初中化學與社會?跨學科實踐研究的一般策略

【摘要】以學習為中心創設融入多學科視角的學習任務引導學生調用不同方法進行研究化學學科的學習內容，通過課前任務與跨學科實踐、課堂實驗探究與跨學科實踐、家庭小實驗與跨學科實踐、項目式學習與跨學科實踐等方法促進主動實踐的學習方式的形成，同時使學生認識到運用跨學科思維解決問題的必要性，培養學生跨學科應用知識的能力和解決問題的綜合能力。

【關鍵詞】化學與社會；跨學科實踐；學習方式

化學與社會·跨學科實踐是《義務教育化學課程標準（2022年版）》里的第五個學習主題，本學習主題側重對學生實驗、觀察、記錄、分析、歸納、解釋等科學方法和正確的價值觀的培養。筆者嘗試將本學習主題的核心知識如化學與資源、能源、材料、環境、健康等與其他四個學習主題即“科學探究與化學實驗”“物質的性質與應用”“物質的組成與結構”“物質的化學變化”中的核心知識進行整合，充分發揮學科內的融合，并注重學科間的聯系，以情境線、素養線為線索設計學習任務，提出關鍵問題或創設富有挑戰性的探究活動引導學生討論、交流、展示、評價、反思、總結，課后設計相關的跨學科實踐活動倡導“做中學”“用中學”“創中學”促進學生積極主動的學習方式的養成和落實融合多學科知識解決跨學科問題的思路與方法。

一、課前任務與跨學科實踐

基于化學與社會·跨學科實踐學習主題的學業要求，整合跨學科思維設計學習的前置任務，引導學生在課前綜合運用其他學科相關的知識做到先思考先研究，教師收集學生課前任務進行分析、梳理和診斷，課中就學生在前置任務中暴露的普遍問題和典型性問題，組織學生充分討論交流，達成多學科知識整合、不同方法交叉處理問題的綜合能力。

例如在學習人教版第九單元課題2“溶解度”第2課時前，筆者設計了如下的前置任務：

用實驗的方法可以測出物質在不同溫度時的溶解度并用列表法處理實驗數據，還可以用作圖法處理物質在不同溫度時的溶解度數據，以溫度為橫坐標，溶解度為縱坐標，找準對應溫度下的溶解度依次描點，將點連成線，在曲線一旁寫上物質的名稱或化學式就可以獲得該物質的溶解度曲線。根據教材上表9-1數據在坐標紙上畫出這4種物質的溶解度—溫度曲線，并在你繪制的曲線中查出這4種物質在25℃和85℃時的溶解度填在課本37頁的表里。借助數學學科畫平面直角坐標圖，思考從哪些方面評價所畫的溶解度—溫度曲線圖。

這一實踐是以關鍵問題借助數學學科知識和方法，遷移到溶解度曲線圖及其評價視角，讓學生初步認知溶解度—溫度曲線圖，并進一步思考、分析和掌握物質的溶解度隨溫度的變化特點和規律，實現了學科間方法滲透共促學生綜合能力的提升。

二、課堂實驗探究與跨學科實踐

學生在生活中面臨的問題往往是復雜的，需要調用多門學科的知識才能得以解決。因此在學科教學中需要立足本學科，結合實際情況，整合多學科視角，引導學生去發現去分析去收獲新認知，培養學生逐漸形成能自覺、靈活地調用多學科知識解決問題的實踐能力。

例如在上人教版第九單元課題1“溶液的形成”一課時，關于溶液及其特征的教學，設計了對應的學習任務：認識溶液及其特征。教學片段如下：

實驗后交流環節：

學生1：蔗糖放入水中就溶解了；硫酸銅放入水中也溶解了，得到藍色溶液，因此①④屬于同一類，都是溶液；泥土放入水中，水很渾濁，花生油放入水中浮起來了，因此②自己是一類，③是另外一類。分類依據是看溶解情況。

