跨學科實踐活動融入初中化學大單元教學的課例研究

《義務教育課程方案（2022年版）》明確提出進行跨學科實踐活動的要求。本文以2024年版人教版九年級上冊第四單元課題1《水資源及其利用》為例，涵蓋跨學科實踐活動——水質檢測及自制凈水器；以問題驅動帶動系列活動，側重于落實科學態度與素養發展；注重培養學生將化學與生物、地理、物理、數學、歷史等學科融合解決跨學科實際問題的能力。本課例旨在為跨學科實踐活動融入初中化學大單元課堂教學提供實踐路徑和參考依據。

初中化學跨學科實踐活動研究的必要性

當今科學技術迅猛發展，許多科技創新領域都需要交叉學科的相關知識，重大問題很難憑借單一學科知識解決。隨著教育改革的不斷推進，將學生培養為“全面發展的人”已成為中國學生核心素養的要義。《義務教育課程方案（2022年版）》首次規定各學科開展跨學科實踐活動應安排不少于總課時的10%。化學具有很強的綜合性，它與物理、生物、數學、地理等學科都有交叉融合之處，是實施跨學科教學的良好載體。

《義務教育化學課程標準（2022年版）》專門設置了“化學與社會·跨學科實踐”學習主題，設計了10個跨學科實踐活動。跨學科實踐活動可以幫助學生更好地了解化學和其他學科的關系，引導學生運用多學科知識解決實際問題。化學教師需要以化學教材為依據，將其他學科知識融會貫通，培養學生跨學科的思維能力，從而提升學生運用多學科知識解決實際問題的綜合能力。

跨學科實踐活動融入初中化學大單元的教學設計探索

設計思路。我們選取2024年版人教版九年級上冊第四單元課題1《水資源及其利用》一節，依據新課標學習主題“化學與社會·跨學科實踐”中跨學科實踐活動——水質檢測及自制凈水器展開設計，這一實踐活動運用多門學科的知識，并運用相應的工程與技術。如：關于水凈化的原理需要科學知識，制作凈水器則需要技術與工程方面的知識。學生在物理學科“升華和凝華”中，已經學習了水的三態變化、自然界中的水循環、水資源的利用和保護；生物學科介紹了水在植物中的升騰作用及植物在涵養水源、保持水土方面的影響；地理學科介紹了大氣降水、水旱災害、水資源狀況；歷史學科介紹了古今中外的水法。

我們通過查看相關文獻，基于以上分析，結合學生的認知發展區，設置如下課程目標。第一，收集和整理與水相關的文獻，進行文化解讀，發現中國傳統文化中關于水利用的民族智慧；在對傳統文化進行學習時能夠關注當下，找到弘揚傳統文化的方法。第二，收集并分析與水相關的藝術作品；運用不同角度的文獻資料證實自己的觀點；明確水資源在各學科中的文化屬性；查閱生活中影響各種水資源利用的主要因素，并對水資源的利用提出合理的構思。第三，豐盈內在感知，進而建構多種表達途徑；嘗試進行多元化表達；優化表達方式和呈現形式；培養跨學科整合的視野和思維，不僅能夠整合各學科的關鍵知識要素，還能融合更多學科和技能；掌握跨學科知識，形成跨學科能力和跨學科思維。

教學過程如下。

環節一：問題形成任務清單。教師提問：古有大運河，今有南水北調，國家花巨資這樣做的原因是什么？以此導入新課，問題驅動，任務清單由學生自主討論，自主認領，調動積極性，激發興趣。結合地理和歷史學科視角，解釋問題，使課堂教學不再局限于某一學科層面，旨在培養學生綜合素養。

環節二：課外實踐活動。學生分為研學組、調研組、查閱組、綜合組四個小組開展課外實踐活動，如利用周末時間前往污水處理廠、深入社區調研城市用水情況、上網查閱水資源相關文獻資料等。通過以上活動，學生培養了實證意識，拓寬了學習視野，走向社會，增強責任感；突出學生主體地位，圍繞具體問題，學生選擇自身擅長的方式進行探究，思維能力得到綜合發展。

