核心素養視域下初中理化交融性校本課程開發路徑與教學實踐的探索

劉震寶

(揚州市江都區實驗初級中學, 江蘇 揚州 225200)

基金項目：本文系揚州市教育科學“十三五”規劃2020年度課題“基于核心素養的理化交融性校本課程的開發研究——以江都區實驗初中為例”(課題編號:2020/P/093)研究成果

初中階段的物理與化學在內容上存在著大量的交叉.要提高學生的學科核心素養,使學生更好地掌握科學的學習方法并深刻理解學科知識,教師就要挖掘物理與化學學科之間的相關性與交融性,了解學科的知識結構,找準知識的生長點進行滲透,布置開放性的交叉作業,開展融合性的實踐活動,拓展教學方法,形成校本化的“理化交融”教學資源,以此幫助學生形成學科核心素養,落實新課程改革的任務與育人要求.

1 核心素養下理化交融教學的必要性

化學與物理都是以實驗探究為主的自然學科,在研究的方法上有著許多相通之處,如觀察法、模型法、假設法等,各種科學方法并非對一門學科單獨使用,是人們在認識世界與改造世界的過程中逐漸總結與歸納而得出.理化交融教學,更有助于學生系統、科學地掌握研究方法,促使學生的思維更具深刻性、廣闊性、邏輯性、靈活性與創新性,促進學生核心素養的發展.

2 理化交融校本課程開發的有效途徑

2.1 整理理化交融的知識結構

教師在理化交融性教學中,不僅要了解學情“備學生”,更要整理知識“備教材”.教師要打破學科間的壁壘,了解初中物理與化學學科的知識結構,精確找到物理與化學學科之間的內在聯系與知識交叉點,廣泛涉獵與吸收理化知識,為理化交融教學做好準備.

一方面,是極易發現的共性知識結構.如“物質運動”是物理與化學之間極易發現的共性知識.物理學科研究的是物體(物質)宏觀的、人們肉眼可觀察的運動,化學學科研究的是分子微觀的、人們肉眼看不見的運動.但宏觀運動與微觀運動并非截然分開,他們之間一定存在著必然聯系,其中聯系最多的就是“功與能”,這也是初中理化知識結構融合的橋梁,一般形式為:物質(物體)發生變化——釋放能量——做功——物體運動,很自然就把“物體運動”與“化學反應”交融在一起.

另一方面,是不易發現的共性知識結構.如“光學知識”,化學學科根本就沒有相關的研究,但學生在學習化學時,卻常常通過“光學知識”來觀察物體顏色及實驗現象.同時,也會涉及一些儀器的讀數,正確或錯誤觀察讀數,都會導致結果的不同.因此,雖然化學學科不學“光學知識”,但它在化學教學中卻無處不在.

2.2 找準理化交融的教學切入

教學切入是理化交融的關鍵.教師在備課時只有弄清楚學生已有的“理化知識結構”,了解哪些舊知識對新知識的學習有幫助,能夠助力新知識“生長”,才能有效創設情境,精心設計問題.既不增加教學內容使知識混亂,又不增加學生學習負擔,還能夠激發學生學習興趣,使學科間實現溝通,促進學生思維的發展及綜合運用知識的能力[1].

其一,承前交融.承前交融就是結合學生已學過的知識進行引導與滲透.化學相比于物理,其學科具有一定的滯后性,它是初三才開設的學科,此時學生已經學習了一年物理,具備了一定的物理知識.用“舊知識”引導“新知識”,用“物理知識”滲透“化學知識”,實現理化的交融性教學.如壓強與密度為初中物理二年級內容,在化學“制取氧氣”一課,講到“排水法收集氧氣”知識點時,教師就可以用物理學科中的“壓強與密度”的知識點進行引導,并創設問題情境,“為什么可以用排水法來收集氧氣呢?”不僅可以帶領學生復習“壓強與密度”知識點,還能夠讓學生更深入理解“氧氣制取”的實驗步驟與正確方法.

其二,同步交融.同步交融就是對物理與化學學科正在同步講授的內容進行相互滲透交融.如初三上學期伊始,物理學科正在講授“分子熱運動”知識點,化學正在講授“物質的變化和性質”知識點.教師可用紫色石蕊與無色硫酸進行混合,讓學生觀察溶液顏色的變化,當學生發現這些知識點同時出現在物理與化學課本中,會特別感興趣,也會特別好奇.在好奇心的驅使下,會使學生去深入探究,這不僅擴大了學生的思維視野,更能夠讓學生深入了解“物理變化”與“化學變化”的本質區別.

其三,超前交融.物理與化學教材是按照學科自身知識結構有序編寫,因此,在大多數情況下,理化交融都是聯系其他學科將來要學習的知識進行“超前”滲透與交融.如理想氣體狀態方程“pV=nRT”(p:氣體壓強;V:氣體體積;n:氣體的摩爾數;R:普適常數;T:體系溫度),這是高中階段乃至大學物理才會涉及的內容,如果在“化學方程式”知識點中進行超前滲透交融,一定會起到事半功倍的教學效果.

