初中化學跨學科實踐教學的設計與思考

【摘要】《義務教育化學課程標準（2022年版）》明確提出了跨學科實踐的要求，文章探索在“雙減”背景下的跨學科實踐教學，結合“基于物質分離和提純思想制作食用鹽”和“基于酸堿鹽的性質和轉化設計土壤改良方案”兩個教學設計案例，詳細介紹了項目的育人價值、內容結構、活動設計、實施建議，并且在此基礎上對跨學科實踐教學和傳統教學在教學方式和作業設計上進行對比，為“雙減”背景下化學課程創新提供建議。

【關鍵詞】初中化學；跨學科實踐；教學設計；思考

【中圖分類號】G633.8【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2023）03—0087—04

《義務教育化學課程標準（2022年版）》提出，全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，培養有理想、有本領、有擔當的時代新人，因此常規教學要向跨學科實踐邁進，敢于打破學科壁壘，從生活走進化學，從化學走向社會，培養學生在用中學、學以致用的綜合能力[1]。探索在“雙減”背景下的跨學科實踐教學，對提升學生的化學核心素養具有重要意義。

一、跨學科實踐教學設計

（一）案例1——基于物質分離和提純思想制作食用鹽

1.項目的育人價值。“基于物質分離和提純思想制作食用鹽”項目是培養學生對從古至今食鹽生產技術變遷的了解以及對其中所含的物質分離和提純思想的認識所設計的，屬于化學與食鹽生產技術領域的物質生產類實踐活動，具有培養學生社會責任感和使命感的現實意義。

該項目以食鹽的生產技術為主要研究對象，探究自然界中得到粗鹽、粗鹽中提純氯化鈉、制作不同功能的食用鹽的思路與方法，承載學生必做實驗“粗鹽中難溶性雜質的去除”“一定溶質質量分數的氯化鈉溶液的配制”，融合物理、地理、勞動教育等課程的相關內容，促進學生學習能力的培養，進一步構建“系統與模型”“結構與功能”“因果關系”等跨學科大概念。

該項目讓學生從真實情境中分析自然界中的鹽如何經過一系列工藝流程，得到不同功能的食用鹽，讓學生了解古代制鹽技術和現代制鹽技術的異同點，引導學生體會社會發展帶動科技進步的優勢，同時體會到古代制鹽技術中蘊含的科學觀念，培養學生的民族自豪感，通過自己動手制作食用鹽提升學生解決實際問題的能力，讓化學知識融入社會生活，促進知、情、意、行的統一。

2.內容結構。“基于物質分離和提純思想制作食用鹽”項目涉及多個學科的內容：溶液的性質、溶質質量分數的簡單計算、溶解度是“物質的性質與應用”的核心知識；人類從古代社會開始利用溫度改變海水的狀態，通過水的蒸發逐漸富集進而得到食鹽，屬于物理學科物質與變化的范疇；通過動手實驗，體會傳統食鹽生產工藝的原理和新技術對傳統工藝的改進，屬于勞動學科的內容；在人類獲取鹽和使用鹽的歷史上，感受知識的發展和技術的進步對食鹽工業化生產造成的影響，理解技術創新與時代發展的關系，屬于道德與法治課程的相關內容。

3.活動設計。以“食用鹽”為項目作品，通過實驗探究、交流研討、調查分析等活動，完成三個主任務及其子任務，體會物質分離和提純的思路，讓學生經歷完整的問題解決過程。

任務一：從自然界中得到粗鹽。

子任務1：分離海水中的鹽和水。學生通過閱讀資料，了解古人“天日映成”、海水煮鹽等制鹽工藝所用原理，仿照其原理進行實驗探究，設計從食鹽水中分離氯化鈉的實驗方案并進行實驗，在實驗過程中記錄實驗現象，進行實驗反思，初步掌握蒸發實驗的步驟、飽和溶液和不飽和溶液的概念及其相互轉化等核心內容。

子任務2：了解海水的產鹽量。學生通過交流研討發現熬煮海水和實驗室配制的食鹽水得到鹽的質量不同，了解溶質的質量分數的概念以及計算方法，設計配制一定溶質質量分數的氯化鈉溶液的實驗方案并進行實驗，然后用該溶液進行蒸發操作，探究氯化鈉飽和溶液的溶質質量分數。最后閱讀分離食鹽和水的生產工藝相關資料，體會物質分離的基本思路。

任務二：從粗鹽中提純氯化鈉。

子任務1：設計從粗鹽中分離出氯化鈉的食鹽方案。學生通過交流研討，歸納從粗鹽中分離氯化鈉需要考慮的問題并設計實驗方案嘗試解決上述問題，在此過程中鍛煉學生分析解決實際問題的能力，初步掌握用過濾的方法去除溶液中難溶雜質的實驗步驟以及溶解度的概念。接下來學生對如何調控物質的溶解和結晶相關問題進行實驗探究，設計實驗方案并從上個任務中制備的氯化鈉飽和溶液中析出晶體，討論快速得到飽和溶液的制備方法。

