跨學(xué)科整合視角下初中境脈化學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新研究

摘" 要：本文基于跨學(xué)科整合的視角，探討初中化學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新路徑，通過深入分析化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系，提出了境脈化學(xué)教學(xué)模式，旨在為學(xué)生構(gòu)建一個豐富、多維的學(xué)習(xí)環(huán)境.境脈化學(xué)教學(xué)模式不僅強(qiáng)調(diào)化學(xué)知識的系統(tǒng)傳授，更注重通過跨學(xué)科整合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和解決問題的能力.文章旨在通過具體的教學(xué)案例和策略分析，為初中化學(xué)教學(xué)的改革提供新的思路和方法.

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科；境脈化學(xué)；教學(xué)模式創(chuàng)新；初中化學(xué)

中圖分類號：G632""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""" 文章編號：1008-0333（2025）05-0134-03

收稿日期：2024-11-15

作者簡介：

王艷，本科，中學(xué)一級教師 ，從事化學(xué)教學(xué)研究；

吳華君，本科，中學(xué)高級教師，從事初中化學(xué)教學(xué)研究.

基金項目：江蘇省中小學(xué)第十四期教學(xué)研究立項課題“初中化學(xué)境脈浸潤的課堂教學(xué)實踐研究”（課題編號：2021JY14-L212）；江蘇省2023年度“十四五”教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“境脈理念觀照下初中化學(xué)主線式教學(xué)行動研究”（課題批準(zhǔn)號：B/2023/03/256）.

化學(xué)作為一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，其知識體系與生物、物理、地理等學(xué)科緊密相連.因此，教師從跨學(xué)科整合的視角出發(fā)，對初中化學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新，這具有重要的現(xiàn)實意義和長遠(yuǎn)價值.境脈化學(xué)教學(xué)模式正是在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生，強(qiáng)調(diào)化學(xué)知識與實際情境、其他學(xué)科知識的融合，旨在通過跨學(xué)科整合，為學(xué)生的全面發(fā)展提供有力支持.

1" 境脈化學(xué)的內(nèi)涵與特征

“境脈”在不同領(lǐng)域有不同解讀，在初中化學(xué)課堂教學(xué)中，“境脈”是指“課堂教學(xué)情境脈絡(luò)化”.“教學(xué)情境”就是指種種蘊(yùn)含著知識的生活場景、活動情景以及師生在教學(xué)過程中所進(jìn)行的實驗背景等［1］.“教學(xué)脈絡(luò)”即教學(xué)主線，能夠為教師的教學(xué)進(jìn)程鋪設(shè)軌跡，為學(xué)生的學(xué)習(xí)過程指引方向，為學(xué)生的探究指示走向的脈動.境脈化學(xué)的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在將“境脈”概念引入化學(xué)教學(xué)中，從而構(gòu)建一種特殊的教學(xué)模式.因此，境脈化學(xué)可以理解為通過創(chuàng)設(shè)一個與化學(xué)知識緊密相關(guān)的主題情境，并將其作為教學(xué)的主線，貫穿整個教學(xué)過程，學(xué)生能夠在真實的情境中學(xué)習(xí)化學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效果.同時，境脈化學(xué)的內(nèi)涵還包括情境性、系統(tǒng)性、主體性.可見，境脈化學(xué)的內(nèi)涵和特征體現(xiàn)了其獨(dú)特的教學(xué)理念和教學(xué)模式，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和綜合素質(zhì).

2" 基于跨學(xué)科整合視角下初中境脈化學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新策略

2.1" 境脈化學(xué)與地理學(xué)科的結(jié)合

境脈化學(xué)與地理學(xué)科的結(jié)合，主要體現(xiàn)在兩個學(xué)科之間的交叉與融合，共同促進(jìn)學(xué)生對自然環(huán)境和人類活動關(guān)系的深入理解［2］.地理學(xué)研究地球表層的空間結(jié)構(gòu)、時間演變和相互作用機(jī)制，而化學(xué)關(guān)注物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律，兩者在多個領(lǐng)域存在交叉，如環(huán)境科學(xué)、地球化學(xué)等.地理學(xué)科中的自然地理涉及大量的化學(xué)變化，如巖石風(fēng)化、土壤形成等，這些化學(xué)過程對于理解地理現(xiàn)象，如地貌形成、生態(tài)變遷等，具有重要意義.

