融合不同學科知識促進關鍵能力培育

摘要：在“雙減”背景下，精心設計跨學科的作業，從學生的生活實際出發，借助其他學科的知識，融會貫通，深度學習，幫助學生強化學科知識的理解，促進學生的關鍵能力培育和核心素養發展。

關鍵詞：跨學科作業設計；真實問題情境；深度學習；學科核心素養

文章編號：1008-0546（2023）11-0025-03" 中圖分類號：G632.41" 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.11.005

《義務教育課程方案（2022年版）》指出，要“依據學生終身發展和社會發展需要，明確育人主線，加強正確價值觀引導，重視必備品格和關鍵能力培育”［1］。在“雙減”政策穩步推進的今天，教師用心設計好精準高效的作業，才能讓學生減負不減智，知識能力雙豐收。因此，筆者進行了跨學科作業設計的嘗試與探索，相較單一的學科知識作業，跨學科作業首先更有利于激發學生的學習興趣，對任何一門學科來說，都沒有辦法做到讓每個學生都很擅長，學生對陌生領域天然會存在一些畏懼，而跨學科的作業能融合學生其他擅長的領域，進而激發學生繼續深入研究的興趣；其次，單一學科作業往往為了突出本學科知識會傾向于對真實情境進行簡化，而跨學科的作業通常都源自更真實的情境，因為真實的問題很少只需要單一學科知識解決，這樣的作業學生會有身臨其境的感覺，讓學生切實體會到自己所學知識是真真切切能解決實際問題的，是學有所用且學有所成的；同時，跨學科的作業需要學生運用不同學科知識，在解決問題的同時，他們會體會到系統規劃，協同解決問題的重要性；另外，化學的真實問題離不開技術、社會和環境，在探索解決這些實際問題的時候能培養學生注重實證、嚴謹求實的科學態度，提升他們的科學思維。

一、還原真實問題情境，立足生活認識化學跨學科的作業對于學生來說是比較新奇的，為了讓學生更快地從覺得這個作業好玩進入到這個作業有用，可以從生活場景尋找作業素材。在單一學科角度認知時，我們常常會省略與本學科知識無關的一些內容，對真實的情境進行簡化，而跨學科的作業設計有利于全面真實地展現問題情境，提供給學生真實的問題情境。真正的學習是學生自發地主動地學習，真實的問題情境能讓學生產生興趣，引發認知沖突，產生困惑懷疑和挑戰，帶來學習的內在驅動力，有了思考的動力和欲望，讓學生從識記走向思維，形成有意義的學習。［2］

學校有一次組織去恐龍園綜合實踐活動，在景區入口，學生隨身攜帶的自熱火鍋、自熱米飯等方便食品被攔截，統一收繳，在出園返回時才被交還回來。借這個事情，我設計了如下作業。

自熱米飯、自熱火鍋等方便食品中都有一個發熱包，包內通常裝有鐵粉、鋁粉、炭粉、生石灰等物質，使用時，只需將發熱包放到水中，就會放出大量的熱。請回答下列問題：

（1）發熱的主要原因是生石灰與水反應，請寫出這個反應的方程式。平時保存生石灰應注意什么？

（2）請寫出工業上獲取生石灰的方程式。

（3）在加熱過程中，必須將盒子上方的透氣孔打開，原因是什么？

（4）在加熱過程中，盒內會出現大量蒸汽，請說明形成過程。

（5）你認為游樂場所為什么不允許攜帶這類自熱米飯方便食品？

設計意圖：設計這道題是由于聽到了一些同學的抱怨，不太理解園方不允許攜帶這類方便食品進入的規定。在題目中除了涉及到化學、物理相關的知識，也希望由最后一個問題對學生進行公共安全的教育，激發學生的社會責任感。

