初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的跨學(xué)科整合與創(chuàng)新教學(xué)方法探討

摘 要：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要途徑，需要與時(shí)俱進(jìn)，引入跨學(xué)科整合與創(chuàng)新教學(xué)方法，以提升教學(xué)質(zhì)量和效果。主要闡述了初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的跨學(xué)科整合路徑，探討了基于跨學(xué)科整合的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)方法，分析了在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用跨學(xué)科整合與創(chuàng)新教學(xué)方法的啟示。

關(guān)鍵字：跨學(xué)科整合；創(chuàng)新教學(xué)方法；初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：陸相樂(lè)（1985—），男，廣東省深圳市坪山區(qū)坪山實(shí)驗(yàn)學(xué)校。

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教育的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以直觀地了解化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，掌握化學(xué)知識(shí)，提升實(shí)驗(yàn)操作技能。然而，傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法過(guò)于注重理論知識(shí)的傳授和實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練，忽視了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。因此，如何在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入跨學(xué)科整合與創(chuàng)新教學(xué)方法，是相關(guān)教育工作者應(yīng)認(rèn)真思考的問(wèn)題。

一、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的跨學(xué)科整合路徑

（一）與自然科學(xué)學(xué)科的整合

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以融入物理、生物、地理等自然科學(xué)學(xué)科的知識(shí)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)和變化。

教師可以設(shè)計(jì)與物理學(xué)科相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，將物理學(xué)知識(shí)引入化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。例如，在與測(cè)量氣體體積相關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)，結(jié)合氣體狀態(tài)方程和測(cè)量裝置的原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。教師還可以設(shè)計(jì)能源轉(zhuǎn)化與化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)性的教學(xué)內(nèi)容。例如，燃料電池是一種利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的裝置，教師可引導(dǎo)學(xué)生觀察不同反應(yīng)速率對(duì)燃料電池的效率和性能的影響。

生物學(xué)是闡明生物的結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)展規(guī)律等的學(xué)科。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師可以將生物學(xué)知識(shí)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，呈現(xiàn)一些生物物質(zhì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的變化［1］。例如，部分食品的烹飪、藥物的吸收和代謝、生物能源的轉(zhuǎn)化等都涉及化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)。教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于煮雞蛋的化學(xué)實(shí)驗(yàn)：（1）準(zhǔn)備雞蛋、硫化鐵、硫酸、氨水等材料；（2）將雞蛋煮熟后剝?nèi)サ皻ぃ⒃陔u蛋表面輕輕劃幾道口子；（3）將硫化鐵溶解在硫酸中，制成硫化鐵溶液；（4）將硫化鐵溶液滴在雞蛋表面，硫化鐵溶液會(huì)與蛋白質(zhì)中的硫離子反應(yīng)；（5）將氨水滴在雞蛋表面，生成無(wú)色溶液，同時(shí)雞蛋表面有氣泡冒出，并發(fā)生顏色變化。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以觀察到化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程和結(jié)果。如果想要加快反應(yīng)速率，我們可以通過(guò)提高溫度或者加入催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。

教師可設(shè)計(jì)將化學(xué)與地理學(xué)科相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容［2］，研究化學(xué)物質(zhì)在自然界中的循環(huán)過(guò)程以及人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響。例如，教師可在制作電池的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生使用檸檬酸、鋅片和銅片等制作一個(gè)簡(jiǎn)單的酸性電池，并帶領(lǐng)學(xué)生研究電池的工作原理和化學(xué)反應(yīng)，讓學(xué)生了解電能是如何產(chǎn)生的，引導(dǎo)學(xué)生思考如何更好地利用電能來(lái)造福人類。又如，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生開展加熱碳酸氫鈉固體的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考二氧化碳?xì)怏w對(duì)環(huán)境的影響；或者帶領(lǐng)學(xué)生開展加熱硫酸銅溶液的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考熱量對(duì)環(huán)境的影響。

（二）與社會(huì)科學(xué)學(xué)科的整合

社會(huì)科學(xué)學(xué)科都比較有思想內(nèi)涵，教師將其融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能有效培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。教師可以將歷史、政治、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生了解化學(xué)在人類社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的作用和影響。

將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與歷史學(xué)科整合可以讓學(xué)生探究古人利用化學(xué)反應(yīng)制作各種物品的情況，幫助學(xué)生理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的起源和發(fā)展過(guò)程。例如，教師可與學(xué)生一起討論古人發(fā)現(xiàn)和利用化學(xué)反應(yīng)制作玻璃的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生思考和改進(jìn)制作方法，并在課后組織學(xué)生開展制造玻璃的拓展活動(dòng)，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用不同的原料和設(shè)備制作不同種類的玻璃，并進(jìn)行分析和比較，體會(huì)化學(xué)的歷史演變過(guò)程。