例1" 某科學(xué)探險隊在地球某處發(fā)現(xiàn)了一些巖層，隨后

收集這些巖層的粉末，將其帶回進(jìn)行化學(xué)分析.該巖層為固體粉末狀態(tài)，初步判斷可能由CaCO3、CaO、Na2CO3等一種或者多種物質(zhì)組成，為了確定該巖層粉末的組成，對其進(jìn)行如圖1所示的實驗.

求解：當(dāng)X化學(xué)溶解液只有一種溶質(zhì)時，那么該溶質(zhì)的化學(xué)式是什么？對應(yīng)的巖層固體粉末組成是哪種？

解析" 從實驗過程圖中可以提煉出2個關(guān)鍵詞，白色沉淀和無色氣體，因此，結(jié)合題目已知的信息可知，白色沉淀必然是碳酸鈣，結(jié)合探險隊所處的探險位置，從而分析出碳酸鈣的存在有以下兩種情況［3］.第一，巖層固體中含有碳酸鈣；第二，碳酸鈣是由氧化鈣溶于水形成氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)后，可得到如下化學(xué)方程式

CaO+H2OCa（OH）2

Ca（OH）2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH

在已知X溶液中只含有一種溶質(zhì)的情況下，同時又能和稀鹽酸反應(yīng)生成無色氣體，可得知X溶液中的溶質(zhì)為碳酸鈉，對應(yīng)的碳酸鈣只能是第一種存在情況，以此得出最終的結(jié)論為該巖層固體粉末中含有CaCO3、Na2CO3.結(jié)合探險隊所處的位置為非洲某地，而對應(yīng)巖層以碳酸鈣居多，那么探險隊所處的位置必然是遠(yuǎn)古非洲馬加迪湖的某處遺跡.在這種化學(xué)習(xí)題分析時，結(jié)合地理相關(guān)知識點(diǎn)，將其聯(lián)系在一起，能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識的同時復(fù)習(xí)地理相關(guān)知識點(diǎn)，從而實現(xiàn)對兩種學(xué)科知識的融合與鞏固目的.

2.2" 境脈化學(xué)與物理學(xué)科的結(jié)合

物理學(xué)科提出了“三大守恒”定律，分別為質(zhì)量守恒、電荷守恒、能量守恒，物理以探究宏觀宇宙為主，同時也包括微觀宇宙，而化學(xué)則主要是以微觀物質(zhì)和現(xiàn)象作為研究對象［4］.那么物理中的“三大守恒”定律是否能夠在化學(xué)學(xué)科中依舊適用，則需要教師在教學(xué)中將這兩門學(xué)科進(jìn)行教學(xué)融合，并基于跨學(xué)科整合視角的方式，對化學(xué)“守恒”展開教學(xué)探究.

例2" 在一定條件下，磷能夠和干燥的氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，通常情況下，0.25 g的磷能夠消耗掉314 mL的氯氣.當(dāng)磷和氯氣充分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后，會生成PCl3、PCl5這2種物質(zhì)，如果按照“守恒”定律進(jìn)行計算，那么PCl3、PCl5物質(zhì)的量比約等于多少？

A.1∶2" B.2∶3" C.3∶1" D.5∶3

解析" 通常情況下，大部分學(xué)生面對這種類型的習(xí)題時，會根據(jù)化學(xué)方程式計算，不過這種方式比較繁瑣，且計算量較大.因此，根據(jù)“守恒”定律可知，物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)前后的“質(zhì)量”“能量”不變，變化的是物質(zhì)的“形態(tài)”“方式”等.

假設(shè)：n（PCl3）=x mol

n（PCl5）=y mol

由于磷元素守恒，可知

x+y=0.2531.

同時氯元素守恒，則有

3x+5y=（0.314×2）22.4.

通過求解，可得出x=0.006，y=0.002

故最終正確的答案為C選項.

2.3" 境脈化學(xué)與生物學(xué)科的結(jié)合

以“分子到細(xì)胞”為例，對于初中學(xué)生來說，理解生物體如何執(zhí)行各種生命活動的基礎(chǔ)在于深入探討細(xì)胞——這一生命體系的基本單元，特別是構(gòu)成細(xì)胞的分子層面.教學(xué)中，如果僅僅強(qiáng)調(diào)“細(xì)胞是生命的基本單位”這一核心概念，而忽略了跨學(xué)科知識的融合，學(xué)生對該概念的理解很可能僅停留在抽象詞匯的認(rèn)知上.因此，通過將化學(xué)原理與分子層面的知識融入生物學(xué)教學(xué)，可以促使學(xué)生思維向更深層次發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)基礎(chǔ)知識作為工具，去探索和解決生物學(xué)領(lǐng)域的問題，從而實現(xiàn)知識的融會貫通和實際應(yīng)用能力的提升.