環節三：小組交流展示。研學組參觀了污水處理廠，介紹了污水處理的過程；調研組深入社區調查城市用水情況，講述家庭簡易凈水器的構造原理；查閱組上網搜集文獻素材，不僅整理了關于水資源及其利用的學科融合知識、從古到今對水的立法情況，還了解到了古人凈水的方法；綜合組整理了近代生活中過濾吸附操作應用及各學科水資源知識集錦，并展示了家用水質監測筆。

環節四：課堂深入探究。通過多學科、多途徑總結凈水方法。在我國古代，人們早早就有了凈水意識，請大家思考以下記載中用到了哪些凈水方法？《調疾飲食辯》記載：春夏大雨，山水暴漲，有毒。山居別無他水可汲者，宜搗蒜或白礬少許，投入水缸中，以使水沉淀凈化。《養生要集》記載：凡煮水飲之，眾病無緣生也。再對照現代科技中的凈水方法：軟化硬水的材料，即離子交換樹脂、凈水新科技空氣制水機、空間站水循環等。學生通過閱讀總結凈水方法：沉淀、吸附、煮沸。拓寬解決問題的視角，在探究中不斷完成知識的內化，培養綜合素養。

建構思維模型，使用模型。渾濁的泥水在“生命吸管”的凈化下變成澄清的水，據此設計便攜式凈水器。學生通過課本上自來水廠凈水示意圖，分析自來水雜質成分，總結出自來水廠凈水方法如沉淀、吸附、過濾等，并在教師的引導下總結出物質分離與提純的一般方法，建構物質分離與提純的科學思維模型。學生自主設計實驗：如何把一杯自然界的渾水變成清水？通過分組討論、設計方案，合作探究、實施實驗，反思評價、表達交流，組間展示、互評完善，構建模型并使用模型，實現知識遷移，落實學科素養。

環節五：成果活動復盤。理不辨不明，通過小組辯論“水是越純越好嗎”，學生不僅鞏固了知識，還清晰地知道為什么我們不飲用純水，將知識運用于生活。學生討論回答：古有大運河，今有南水北調，歷經千里后如何甘甜如初？學生通過手抄報、倡議書、辯論賽、你問我答等形式，小組復盤深入，展示形式多樣，每個人都能在實踐活動中找到“成長節點”，養成嚴謹認真的科學態度。

評價方式創新。評價方式分為學生評價（自我評價和生生互評、組內評價和組間評價）、教師評價和家長評價。根據提煉的學科共通素養，對學生的學習成果進行全面評價，根據維度設置不同的獎項，將評價與學生的頒獎活動結合起來。每項活動都有過程性評價，以跟蹤觀察、日志記錄的形式形成成長檔案。

教學效果反思。以“一杯水的北上之旅”為主題的跨學科實踐活動學習，創設古有大運河今有南水北調的真實情境，學生感受到歷史和化學的距離不再遙遠，有利于將所學的化學知識和社會問題有機融合在一起，從而形成意義建構；通過調查城市污水處理廠、查閱用水法律、古代凈水工具——漉水囊和家用水質檢測筆等生活實例，拓展學生思維的深度和廣度，促使所學知識立體化、結構化、素養化。

跨學科實踐活動融入初中化學大單元教學，首先，可以緩解九年級化學教學“時間緊任務重”的困境，使時間效益最大化。其次，經常開展跨學科實踐活動可以拓展教師的知識面，使其看待問題的視角不再局限于本學科，促使教師教學能力提升。最后，跨學科實踐活動的側重點不再僅是課堂中把知識講明白，而是思考如何設計教學活動才能促使學生更好地獲得知識，提升能力。

跨學科實踐活動融入初中化學大單元教學的整合是必然趨勢，但在一線教學中開展并不是一蹴而就的，如一線教師的跨學科實踐活動和大單元教學的理論知識培訓、學校的課時整體規劃、學校實驗條件的保障等，都需要進一步研究和解決。

（本文系2024年度河南省基礎教育教學研究課題“‘雙新’背景下大概念統領的初中化學大單元教學實踐研究”的階段性成果。課題編號：JCJYC2407zy1326）

（趙江華單位系南陽市第二十八中學校，王璐單位系鄭州市第六十一中學，凡曉宇單位系鄭州市創新實驗學校）

（本欄責編 桑 濤）