《義務教育化學課程標準（2022年版）》指出，化學課程要培養學生的科學態度與責任，即通過化學課程的學習，在理解科學、技術、社會、環境相互關系的基礎上，逐步形成的對化學促進社會可持續發展的正確認識，以及所表現的責任擔當。［1］由于一些負面新聞（如化工廠爆炸）的影響，以及長期以來相當一部分人對化學科學的偏見，造成很多學生心目中的化學就是危險和污染的代名詞，作為化學教育工作者，幫助學生正確認識化學學科，了解化學在滿足人民日益增長的美好生活需要和社會可持續發展方面做出的重大貢獻責無旁貸。同時，學生只有形成了崇尚科學，追求真理的科學精神，才會把科技自立自強信念融入自己的人生追求中，從而樹立人與自然和諧共生的科學自然觀和綠色發展觀，樹立為建設社會主義現代化強國、實現中華民族偉大復興而學習化學的志向和責任擔當。因此，教師要引導學生從真實的學習情境中發現問題，展開討論，在解決化學問題的同時，形成和發展認識化學知識的思路與方法，以及科學態度和價值觀。［1］比如出現一些化工企業安全問題的事件（如燃燒、爆炸或者污染等等）時，教師不應單純回避這些事件，可以結合所學學科內容、企業安全管理制度、事故原因的追蹤報道等共同探討，學生真正深入探索下去就會發現這些對社會、環境造成不良影響的事件本質上都是人為因素，在學會理性分析的同時增強遵守規則、自我保護和維護社會安全的意識。

二、追根溯源深度學習，他山之石可以攻玉

周汝昌先生在《讀書與治學》中說，我們應該學著用“廣角度、大視野來觀照事物”，因為“天下任何事物都不是孤立而‘自足’的，任何事物都有它的來龍去脈與‘三親六故’”。我們當然并不一定要對所有問題都這樣追根溯源地探尋，但是觸類旁通，更需要鉆研進去才容易看出事物之間的各種關聯鉤互。王梓坤先生在《精讀與博覽》一文中也說：“別的學科的新思想有時會對專業工作帶來很大的啟發和幫助。‘晴空一鶴排云上，便引詩情到碧霄’，科學研究也常有這種境界”。我們的學習當然算不上科學研究，但是觸類旁通，可以幫助我們更好地進行深度學習。事實上，物理、化學和生物這三門經典的理科學科，其課程的核心素養中除了各自的學科觀念有較大差異外，科學思維、科學探究和科學責任都是相通的，借助學生在生物、物理學科上先接觸到的一些思想，或者經驗，可以幫助他們更快地適應化學學習，并在學科的相通與差異學習中加深對化學的認識與理解。

比如對于微粒一些性質的學習，學生學習的時候真不覺得太難，簡簡單單的幾點，聽課的時候都覺得很好懂，但是到應用的時候往往會忽略掉很多信息，很容易出錯。考慮到物理學科在八年級的時候也對這部分知識有講解，我設計了如下作業題。

通過前面的學習我們已經知道物質是由微粒構成的，請回答以下問題：

（1）構成物質的微粒有、和。這三種微粒具有哪些共同的性質？

（2）“遙知不是雪，為有暗香來”和“花氣襲人知驟暖”這兩句詩，從微觀角度分析，都是因為微粒的什么性質？而“花氣襲人知驟暖”同時還進一步說明了什么？生活中有很多現象也體現了微粒的這個性質，如水的蒸發。

（3）影響水蒸發的因素除了水的表面積大小和空氣流速大小，還有什么？請運用微粒的性質解釋這個影響因素。

（4）物理書上有這樣兩句話“分子是由原子構成的（化學書上的類似表述是）”，“分子是保持物質化學性質的最小微粒”。請問這兩句話是否存在矛盾？請運用所學知識進行解釋。

設計意圖：這道題主要是為了幫助學生能夠對微粒知識進行深度學習，老師在課堂上的全面講解有時效果可能反而不及學生自己的解疑。教師的講解雖然條理清晰，但也許并不符合學生的認知腳步。學生對題目最初的解釋有可能不是很到位，但是拋出的認知沖突能引導學生努力去探尋事物的本質。