子任務2：合理利用鹽資源。學生通過閱讀資料，了解鹽資源的構成除了海水還有鹽礦石，并對資料所述從鹽礦石中分離出氯化鈉的實驗方案進行交流研討，分析每一步的功能和原理，并對實際操作過程中可能遇到的問題進行假設與建議。然后學生繼續閱讀資料，對“夏天曬鹽，冬天撈堿”的制作工藝進行交流研討，從溶解度和溫度的關系上分析該工藝的實驗原理，初步掌握不同物質的結晶方法，體會物質提純的基本思路。

任務三：制作不同功能的食用鹽。

子任務1：了解含碘鹽的生產工藝。學生通過對如何在氯化鈉中均勻地加入碘酸鉀進行交流研討，設計實驗方案，分析各種實驗方案的優缺點，選擇最佳的實驗方案并進行實驗。接著通過閱讀食鹽加碘技術的改進資料，了解工業生產中的固體混勻工藝。

子任務2：設計適合自己家庭的食用鹽。學生通過對生活中的營養鹽種類進行調查分析，選擇適合自己家庭的食用鹽，設計在食鹽中添加營養素的實驗方案。小組合作，利用教師提供的腌制鹽完成實驗，最終得到添加營養素的食用鹽，即項目作品，并在小組間進行展示、交流、評價，反思和總結食用鹽的制備思路和經驗。

4.實施建議。開展“基于物質分離和提純思想制作食用鹽”項目活動，建議緊密結合溶液的性質、溶解度、溶質質量分數簡單計算及學生必做實驗等核心內容。如果學生尚未學習相關內容，該項目活動的實施需要7課時，其中任務一、任務二各用2課時，任務三需要3課時。在教師的引導和組織下，學生進行實驗探究、交流研討、調查分析、展示交流、總結反思等活動。如果學生已經學習了相關內容，可以用2課時完成任務三。

在實施過程中，教師要給學生提供對物質分離和提純思路總結反思的機會，讓制作食用鹽的過程和學生的認知發展過程相輔相成，幫助學生構建物質分離和提純的思維模型，體會知識升華和技術發展共同促進社會進步。

建議師生共同制定評價量表，用于學生自我診斷、組間互評，以及教師的評價反饋。

（二）案例2——基于酸堿鹽的性質和轉化設計土壤改良方案

1.項目的育人價值。“基于酸堿鹽的性質和轉化設計土壤改良方案”項目是為探究植物生長與土壤酸堿性、土壤肥力之間的關系而設計的，屬于化學與生物、環境領域的方案改進類實踐活動，學生能夠通過該項目的學習了解植物的生長過程，體會科技進步對農業生產的促進作用，具有重要的現實意義。

該項目以植物生長需要的土壤成分為主要研究對象，探究酸堿鹽的性質和轉化在改良土壤酸堿性和提高土壤肥力上所起的作用，提出符合要求的土壤改良方案，承載學生必做實驗“常見酸、堿的化學性質”，融合生物學、環境學等課程相關內容，促進學生發展物質觀、轉化觀、實驗觀等化學觀念的培養，進一步構建“系統和模型”“物質與能量”“因果關系”等跨學科大概念。

該項目從種植一盆植物入手，引導學生思考如何讓植物生長得更快更好，通過多種活動分析問題，調查取證，設計方案，發展科學、技術融合解決實際問題的能力，形成科技改變農業生產的意識，強化社會責任，培養民族自豪感，促進知、情、意、行的統一。

2.內容結構。“基于酸堿鹽的性質和轉化設計土壤改良方案”項目涉及多個學科的內容：酸堿鹽的性質和轉化是化學學科“物質的性質和應用”學習主題的核心知識；根據植物生長發育所需的環境條件，設計恰當的土壤成分，觀察植物在生長發育過程中的變化，屬于生物學科的重要內容；選擇自己喜愛的植物，體驗植物從種子階段一步步茁壯成長的快樂，初步掌握種植活動的基本技能，屬于勞動學科的重要內容；形成良好的勞動品質，和道德與法治課程的內容相關。

3.活動設計。“基于酸堿鹽的性質和轉化設計土壤改良方案”項目涉及真實的種植和土壤調節過程，是一個綜合、復雜、開放的實踐活動。學生在完成活動任務的過程中，不僅需要關注所選植物和土壤的特定需求，還要遵循種植、土壤調節、施肥等技術手段的一般過程和方法，在多次試驗的基礎上優化土壤改良方案并完成種植要求。