學生2：我也是這樣分類的，但是分類依據是看溶解和浮起來或沉下去。

教師：學生1在實驗中觀察細致，現象描述準確，學生2敢于補充自己的觀點，特有勇氣，兩位同學的分類結果都是正確的，分類依據也是有道理，花生油和水的混合物屬于乳濁液，泥土和水的混合物屬于懸濁液。①④屬于溶液，溶液中各個部分組成是完全相同的，即溶液是均一的，同學們能調用物理學科知識設計一個實驗證明溶液的均一性嗎？

學生3：用密度計分別伸入①④溶液的各個地方，看①④各處的密度是否一樣。

學生4：用密度計伸到溶液里各處測量時，松開手存在密度計恒定在溶液里固定位置的現象，可以將①④溶液的上層、中間和下層部分的液體取出，然后測定三部分的密度值，看是否相同。

學生5：密度計長度較長，原來的溶液量少，經多次實驗取量后溶液量更少，此時使用密度計測定不便于操作。

學生4：可以多配一些溶液，分裝在試管里進行。

教師：學生3能快速的調用物理學中密度的相關知識設計出操作簡便、快捷可行的方法，學生4、學生5理解密度計的工作原理，不斷改進測量方法和裝置。下面請大家用老師發的密度計按照同學們討論后優化的方案實踐一下。

學生通過測定①④溶液中各處的密度，理解了溶液的均一性。

接著教師再補充資料進行點撥，若溶液中存在自由移動的離子，溶液就有導電性，可以用電導率傳感器測溶液的導電性，在單位體積的溶液里離子數目越多電導率的數值越大。其次教師介紹測溶液電導率的實驗裝置和步驟，然后用電導率傳感器的探頭放在④硫酸銅溶液的各處進行測定，讓學生觀察電腦屏幕上顯示的數據，學生發現不管電導率傳感器的探頭放在④硫酸銅溶液的哪一處所得數值幾乎是一樣的，再次體會到了溶液的均一性的特點。但是用電導率傳感器的探頭放在①蔗糖溶液的各處進行測定時，電導率數值是零，這個新現象新問題又激發了學生繼續探究溶液構成的欲望，最后引導學生從微粒視角認識溶質在溶液里的存在。

融合物理學科的密度測定引導學生設計實驗證明溶液的均一性，達成定性到定量認識溶液組成，測溶液電導率實驗使學生收獲微觀視角認識溶液的構成又為后面關于試驗酸、堿、鹽溶液的導電性學習埋下伏筆，在以上的學習活動中初步發展了學生融合不同學科知識解決實際問題的思維方式，豐富了學生認知物質的視角。

三、家庭小實驗與跨學科實踐

例如教完人教版上冊第一單元課題2里的“對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究”一課后，開展了對綠色植物葉片在白天和夜晚釋放的氣體成分差異的探究活動。這項活動涉及化學、生物兩個學科的知識和方法，將生物學科里植物的光合作用、呼吸作用釋放氣體成分、含量和化學學科里檢驗氧氣、二氧化碳、水蒸氣實驗有機地進行融合，創設實踐的體驗場，激發學生積極主動去探究。在筆者設計的課后家庭小實驗中，學生設計實驗方案如下圖1：

家庭小實驗從跨學科實踐視角，融合其他學科內容，設計真實的跨學科實踐活動，初步發展學生運用學科知識和方法解決綜合性問題的能力。面對跨學科實踐任務學生分工合作、查找資料、提取信息，以文字、圖示等方式呈現所設計的方案，在實踐中用文字、視頻配語音和字幕記錄過程，總結歸納成果和實踐反思，增強了學生的實踐能力，學生認識到科學探究從提出有探究價值的問題出發，依據問題做出假設，設計和實施方案，獲取證據并分析得到結論，并用科學語言和信息技術合理表述探究的過程和結果。

