跨學科融合教學在初中化學實驗設計與實施中的運用

陜西省咸陽市楊陵區第一實驗學校 李 燕

目前，在教育領域，跨學科的融合教學是一種行之有效的方式，可以使學生的綜合素質得到提高，同時也可以使學生的動手能力和創造性思維得到很大提升。在初中化學實驗中，如何有效運用跨學科融合教學，將理論知識與實踐結合，提高學生的學習興趣和實踐技能，是本文主要探討的內容。

一、跨學科融合教學的理論基礎與價值

跨學科融合教學最初源自西方的課程整合運動，其核心理念是打破學科壁壘，實現學科間的有機融合。這種教學方式強調整體性、關聯性和實際性，旨在讓學生通過全面、系統的學習，建立起寬廣而深入的知識體系。

學科交叉與融合理論是跨學科融合教學的理論基礎之一。這一理論指出，不同學科之間存在內在的關聯和互動，它們的知識可以通過某種方式相互融合，從而產生新的知識。例如，化學和生物、物理、地理等學科有著密切的關系，學生在學習化學的過程中，如果能將這些學科的知識有機融合起來，就能從多角度和深層次上理解和掌握化學知識。

整體性學習理論是一種強調全面和系統學習過程的教育理論。與傳統的碎片化學習方式相比，整體性學習理論更注重知識之間的聯系和整體理解，認為學習不僅僅是知識的積累，更是知識結構的建立和優化。在整體性學習過程中，學生需要通過學習各種相關的知識，建立起全面、系統的知識體系。這樣的學習方法，既能改善學生的學習成效，又能激發他們的學習興趣和學習動力。

整體學習是一種重視知識關聯的教學方法。這就需要在教學中不斷把新的和已有的知識，有聯系、有系統、有體系地結合起來。這種結合式的學習方法，有利于學生加深對所學內容的理解和增強記憶能力。

整體性學習理論注重知識的應用。在學習過程中，學生需要將所學知識應用到實際問題中，這樣才能真正理解和掌握知識。這種應用性的學習方式有助于提高學生的思維能力和解決問題的能力，同時也能提高學生的學習興趣和動力。

整體性學習理論提倡積極的學習態度。在學習過程中，學生需要積極參與，主動探索，這樣才能實現深度學習。這種積極的學習態度有助于培養學生的自主學習能力和創新能力，使學生在學習中不斷提高和成長。

整體性學習理論以一個全面、系統的視角看待學習過程，強調知識的關聯性、應用性和積極性，這對提高學生的學習效果、提高學生的學習興趣和學習動力具有重要意義。主題教學理論是另一種支持跨學科融合教學的理論。這種理論強調，教學應該圍繞一定的主題進行，通過主題教學，學生可以更好地理解和應用知識。例如，在化學實驗教學中，教師可以選擇“環?！薄澳茉础钡戎黝}，讓學生通過實驗探究相關的化學知識，了解這些知識在實際生活和其他學科中的應用（見表1）。

表1 初中化學實驗教學中跨學科融合教學的案例和數據表

在初中化學實驗教學中，跨學科融合教學的價值主要體現在以下幾個方面：它可以幫助學生理解化學知識在實際生活和其他學科中的應用，提高學生的學習興趣和學習動力；通過設計和實施具有跨學科特色的化學實驗，學生可以在實踐中掌握化學知識，提高實踐能力；通過交叉學科的整合，學生的創造性思維得到充分的發揮，綜合素質得到提高。

跨學科融合教學是一種富有創新的教學理念和方法，它對提高初中化學實驗教學的效果，培養學生的綜合素質具有重要意義。

二、跨學科融合教學在初中化學實驗設計中的應用

實驗設計是實現跨學科融合教學的關鍵步驟。通過科學的實驗設計，教師可以把化學知識與生物、物理、地理等學科的知識有機融合，讓學生在實驗中全面、系統地學習化學知識，同時還能了解和掌握其他學科的知識。

設計跨學科的化學實驗，需要教師具有深厚的專業知識和廣闊的知識視野。教師需要深入理解化學與其他學科的內在聯系，挖掘出這些學科之間的交叉點，然后以此為依據，設計出既能讓學生掌握化學知識，又能讓學生了解和掌握其他學科知識的實驗項目。

實驗的趣味性是激發學生學習興趣和動力的關鍵因素。對初中化學實驗來說，趣味性可以通過選擇與日常生活、自然現象或社會熱點話題相關的實驗來提高。例如，教師可以設計一個“制作自己的洗手液”的實驗，讓學生了解化學在日常生活中的應用，或者設計一個“模擬溫室效應”的實驗，讓學生了解化學在環保問題中的作用。

實驗的趣味性也可以通過使用具有吸引力的實驗材料或實驗方法來提高。比如，教師可以讓學生使用鮮艷的指示劑進行酸堿反應實驗，或者使用光電效應設備進行光電效應的實驗。這樣的實驗不僅能吸引學生的注意力，也能讓學生在觀察和操作中體驗到化學的魅力。

教師在設計化學實驗時，還可以借鑒STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）教育的理念和方法，把科學、技術、工程、數學等學科的知識有機融入化學實驗中。通過STEM教育，教師可以讓學生在做實驗的過程中，既能學習化學知識，又能接觸和掌握科學研究的方法和工程技術的應用，從而提高學生的科學素養和創新能力。

