跨學科項目式教學實踐與探索

莊鳳嬌

［摘 要］文章呈現了以“‘化說‘84消毒液”為例，融合化學、生物、物理、經濟學等知識的跨學科項目式教學案例，將“84”消毒液的消毒原理、制備、配制、安全使用及項目成果匯報等五個方面的學習任務設計成6課時的跨學科項目式教學，旨在通過學科實踐活動提高學生分析和處理復雜實際問題的能力，發展學生的化學學科核心素養。

［關鍵詞］跨學科；項目式教學；“84”消毒液

［中圖分類號］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）29-0065-05

當今世界人們的生活、學習、工作方式不斷改變，人才培養面臨新的挑戰，社會問題愈發全球化和復雜化。在這樣的背景下，需要學生能基于真實情境，將實際問題轉化為具體任務或探究主題，綜合運用不同學科的觀點、知識和方法進行實踐探索。為此，在課堂教學中嘗試開展跨學科項目式教學成為一線教師的普遍共識。

《義務教育化學課程標準（2022年版）》中提出“各學科用不少于本學科總課時的10%開展跨學科主題學習（實踐）活動”，并明確指出“開展以化學實驗為主的多樣化探究活動；創設真實問題情境，倡導‘做中學‘用中學‘創中學，開展項目式學習，重視跨學科實踐活動”［1］。其中新增了“跨學科實踐活動”，旨在通過引導學生親身經歷“創意設計、動手制作、解決問題、創造價值”的實踐過程，增強學生認識世界、解決真實問題的能力。那么，如何依據教學內容確立項目主題呢？

一、項目主題的確立與分析

溶液是人們常接觸的化學物質，它應用廣泛，在生產生活中有著重要作用。人教版九年級化學教材中的第九單元“溶液”屬于初中化學非常重要的概念內容，本單元的知識邏輯性強，與學生的生活實際有著密切聯系。以“‘化說‘84消毒液”作為項目主題，將本單元教學設計成跨學科項目式教學，旨在建構溶液的相關概念，重組概念間的內在聯系，并進行實踐應用。從跨學科的視角引導學生認識溶液、建構聯系、解決問題，幫助學生建構個性化知識體系，形成化學觀念，并讓學生通過勞動實踐提高分析和處理復雜的實際問題的能力，發展科學思維。該跨學科項目的特征及其承載的核心知識、學科能力、核心素養如圖1所示。

二、課時安排及核心內容

“‘化說‘84消毒液”跨學科項目式教學的課時安排及核心內容如表1所示。

三、教學流程

“‘化說‘84消毒液”跨學科項目式教學的教學流程如圖2所示。

四、教學過程

通過前4個課時的學習，學生已從生物學視角認識了病毒以及消毒液的消毒原理，從化學視角認識了如何制備“84”消毒液，以及溶液的定量組成和溶解度的含義。本文以第5課時的任務4為例呈現具體的項目式教學的實施過程。

（一）開展多樣化活動，促進學生深度思考

［課前活動］學生在教師指導下設計了以下調查內容，訪談相關人員，調查新冠疫情防控期間學校使用消毒液的情況。

（1）調查新冠疫情防控期間，學校常使用的消毒液的名稱、成分、消殺方式。

（2）調查學校用消毒液消殺時消毒液的濃度和配制方法。

（3）調查學校一天消毒液的用量和費用。

（4）調查學校消殺人員是否了解如何安全使用消毒液。

［學生調查匯報］通過調查可知，學校購買的“84”消毒液的氯含量約為5%，每瓶500 mL，每瓶3.5元。根據防控中心要求，消毒不同區域所要求的消毒液的氯含量不同，學校消殺人員通常會按照“84”消毒液的使用說明進行兌水稀釋。檳榔中學日常預防性消毒如表2所示。在調查和采訪中發現，學校消殺人員對“84”消毒液的認知不全面。

［學生提出困惑］（1）稀釋消毒液原液時，原液與水的體積比該如何計算？（2）用次氯酸鈉粉末現配現用消毒液能延長保存時間，但該如何計算藥品用量？（3）如何安全使用“84”消毒液？

設計意圖：本環節通過設計和開展具有挑戰性的實踐任務——調查學校消毒劑的使用情況，引導學生通過課后訪談，現場調查，網絡搜集資料，課上匯報交流、討論等形式促進校內外聯動，鼓勵學生采用豐富的探究方式，打破探究時間和空間的束縛，將探究實踐活動延伸至課外。