四、項目式學習與跨學科實踐

筆者嘗試著通過綜合應用化學知識，并挖掘跨學科素材，建構跨學科的微項目學習活動運用于新課或復習課，落實化學與社會·跨學科實踐學習主題的課標要求。例如在人教版“物質的變化和性質”新課教學中，融入海南非物質文化遺產資料如海南椰雕、海南黎錦、海南制鹽和海南制陶等，從物質的變化視角繪制海南非物質文化遺產傳統技藝類的宣傳海報為微項目作品，通過以下3個核心活動，幫助學生初步形成變化觀即知道物質是在不斷變化的，物質變化分為物理變化和化學變化，在一定條件下通過化學變化可以實現物質轉化。在學習的過程使學生深切的感受海南優秀傳統技藝，激發學生贊賞家鄉海南傳統技藝發展成果，熱愛家鄉海南的情感。

活動1：動手實踐，構建思維。通過水的沸騰、膽礬的研碎、膽礬粉末溶解、膽礬溶液中滴加氫氧化鈉溶液、石灰石與稀鹽酸反應等實驗，依據對實驗現象的記錄、分析，獲得證據，使學生初步形成從分類視角認識物質的變化，變化體現性質的認知。讓學生在實踐中學習，辨識物理變化和化學變化，物理性質和化學性質，建構變化體現性質的認知思路和方法。

活動2：分類歸納，加深理解。以海南非物質文化遺產中的傳統技藝為線索收集資料，從物質的物理變化和化學變化視角分析資料，資料包括：介紹海南非物質文化遺產中的傳統技藝文獻、圖片、視頻等，學生學習小組合作設計基于物質的物理變化、化學變化視角的海南非物質文化遺產傳統技藝類的宣傳海報，師生共同設計評價作品的量表。

活動3：成果展示，總結提升。學生學習小組派代表展示微項目成果和匯報研制過程，師生依據評價作品的量表對微項目成果進行評價。

又例如在對酸堿鹽的復習課中，筆者以“探秘自熱食品中的發熱包—復習酸堿鹽”為課題，以制作自熱食品為微項目作品，通過以下4個核心活動，讓學生經歷真實的跨學科問題解決過程，初步建構自覺將化學知識與生活生產實際相結合，能基于物質及其反應的規律和跨學科知識，運用實驗手段完成作品制作，初步形成在解決實際問題時，需要綜合運用各學科知識，采用合適方法和工具，通過合作、協同創新解決問題的思路與方法。

活動1：微項目界定。課前收集我們身邊常見的自熱食品和在生活中的應用，體會項目的意義和價值。研讀其說明書，梳理其發熱原理的化學方程式，思考：基于一定需求設計和制作自熱食品需要考慮哪些問題？使用過程和使用后應注意什么問題？設計的思路是什么？小組合作研討制作自熱食品的制作目標和具體任務。

活動2：建構解決工程類問題的模型。實驗探究自熱食品中發熱包的發熱原理，對于發熱包中各成分比例進行反復實驗，確定最佳配方比例，初步建立設計和制作自熱食品的一般程序和方法，形成模型。

活動3：制作自熱食品。應用模型，從各組目標出發，小組合作動手制作自熱食品如自熱米飯、自熱快食面、自熱火鍋等，通過多輪實驗，不斷改進，生成作品。

活動4：微項目作品展示。各組展示作品、介紹、現場品嘗自熱食品和評價，總結歸納解決作品制作類問題的思路與方法。

化學與社會·跨學科實踐基于跨學習主題、跨學科的特點，通過跨學科思維引領和實踐，構建學生跨學科學習思維模型，培養學生核心素養和促進學習綜合能力的提升。在開展初中化學與社會·跨學科實踐的教育教學研究中課題組通過將教學內容在本學科內和學科間進行整合，創設基于跨學科視野的學習任務驅動，讓學生在完成這些學習任務后初步形成了調用不同學科方法解決實際問題的思路與方法，同時使得學生的合作、實踐、創新等方面的能力也獲得發展。

【參考文獻】

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（基金項目：本文系海南省2022年教育科學規劃專項課題“初中化學與社會·跨學科實踐研究”的研究成果之一，課題編號為QJH202210045）