以土壤改良方案為項目作品，通過四個核心活動，讓學生經歷完整的問題解決過程。

活動一：學生通過查閱資料，調查分析植物在土壤中健康生長的要素，了解土壤中含有的化學元素所形成的物質以及從環境進入土壤中的物質對植物的生長發育有重要的影響，之后以小組為單位進行交流研討，確定項目的核心任務、重點活動、展示內容，讓學生對問題解決的一般思路和方法有初步的認識，為土壤改良方案的設計作鋪墊。

活動二：學生在探究溶液酸堿性的過程中了解土壤的酸堿性，然后通過實驗測定土壤酸堿性的強弱。接著學生通過小組合作查閱資料，了解植物生長適應土壤的pH范圍，在此基礎上以綠豆為例進行模擬實驗，探究土壤酸堿性對植物生長的影響。最后學生選取周圍生活區的土壤，測定其酸堿性的強弱，查閱資料了解自己所種植物適應的土壤酸堿度范圍，為植物種植打好基礎。

活動三：學生通過實驗探究了解酸堿反應，酸、堿、氧化物之間的反應是土壤酸堿性變化的原理，接著根據教師提供的土壤樣品進行模擬實驗，改良土壤樣品的酸堿性。接著學生通過調查分析了解農業上改良土壤酸堿性的方法，根據所種植物適應土壤的pH范圍選擇合理的措施調節土壤的酸堿性，完善項目作品。

活動四：學生通過調查分析了解農業生產中常用化肥的種類和功能，通過實驗探究明確銨態氮肥的檢驗以及鹽類物質之間的反應原理，對鑒別肥料、科學合理地施用化肥起到重要的指導作用。最后小組合作進行交流研討，選擇既有利于所選植物生長，又不破壞生態環境的化肥施用方案，提高土壤的肥力。

活動五：展示自己小組種植的植物，匯報項目作品——土壤改良方案，講述該方案對土壤酸堿性的改良情況和施肥情況，并針對所選植物設計一個圍繞植物生長所適宜的土壤的酸堿性環境和需要施用肥料情況的個性化銘牌。

4.實施建議。開展“基于酸堿鹽的性質和轉化設計土壤改良方案”項目活動，建議緊密結合酸堿鹽的性質和轉化內容及學生必做實驗。如果學生尚未學習相關內容，該項目的實施需要課時，其中活動一、活動二、活動四、活動五各用1課時，活動三需要2課時。在教師的引導和組織下，學生進行調查分析、實驗探究、交流研討、作品展示、總結反思等活動。如果學生已經學習了相關內容，需要用1課時開展活動三。

在實施過程中，教師要給學生提供對土壤改良方案不斷改進完善、展示交流的機會，方案的改進過程與學生的認知發展相輔相成，從迷思走向澄清，從淺顯走向深刻，教師要關注學生的認知發展進階，針對性地給予引導和評價反饋。

建議師生共同制定評價量表，用于學生自我診斷、組間互評，以及教師的評價反饋。

二、跨學科實踐教學與傳統教學的對比

（一）教學方式

在傳統教學中，教學活動都是分門分科進行的，學生的知識結構單一，無法形成學科之間的相互聯系，從而影響學習效果。通過跨學科實踐教學，教師可以把所教學科的某個模塊知識作為出發點，建立其與其他學科的橫向聯系，并通過教師的啟發誘導幫助學生把所學知識融會貫通。在教師的引導下，學生通過不同學科的交叉滲透對知識形成整體性和系統性的認知，有利于開闊學生視野，增進學生對知識的理解和掌握，有利于學生綜合素質的培養。

（二）作業設計

相對于死記硬背、機械重復的常規作業，跨學科實踐作業通過小組合作完成，有利于學生的創造性學習和實踐操作，讓每個學生都可以結合自己的興趣和特長來完成，培養其動手能力的同時，加強對各學科知識的綜合應用能力[2]。

三、總結與反思

筆者所闡述的跨學科實踐教學設計案例，讓學生通過動手實踐掌握科學知識，深化知識的理解與運用，逐漸建立起利用跨學科的知識、技能解決實際問題的意識和能力，培養學生的科學素養，并按照“雙減”的要求，減輕常規作業負擔。未來可以進一步探索如何在“雙減”背景下借助日益發展的數字化手段進行跨學科實踐線上教學設計，有效地提高網課期間學生的綜合能力，切實培養學生核心素養、創新精神和信息素養，落實創新驅動發展的戰略要求[3]。

參考文獻

[1]王雨，畢華林.跨學科實踐活動的特征及其教學評價——基于《義務教育化學課程標準（2022年版）》的分析[J].中學化學教學參考，2022（13）：05.

[2][3]羅樂，張鐇心，趙語凝.“雙減”背景下初中科創教育的探索與實踐[J].中小學信息技術教育，2022（08）：03.

編輯：張昀