興趣等內容去確定教學的起點和策略。［4］教師要“讓出課堂”，引導學生學習，組織學生討論并解決問題，培養其團隊合作精神。筆者的某一例題教學片段如下。

已知某二元酸H2A溶液中只含有下列微粒：H+、HA-、A2-、OH-、H2O。室溫下，取10mL0.1mol·L-1的某二元酸H2A，向其中滴加0.1mol·L-1NaOH 溶液，下列說法不正確的是（ ）

A.H2A溶液中存在HA-?A2-

B.0.1mol·L-1的H2A溶液中有c（H+）+c（OH-）-c（A2-）=c（A2-）+c（HA-）

C.當滴加至中性時，溶液中c（Na+）=c（HA-）+2c（A2-），滴加NaOH的體積大于10mL

D. 當 滴 加0.1mol·L-1NaOH 溶 液 為20mL時，溶液中的溶質為Na2A

（1）“對”出矛盾。在學生完成題目后，教師可組織小組內部交流討論，結果不一樣的地方就是矛盾的原點和思維碰撞的交叉點。本題是溶液中離子反應一節的內容，學生的答案有B、C、BC、BD等多種組合，這就產生了矛盾。

（2）“爭”出激情。此時，教師可以安排選擇不同選項的學生在課堂上進行討論，說明各自的解題思路。關鍵問題集中在C 選項，學生各自整理思路，準備說服對方。

（3）“辯”出高度。語言是思維的外殼，表達是思維的外在體現，表達能力直接影響思維能力的發展。［5］學生在陳述自己觀點的時候，需要組織好語言，并在辯論的過程中，發現自己或是對方在思維方式上的漏洞，最終實現觀點的統一。

（4）“長”出素養。新高考模式下，開放式“語言描述類問題”逐漸增多，此類題大多涉及歸因類問題，對學生的思維能力和綜合能力要求較高，更能體現深層學習的需要，體現核心素養的訴求，體現學科本質特點。

“對”“爭”“辯”“長”系列教學活動使教學探究走向“深度”，整個過程聚焦證據推理與模型認知的核心素養，使學生在潛移默化中增長知識、發展能力、培養情感，進而發展學生的核心素養。

二、跨界學習的愿景：化學教學改革的路徑取向

隨著“核心素養時代”的到來，我們的課堂應如何更好地適應時代的發展？筆者認為，可以從以下四個方面對跨界學習進行補充，構筑高中化學核心素養培養的新場域。

1.在實驗中“跨界”，提高實驗教學的學習地位

化學是一門以實驗為基礎的學科，以往的教學模式中，為了快速推進教學進度，化學實驗多數時候是教師在黑板上“講”出來的，而不是在實驗室“做”出來的，這樣就錯失了很多培養學生動手能力、觀察能力、分析解決問題能力的機會。化學實驗需要真正開展起來，可以跨界物理的電學、生物的細胞學和滲透壓等，提升學生跨學科實驗的素養和能力。

例如，在教授蘇教版化學必修二專題6 第三單元“化學能與電能的轉化”時，筆者設計了如下教學實驗。教師可安排學生進行分組實驗：利用灼燒后的碳棒做電極，用直流電源電解硫酸溶液，電解一段時間后取下電源接上電流表，觀察電流表的指針是否發生偏轉。（見表1）

表1 化學實驗跨界物理原理

學生動手實驗前，教師設置如下問題：為什么要灼燒碳棒？電流流向如何？電子流向呢？你看到了什么現象？推測可能發生了怎樣的反應？產物是什么？你判斷的依據是什么？讓學生帶著問題實驗，在實驗中記錄、總結、探究、歸納，運用物理的知識來解決化學的問題。

此教學實驗通過化學跨界物理的實驗情境創設探究活動，培養學生動手操作實驗的能力，啟迪學生從物理的角度理解電流產生的本質原因，明白電池電極名稱的由來，辨析電子、電流、電荷的流向，進一步理解氧化還原反應與電化學的密切關聯。

2.在活動中“跨界”，多開展化學社團實踐活動

教師可以組織學生開展與化學有關的社團研究活動，進行多方面跨界學習，實現多學科知識的融合。例如，我校開展了下列社團活動。（見表2）社團活動的開展實現了化學與歷史、化學與表演等“跨界”融合，全方位提升學生的學科核心素養。

表2 學校開展的化學社團活動

3.在體驗中“跨界”，組織校外觀摩學習活動

教師可以利用社團實踐活動帶領學生開展校外觀摩活動，如去自來水廠參觀，了解自來水廠的凈水程序和原理；還可以帶學生參觀食品加工廠，了解食品在加工、包裝過程中的防腐劑、抗氧化劑的選擇以及相關的原理等，開闊學生的視野，增加教育的廣度和寬度。

4.在前瞻中“跨界”，融入現代化教學儀器設備

隨著科技時代的發展，教學設備和儀器也在不斷更新，現代化教學儀器的應用適應現代化教學的需要。如數字傳感器在化學實驗中的應用，傳感器繪制出的曲線有利于幫助學生分析化學反應背后的原理。以此引導學生不斷學習新的知識和方法，跟上時代的步伐，進而實現教學相長。

綜上所述，跨界學習延伸了學生運用和遷移知識的空間，打破了教育場所的局限，融通了不同學科之間的交叉地帶，尋求適應新高考模式下的教育教學的方法。當然，跨界學習只是教學的一條途徑，我們還要對其進行不斷的嘗試和探索，以尋求更多更好的教育教學方式，使核心素養落地。

［1］宋衛群.跨界學習：突破非連續性文本教學壁壘的嘗試［J］.語文教學通訊·D 刊（學術刊），2019（6）：43-45.

［2］劉敏，徐彩霞，吳興懷，等.黑枸杞酸堿指示劑的制作和應用［J］.中學化學教學參考，2020（11）：58-60.

［3］教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）［S］.北京：人民教育出版社，2020：5.

［4］毛玉萍.新課標下高中數學教師教學思想轉變探究［J］.新課程：教師版，2019（5）：59.

［5］施惠芳.小學數學實驗教學的“數學化”探尋［J］.江蘇教育，2019（9）：11-14.