2.3 開展校本交融的實踐活動

物理與化學學科的核心是探究,這是自然學科與其他學科的本質區別,因此,實踐探究活動也是理化交融的重要載體.讓學生圍繞自己感興趣的問題,結合本土化的資源去做實驗,主動探究與學習,這是理化交融校本化課程開發的核心[2].能夠極大促進學生對理化知識的綜合應用,提高他們發現與解決問題的能力,增強創新意識.

其一,利用書本素材,開展生活化的實踐活動.物理與化學教材為學生提供了豐富的實踐活動板塊,但由于是初三階段,教學任務重,多數教師只是在課堂中總結結論,一語帶過.將這部分內容充分利用,讓學生自主去探究與探索,不僅不會浪費時間,還會極大增強學生對知識的理解與引用,起到事半功倍的良好教學效果.

例如,初二物理的物態變化單元“水循環”和初三化學“自然界的水”這一單元教學中,都涉及水污染和水資源的內容.我們理化老師在教學時都讓學生自行組成調查小組,從物理和化學兩個維度完成“水資源污染”的調查報告,讓學生根據教師所給的調查模板及調查任務,通過自己的探究能力、理化知識的綜合運用以及小組合作的方式,讓學生去發現、探究、分析,通過綜合實踐活動給予了學生更大的學習舞臺,讓他們的聰明才智得以施展,更會讓他們的核心素養逐漸發展.調查表模板如表1所示.

表1 實踐活動調查表模板

其二,利用班會開展趣味性的實踐活動.很多學生之所以不能將知識融會貫通,多半是把“知識”當“死知識”,缺少生活的應用,這并不是學生不具備應用的能力,而是缺少應用的意識.因此,利用班會、學校活動等開展極具趣味性且有教育意義的主題活動,能夠極大增強學生對知識的應用意識,真正做到融會貫通,舉一反三[3].這也會讓“理化交融”課程更校本化.

例如,在完成了《自然界的水》這一單元后,很多學生開始憂慮“淡水危機”,想通過自己所學的知識呼吁大家保護水資源.因此,筆者與學校溝通,開展了一次極具教育意義的“話劇表演”活動,讓學生們結合理化知識,自導自演,在社區進行公益表演,引起周圍人與社會的關注,呼吁大家保護水資源.學生們熱情高漲,利用教科書及網絡資源自主查閱與學習相關的知識,自主編寫劇本并動手制作演出道具.學生的表演在社區獲得了極好的反饋,使他們對知識有了更深入的理解,這也成了我校理化交融教學的必備節目.

2.4 布置理化交融的課后作業

課后作業是鞏固學生學習效果的最佳手段,是學生形成良好思維品質、掌握科學學習方法、發展學生核心素養的重要途徑,教師要為學生布置更為開放的作業,突破“習題”的框架,讓學生真正到生活中去探究,這更有利于學生對知識的理解與應用.

例如,汽車、火車、飛機等為我們生活中的交通運輸提供了極大的便利,“熱機”為人類的發展作出了不可磨滅的貢獻,但同時又帶來了許多污染問題,讓我們的生活環境變得糟糕.如何保持“交通”發展的同時,又保護生活環境,這是全世界各國關注的問題.因此,在授課結束后,教師為學生布置作業:汽車燃燒汽油,排放的廢氣中主要有哪些成分?對環境有哪些危害?讓學生自行收集資料,完成作業.

2.5 實施理化交融的考查評價

培養人才與發展人才是“育人”的核心問題.那么怎樣的人才能稱之為“人才”呢?新時代對人才的要求為:既有理論知識,又有實踐能力,還具有創新精神.因此,新一輪教育改革都是基于這一目標實現而努力.而“考查評價”就是教育改革的關鍵,是理化交融教學的有效閉環.因此,教師在理化交融教學的日常測驗及評價中,要注意物理與化學學科的互通性,相互滲透考查學生對知識的理解與應用.

一方面,在考查內容上,重點從物理與化學相互交叉的知識點設計題目.如運用物理知識解釋一些化學現象試題,運用物理規律挖掘化學實驗本質的試題,化學儀器中隱含物理知識原理的試題,化學實驗操作蘊含物理原理的試題等.

另一方面,在考查形式上,突破“試卷”“分數”的紙筆測驗,采用更為開放的辯論比賽、報告調查、作品制作等,能夠考查學生對理化知識的理解與自身的個性特點.如《化學與生活》單元教學結束后,筆者開展了一次“班內競賽”來考查學生對知識的理解,將學生均為AB兩組,第一環節為必答環節,每組學生逐一回答教師的提問,這些問題都是基礎問題;第二環節為搶答環節,教師提出問題后,學生搶答(已搶答學生本環節不能二次搶答),這兩個環節都是考查學生對基礎知識的掌握程度;第三環節為辯論環節,筆者提出“使用塑料的利與弊”,給予學生資料收集時間,就本地區的特點,讓學生進行辯論.筆者再根據學生在三個環節的表現,劃分不同的維度為學生評分,對學生本單元知識的掌握情況進行一次單元測驗.

總的來說,理化交融是初中階段物理與化學教學的必由之路.當前教學倡導學科交叉,這是時代發展與社會進步對綜合型人才的迫切訴求.這不僅需要教師結合本土化的資源開發校本化理化交融課程,更需要學校加大宣傳力度,培養師資團隊,構建合理化的評價體系,讓物理與化學學科能夠切實“交融”,促進學生核心素養發展.