（二）以真實性學習任務為依托，發展“科學探究與實踐”核心素養

［活動］配制一份100 mL氯含量為5%的“84”消毒液。

［問題1］“氯含量5%”的含義是什么？與學過的溶質質量分數有何不同？

［教師引導］“氯含量5%”可以理解為100 mL中氯元素的質量為5 g。如何配制100 mL氯含量為5%的“84”消毒液？

［回顧］溶液配制的一般過程：計算—稱量—量取—溶解—裝瓶并貼標簽。

［問題2］配制100 mL氯含量為5%的“84”消毒液所需的NaClO的質量是多少？加入水的質量是多少？如何轉化成NaClO的質量分數？

［學生］思考，討論分析。

［小結］由溶液中元素的質量求溶質的質量分數的計算思路如下：

［練習］根據公式進行計算，并將結果填入表3。

［多媒體］鴻合多屏互動系統隨拍學生計算結果并投影。

［學生］思考討論，代表發言，分享計算過程，學生之間相互點評。

［分組實驗］四人為一組，配制100 mL氯含量為5%的次氯酸鈉溶液。

［多媒體］鴻合多屏互動系統隨拍學生實驗情況并投影。

［評價］學生互評實驗操作情況，教師點評。

［問題3］氯含量為5%的次氯酸鈉溶液需要進行稀釋才能進行消毒，今天我們要為學校的垃圾房及廁所蹲位提供消毒液，該如何稀釋？

［學生］四人為一組，將氯含量為5%的次氯酸鈉溶液稀釋成100 mL 1000 mg/L的溶液。

［教師引導］請同學們按照溶液中元素質量與溶質的質量分數轉化計算思路計算出w（NaClO）。

［學生］分享計算過程，并得出當氯含量為1000 mg/L時，w（NaClO）為0.2%。

［教師引導］將氯含量為5%的溶液稀釋成氯含量為1000 mg/L的溶液，也就是將w（NaClO）為9.7%的溶液稀釋成w（NaClO）為0.2%的溶液。

［學生］回憶稀釋溶液的一般過程，交流討論。

［教師］引導學生總結稀釋過程中由稀溶液體積計算濃溶液體積的思維方法，具體如下所示：

［學生］學生代表分享計算過程。通過計算可知，需取用氯含量為5%的次氯酸鈉溶液約2 mL，加入水的體積為98 mL，也就是氯含量為5%的消毒液和加入的水的體積比為V消毒液∶V水= 1∶49。

［分組實驗］四人為一組，稀釋溶液。

［作業］采用同樣的計算方式，課后通過運算，驗證“84”消毒液的使用說明中消毒液與水的體積配比是否正確。

設計意圖：根據學生提出的困惑，設計有層次的驅動性問題，引導學生帶著問題進行深度思考，并通過完成真實性任務——配制學校當日消毒所需消毒液，主動參與消毒液的配制和稀釋過程，通過勞動實踐為學校提供當日垃圾房及廁所蹲位的消毒液，初步感受定量研究的意義，體會溶液在生產生活中的應用價值。同時，引導學生認識溶液的濃度表示方式，形成溶液中元素質量與溶質的質量分數轉化計算模型，鼓勵學生從跨學科角度，綜合調動化學、數學、物理等多學科知識，并秉承可持續發展觀，評估學生解決實際問題的方案，增強學生的實踐能力以及學有所用的幸福感。

（三）發揮化學實驗的教育功能，重視安全教育

［素材1］一女子將“84”消毒液與潔廁靈混合使用而險些喪命的新聞視頻。

［小結］“84”消毒液若與潔廁靈混用，會產生氯氣，氯氣是有毒的。氯氣被吸入后會與黏膜和呼吸道上的水作用形成氯化氫和新生態氧。氯化氫可使上呼吸道黏膜炎性水腫、充血和壞死；氯的濃度過高或接觸時間過久，會使細支氣管及肺泡受損，發生細支氣管炎、肺炎及中毒性肺水腫；吸入高濃度氯后，會刺激迷走神經引起反射性的心跳停止。