教師可以設計一個“制作生物柴油”的實驗項目，在這個實驗中，學生需要用生物學知識了解生物柴油的原料——植物油和動物脂肪的來源和性質；需要用化學知識學習和掌握生物柴油的制作過程——酯化反應；需要用物理知識和工程技術設計和制作實驗設備；需要用數學知識計算和比較生物柴油和石油柴油的能量密度等。這樣一個跨學科的實驗項目，不僅能讓學生學到豐富的知識，還能讓學生在實踐中體驗科學研究和工程技術的魅力，增強學生的創新意識和創新能力。

跨學科融合教學在初中化學實驗設計中的運用，既可以提高化學實驗的教學效果，也可以豐富化學實驗的內容，提高化學實驗的趣味性，培養學生的實踐能力和創新能力。

三、跨學科融合教學在初中化學實驗實施中的應用

跨學科融合教學的運用在初中化學實驗環節中顯得尤為重要。這種方法將化學與其他學科的理論緊密結合，通過實踐將抽象的理論具體化，讓學生深刻感受各學科之間的緊密聯系。在化學實驗教學階段，教師可以借助實物模型、圖解、多媒體等多樣化的教學形式來解釋復雜的化學概念，如反應的變化、離子的遷移、反應的熱效應等，從而使學生更直觀、更深入地理解和記憶知識。此外，教師還可以結合實驗的特定主題，設計具有跨學科特色的實際操作，如在教授密度實驗時結合物理學的浮力理論，或者在講解周期表時結合歷史背景，這樣不僅能增強學生的實際操作能力，還能鍛煉他們的跨學科思維?？鐚W科實驗教學同樣能鼓勵學生探索化學知識在醫學、工業、環保等領域的實際應用，甚至可以通過網絡資源引導學生接觸科學的最前沿研究。這樣做不僅讓學生看到了學科知識的實際意義，還能激發他們對學習的熱情。通過跨學科實驗教學，學生不僅可以積累化學知識，還能拓寬視野，理解各學科之間的相互聯系和影響。這樣的教學方法還可以提高學生的學習興趣，提高學習效果，培養學生的綜合素質和創新能力。總而言之，跨學科融合教學在初中化學實驗實施中的應用，不僅豐富了教學手段，增加了實驗趣味性，還有助于培養學生的跨學科思維和創新能力，是一種值得推廣的先進教學模式。

四、跨學科融合教學在初中化學實驗評價中的應用

評價是教學的重要環節，是教師了解學生學習情況，反饋教學效果的重要手段。在跨學科融合教學中，評價的角度更加廣泛和深入，在此基礎上，本文提出了一種新的教學模式，旨在提高學生在教學中的應用價值。

在初中化學實驗教學評價中，首先，教師需要對學生的實驗操作進行評價。評價內容包括學生是否能熟練掌握和應用實驗儀器，是否能按照實驗步驟進行操作，是否能注意實驗安全等。這種評價方式有助于教師了解學生的實驗技能掌握程度，以及在操作過程中存在的問題和不足。

其次，教師還應該對學生的實驗結果和實驗報告進行評價。這主要是看學生是否能正確收集和處理實驗數據，是否能科學地分析實驗結果，是否能在實驗過程中發現問題并提出解決辦法。另外，在教學中要注重學生的反應與感受，并對他們的理解與反省進行評估。

再次，在教學中可以采取同伴評鑒，讓學生們互相評鑒、取長補短，培養學生的批判性思維與協作學習的能力；可以進行自我評價，讓學生自我反思，發現自身的優點和不足，提高自我調整和自我改進的能力；還可以采用過程評價，關注學生的學習過程而不僅僅是學習結果，如學生的參與度、思考過程、問題解決過程等，以培養學生的學習能力和解決問題的能力。

最后，在進行跨學科融合教學評價時，教師應當強調學生的創新能力和跨學科學習能力。比如，教師可以評價學生在實驗中運用其他學科知識解決問題的情況，或者評價學生是否能在實驗中發現新的問題，是否能提出新的觀點，是否能進行創新性的操作等。這樣，可以切實提升學生的跨學科學習能力和創新能力。

跨學科融合教學在初中化學實驗評價中的應用，其目的在于從多個方面對學生的學習進行全面、多角度的評估，注重對學生的全面發展，尤其是對他們的創新能力和跨學科學習能力的提高。這對增強學生化學學習的積極性，增強他們的學習成效，促進他們的全面發展，增強他們的創造力，都是很有意義的。

五、結語

跨學科融合教學是一種以學生為主體，以全面發展、創新發展為目標，并在此基礎上提出了一種新的、有針對性的、可持續發展的、具有較強生命力的課程。在初中化學實驗教學中，通過合理的實驗設計，科學的實驗實施，多元化的實驗評價，可以有效實現跨學科融合教學，提高化學實驗教學的效果。然而，跨學科融合教學也對教師的專業素養和教學能力提出了更高要求，這就要求教師不斷更新自己的教育教學觀念，提高自身的職業素養，更好地實現跨學科融合教學，為學生的全面發展打下堅實的基礎。