將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與政治學(xué)科整合可以讓學(xué)生了解到化學(xué)在社會(huì)倫理等方面的影響。例如，教師可帶領(lǐng)學(xué)生探究涉及倫理和政治的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生選擇一個(gè)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的政策，并研究該政策的具體內(nèi)容。根據(jù)自身的研究和分析，學(xué)生要對(duì)選擇的政策進(jìn)行評(píng)估，考慮政策的有效性、公平性、可持續(xù)性等，并提出針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)建議，探討解決相關(guān)社會(huì)問(wèn)題的方法。

將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)學(xué)科整合可以讓學(xué)生了解到化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)、銷售以及市場(chǎng)需求等因素之間的關(guān)系。例如，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，有許多不同的化學(xué)品需要儲(chǔ)存。如果這些化學(xué)品沒(méi)有被正確儲(chǔ)存，就可能會(huì)引發(fā)危險(xiǎn)，這是化學(xué)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸過(guò)程中需要特別注意的事項(xiàng)。對(duì)此，教師可通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)展示相關(guān)化學(xué)品的儲(chǔ)存方法，如正確保存酸和堿的方法：酸和堿通常應(yīng)該分開儲(chǔ)存在防腐蝕的玻璃瓶中，置于陰涼、干燥處，避免陽(yáng)光直射；瓶子上應(yīng)該有清晰的標(biāo)簽，標(biāo)明化學(xué)品的名稱和濃度。

（三）與藝術(shù)學(xué)科的整合

藝術(shù)學(xué)科與人們的精神生活直接相關(guān)，將初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與藝術(shù)學(xué)科融合可以培養(yǎng)學(xué)生將化學(xué)知識(shí)運(yùn)用于藝術(shù)領(lǐng)域的能力。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生通過(guò)相關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究顏料、染料等物質(zhì)的性質(zhì)和變化，讓學(xué)生了解顏色是如何產(chǎn)生的以及不同顏料之間的相互作用。例如，在制作彩色玻璃花瓶時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生先將玻璃管切割成適當(dāng)長(zhǎng)度，并用砂紙打磨平滑，然后將玻璃管浸入氫氧化鈉溶液中加熱，使其表面形成一層薄膜，接著將玻璃管浸入硫酸銅溶液中染色，最后將玻璃管放入糖漿中熬煮一段時(shí)間，使其表面光滑且顏色固化。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以根據(jù)自己的想法，設(shè)計(jì)和制作個(gè)性化彩色玻璃花瓶，充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力。這樣的教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和實(shí)踐能力，讓學(xué)生獲得更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

二、基于跨學(xué)科整合的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)方法

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教育的需求，因此，創(chuàng)新教學(xué)方法顯得尤為重要。教師可基于跨學(xué)科整合路徑，對(duì)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

（一）引入情境教學(xué)法

情境教學(xué)法是一種將學(xué)生置于真實(shí)或模擬的情境中，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)的教學(xué)方法。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)一些生活化的實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。例如，在學(xué)習(xí)酸堿中和反應(yīng)知識(shí)時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)“酸堿飲料”實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究不同飲料的酸堿性質(zhì)，從而加深學(xué)生對(duì)酸堿中和反應(yīng)知識(shí)的理解。此外，教師還可以結(jié)合生活中常見的物理現(xiàn)象、物質(zhì)結(jié)構(gòu)開展情境教學(xué)。例如，在探究某種礦物質(zhì)的性質(zhì)時(shí)，教師可以展示多種研究方法：通過(guò)觀察礦物質(zhì)的外觀、顏色、硬度等特征來(lái)推測(cè)其結(jié)構(gòu)類型；通過(guò)X射線衍射實(shí)驗(yàn)來(lái)確定礦物質(zhì)的結(jié)構(gòu)類型；通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)定物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度等物理性質(zhì)；通過(guò)相關(guān)化學(xué)反應(yīng)來(lái)研究物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；等等。

情境教學(xué)法能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。教師應(yīng)該充分利用這一教學(xué)方法，設(shè)計(jì)豐富多樣的教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、積極探究，從而提升初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效果。