［素材2］2016年巴西里約熱內盧奧運會期間，室外游泳池中的水變綠了。

［小結］次氯酸鈉溶液與過氧化氫溶液均可單獨作為消毒劑，若混用，則會降低藥效。

［素材3］新聞鏈接：某男子用酒精噴口罩，在電梯中偶遇“84”消毒液后死亡的謠言。

［小結］“84”消毒液不能和醫用酒精混合使用，不是因為會產生毒氣，而是因為醫用酒精會削弱“84”消毒液的消毒效果，單獨使用一種就夠了，兩者混合使用反而達不到預期的效果。

［作業］除此之外，“84”消毒液在使用時還有哪些禁忌，請大家課后查閱資料，為學校消毒人員提供一份“84”消毒液安全使用指南（以手抄報的形式），并為其他人普及安全使用“84”消毒液的知識（以展板的形式）。

設計意圖：鼓勵學生通過查閱資料，從化學和生物學的視角認識如何科學、安全地使用“84”消毒液，樹立安全意識和合理選用化學品的觀念。同時以手抄報的形式制作項目作品——為學校消毒人員提供“84”消毒液安全使用指南，并以展板的形式在校園普及安全意識和合理選用化學品的觀念，讓學生在動手實踐中提升發現問題、分析問題、解決問題的能力，運用所學知識解決現實生活中的問題，體會化學學科的應用價值。

五、項目成果及教學反思

（一）項目成果

1.配制當日學校所需的“84”消毒原液（有效氯含量為5%）以及供垃圾房和廁所蹲位使用的消毒液，并裝入瓶中，供消毒人員使用。

2.通過計算，為學校消毒人員提供一份翔實的“84”消毒液配制指南（如表4）。

3.據調查，學校每天需使用1瓶500 mL的“84”消毒液（氯濃度為5%，每瓶3.5元），若采用次氯酸鈉粉末（1公斤18元）配制相同用量的溶液，可節省學校在這方面的開支。學校一年節省的消毒液費用的計算過程如圖3所示。

4.以手抄報（如圖4）的形式為學校消毒人員提供一份“84”消毒液安全使用指南，并制作展板（如圖5），在學校大廳展示，讓更多的人從化學和生物學的角度認識“84”消毒液。

（二）教學反思

在跨學科項目式教學中，項目成果既是對學習成果的檢驗，也是學生成就感的重要來源。通過對核心任務的拆解，促進學生開展探究活動，助力學生完成知識體系建構和問題解決，并在展示課中形成作品，使學生體會生活與化學、化學與技術工程、跨學科與實際應用的緊密關系，發展學生的科學態度和責任擔當［2］。通過項目幫助學生在不同學科領域之間形成有意義的關聯，讓學生以小組為單位融合物理、生物、數學、美術等學科，制作項目作品，搭建知識和真實問題的內在關系，提高問題解決能力，這在一定程度上推動了學生創新性思維的發展。

1.情境創設有意義，寓教于樂促發展。肖川教授曾說：“學科及其教學是為學生素養服務的，而不是為學科而教?！北卷椖縿撛O的“84”消毒液配制情境是與教科書知識緊密結合的生活問題，讓學生把學習從課堂延伸到課外，學會在真實情境中構建核心知識。學生在解決項目問題的過程中需廣泛查閱資料，聯系生活實際，提出有探究價值的問題，并運用所學知識解決實際問題，在做中學、用中學、創中學，強化勞動實踐能力的同時，提升學科核心素養，增強社會責任感。

2.問題設置層層遞進，發展學生高階思維。余文森教授提出，為了培育學生的核心素養，要積極倡導原生態、有高階思維的教學［3］。在“‘化說‘84 消毒液”的項目化學習過程中，學生經歷了具有學科特色的學習活動，在項目推進過程中既解決了真實問題，又進一步深化了對概念原理、核心知識的理解。在問題解決過程中，學生提升了跨學科思維和遷移應用能力，發展了高階思維［4］。

［? ?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［M］.北京：北京師范大學出版社，2020.

［2］? 高凌蕊，韓建豐.基于化學新課標的跨學科項目教學探索：以“設計和制作簡易制氧機”為例［J］.教育與裝備研究，2023（4）：57-61.

［3］? 余文森.核心素養的教學意義及其培育［J］.今日教育，2016（3）：11-14.

［4］? 江合佩，林藝玲.大概念統領的跨學科項目式學習：以“設計化學環實現純堿和氯乙烯聯產”為例［J］.化學教與學，2023（1）：7-12，18.