蘇霍姆林斯基認為：教師在教學中應把獨立發現的道路讓學生自己去走，要把獨立解決問題作為學生腦力勞動的基本形式，教給學生能借助已有的知識去獲取新知識，指導學生在知識的“交集點”上去尋找“可疑點”，通過自己的努力去獲取知識，讓智力的積極性“起飛”。當學生從回顧八年級所學的物理相關知識開始，逐步建立與化學新學內容之間的聯系，會在這些概念之間不斷發現它們的相似與不同之處，從而深入理解概念的本質。這樣的學習既符合人類的認識時序，也符合學生學習的認知規律，這樣獲取的知識才是真正屬于學生自己的。

三、強化學科本身理解，落實學科核心素養

跨學科的作業設計有利于學生關鍵能力的培育。關鍵能力是一種在特定的情境中，調動多種資源，以滿足復雜需要的能力，是個體在解決現實復雜問題過程中表現出來的綜合品質。［3］要真正讓學生在完成作業的過程中提升關鍵能力，并不是將不同學科的知識簡單羅列在一起，更不可本末倒置，為了跨學科而跨。要在題中真正落實本學科核心素養的培養。

比如在學習燃燒與滅火的相關知識時，最初我在跨學科作業中設計了這么一道小題目，“寫出與火相關的詞語”，本意是想借這些詞語來復習燃燒的條件，結果，收獲了諸如“火燒赤壁”這樣的一堆詞語。由此我進行了反思，自己最初出這道題的確有些漫不經心，以為學習了燃燒的條件，作業中再附加一點語文學科知識就可以全部放手了，這是命題的不用心才有了作業答案的不省心。因此我改進了題目如下。

我們都知道，燃燒是常見的一種化學變化，我們對燃燒的認識通常是從“火”開始的。

（1）在古代，人類就掌握了鉆木取火的方法。鉆木之所以能取火，可以用下面三句話來解釋：①鉆木過程中木頭的內能增大，溫度升高；②達到木頭的著火點，使木頭燃燒起來；③鉆木頭時克服摩擦力做功。這三句話的正確順序是；請完整寫出燃燒的條件。

（2）火的發明對遠古人類有什么意義？

（3）寫出與燃燒條件或滅火原理相關的詞語，并指明是哪個條件或者原理。仿照示例，填寫表1。

設計意圖：化學學科的發展離不開人類對物質世界不斷認識，同樣，了解歷史進程中化學的作用對學生學習化學會有更好的促進作用。

其實，生活中很少有只用單一知識解決的實際問題。因此在作業中更多進行跨學科的知識融合，有助于學生在實際應用中感受化學的學科價值，同時也能促進學生更深入理解學科本質。

《義務教育化學課程標準（2022年版）》在課程內容中設置了五個學習主題，其中之一即為“化學與社會·跨學科實踐”，內容要求包括“化學與可持續發展”“化學與資源、能源、材料、環境、健康”“化學、技術、工程融合解決跨學科問題的思路與方法”以及“應對未來不確定性挑戰”。這些內容的落實都需要教師在教學中注重綜合應用化學知識，認識化學學科的重要價值，培養學生的合作、實踐、創新等素養。跨學科的作業設計可以說是其中邁出的一小步。當然要進一步深入推進化學的跨學科實踐，我們還需要更多關注跨學科作業設計的主題化、生活化，將問題解決線、知識邏輯線、素養發展線緊密結合，實現問題解決過程與核心知識的獲得、能力與素養的發展自然融合，實現深度學習，促進學生核心素養的融合發展。［1］

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］符愛琴.讓學習在問題情境中真實發生［J］.化學教與學，2019（12）：5-7.

［3］葉建偉，洪茲田.基于“HPS”和“問題解決”教學思想培育學科核心素養的實踐研究——以高中化學“化學電源”教學為例［J］.中小學教學研究，2019（6）：51-54.