（二）采用探究式教學(xué)法

探究式教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體的教學(xué)方法。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、討論等方式，自主探究化學(xué)知識(shí)。這種教學(xué)方法有助于培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)應(yīng)用方面的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。例如，教師可以結(jié)合生物學(xué)科中的光合作用知識(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課題，讓學(xué)生自己查找資料，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究植物利用二氧化碳制造氧氣和葡萄糖的過(guò)程。在這個(gè)研究過(guò)程中，學(xué)生需要了解光合作用的原理、條件和產(chǎn)物，掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作技巧，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)相關(guān)結(jié)論。這樣的教學(xué)活動(dòng)既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)。又如，教師可以融入地理學(xué)科的知識(shí)，讓學(xué)生結(jié)合相關(guān)資料研究巖石在大氣、水和生物等因素的作用下發(fā)生物理和化學(xué)變化的過(guò)程。在這一研究過(guò)程中，學(xué)生需要了解巖石中的物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。這樣的教學(xué)不僅能夠加深學(xué)生對(duì)巖石風(fēng)化過(guò)程的理解，還能提升學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

探究式教學(xué)法強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位和教師的引導(dǎo)作用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)有效利用這一教學(xué)方法，設(shè)計(jì)豐富多樣的教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、積極探究，以提升教學(xué)質(zhì)量和效果。同時(shí)，教師還應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，因材施教，讓每一個(gè)學(xué)生都能在探究式學(xué)習(xí)中獲得進(jìn)步和發(fā)展。

（三）運(yùn)用多媒體教學(xué)法

多媒體教學(xué)法是指利用計(jì)算機(jī)、投影儀等現(xiàn)代多媒體教育技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的方法。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以利用多媒體教學(xué)手段展示化學(xué)知識(shí)在政治、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的應(yīng)用過(guò)程、原理和結(jié)果，使學(xué)生更直觀地理解化學(xué)知識(shí)對(duì)社會(huì)的作用。例如，教師可以利用多媒體教學(xué)手段展示化學(xué)武器的使用與國(guó)際安全法等內(nèi)容。通過(guò)觀看相關(guān)視頻資料，學(xué)生可以了解到化學(xué)武器的恐怖以及對(duì)人類的危害，從而形成維護(hù)世界安全的意識(shí)，變得更加熱愛和平。又如，教師可以通過(guò)多媒體教學(xué)手段展示不同地區(qū)和國(guó)家的環(huán)境污染現(xiàn)狀，讓學(xué)生了解空氣污染、水污染、土壤污染等問(wèn)題對(duì)人類生活和生態(tài)環(huán)境的影響。此外，教師還可以向?qū)W生介紹我國(guó)在環(huán)境保護(hù)方面的相關(guān)政策、措施，如推廣清潔能源、加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)等。這樣的教學(xué)能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中探討新材料、生物醫(yī)藥等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)的作用時(shí)，教師可以利用多媒體教學(xué)手段介紹石墨烯、納米材料等新型材料的研發(fā)和應(yīng)用，講解基因工程、細(xì)胞療法等生物醫(yī)藥技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，或介紹污水處理、廢氣凈化等環(huán)保技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。教師通過(guò)這種方式，可以讓學(xué)生了解到化學(xué)知識(shí)在推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用，激發(fā)他們對(duì)化學(xué)的探索興趣和熱情［3］。

三、在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用跨學(xué)科整合與創(chuàng)新教學(xué)方法的啟示

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用跨學(xué)科整合與創(chuàng)新教學(xué)方法可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

在應(yīng)用跨學(xué)科整合與創(chuàng)新教學(xué)方法時(shí)，教師要明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)精神。在進(jìn)行初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師要融入其他學(xué)科的知識(shí)，以提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。同時(shí)，教師要借鑒其他學(xué)科的教學(xué)方法，構(gòu)建跨學(xué)科的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

為了更好地運(yùn)用跨學(xué)科整合與創(chuàng)新教學(xué)方法，教師要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開發(fā)與利用。教師可以通過(guò)編寫實(shí)驗(yàn)教材、開發(fā)實(shí)驗(yàn)軟件、建設(shè)實(shí)驗(yàn)室等方式，為學(xué)生提供豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。此外，教師還可以利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等，拓寬學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)渠道，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

［參考文獻(xiàn)］

劉麗巧.新課標(biāo)視域下初中化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的實(shí)踐與思考［J］.新課程研究，2023（23）：117-119.

仇永紅，張喬喬，朱婧怡，等.初中化學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)融入課堂教學(xué)的實(shí)踐與反思：水質(zhì)檢測(cè)及自制凈水器［J］.化學(xué)教育（中英文），2023，44（17）：126-128.

李朝輝，閻文麗.初中化學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)項(xiàng)目化教學(xué)：空間站長(zhǎng)期駐留制氧方案［J］.化學(xué)教育（中英文），2023，44（15）：127-128.