基于跨學(xué)科整合視角下概念模型分析“分子到細(xì)胞”這一主題時，應(yīng)基于生物和化學(xué)兩學(xué)科的具體概念［5］.

（1）生物學(xué)科：生物大分子以碳鏈作為骨架，能夠使其具有穩(wěn)定性和多樣性，也可以從不同位置發(fā)生斷裂，將參加生物體化學(xué)反應(yīng)中釋放出的能量作為生活活動所需；

所有生物都由單細(xì)胞組成；

動物需能量、空氣以及水外，還需要適應(yīng)的生存環(huán)境；

植物需二氧化碳、水以及光合作用.

（2）化學(xué)學(xué)科：

所有物質(zhì)都是由分子、原子等粒子構(gòu)成；

分子則是由原子以不同序列組成；

由100種當(dāng)前已知元素組成地球上的一切物體；

化學(xué)反應(yīng)屬于分子中原子的重新組合.

（3）生物與化學(xué)學(xué)科交叉后的概念：細(xì)胞由分子組成；

所有生物依賴于食物鏈獲取能量.

（4）跨學(xué)科核心概念：細(xì)胞構(gòu)成了生命的基本單位，承載著所有生命活動，細(xì)胞內(nèi)的各個組成部分協(xié)同工作，執(zhí)行特定任務(wù)，而蛋白質(zhì)作為核心生物大分子，通過不斷的代謝活動支撐起細(xì)胞的多樣化功能.教育過程中，通過從分子（化學(xué)層面）上升到細(xì)胞乃至動植物組織與器官（生物學(xué)層面）的系統(tǒng)性比較分析，如圖2所示，學(xué)生能夠逐步建立起對“細(xì)胞為基本生命系統(tǒng)”這一概念的深刻理解和認(rèn)同.這一過程不僅讓復(fù)雜的化學(xué)分子變得生動有趣，而且通過聯(lián)系日常生活中的生物實例，抽象概念得以具體化，促進(jìn)了知識的內(nèi)化吸收與綜合應(yīng)用，深化了學(xué)生對生命本質(zhì)的理解.在生物與化學(xué)學(xué)科相結(jié)合的教學(xué)基礎(chǔ)上，學(xué)生往往更容易接受細(xì)胞作為生物體結(jié)構(gòu)基本單位的概念，而非完全理解其作為功能執(zhí)行者的作用.因此，在初中化學(xué)學(xué)科的課程設(shè)計時，教師逐步揭示實現(xiàn)細(xì)胞功能背后的化學(xué)基礎(chǔ)顯得尤為重要.此外，鑒于初中課程設(shè)有“分子與細(xì)胞”模塊，初中階段的跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)有助于學(xué)生提前熟悉細(xì)胞功能的分子機(jī)制，減輕后續(xù)學(xué)習(xí)的難度，縮小知識斷層，為深入探索生命科學(xué)奠定堅實的基礎(chǔ).

3" 結(jié)束語

跨學(xué)科整合視角下的初中境脈化學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新，是對傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)模式的革新和挑戰(zhàn).不僅要求教師在教學(xué)過程中要關(guān)注化學(xué)知識的系統(tǒng)傳授，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和解決問題的能力.通過跨學(xué)科整合，教師能夠為學(xué)生構(gòu)建一個豐富、多維的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望.相信在未來的教學(xué)實踐中，境脈化學(xué)教學(xué)模式將會得到更廣泛的應(yīng)用和推廣，為培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實踐能力的復(fù)合型人才做出更大貢獻(xiàn).

參考文獻(xiàn)：［1］ 鄧蓓，張寶歌，高梅香.境脈學(xué)習(xí)理論視域下初中地理跨學(xué)科教學(xué)探究：以“西溪濕地：探索人與自然和諧密碼”為例［J］.地理教學(xué)，2022（16）：33-36.

［2］ 張燕，沈愛萍，王建蘭.基于真實境脈問題的高中跨學(xué)科教學(xué)共同體研究［J］.教育，2022（6）：7-10.

［3］ 吳佳林.基于境脈教學(xué)思想的復(fù)習(xí)課設(shè)計：以“酸堿鹽專題復(fù)習(xí)：物質(zhì)的鑒別”為例［J］.化學(xué)教與學(xué)，2023（22）：75-78，83.

［4］ 史威.跨學(xué)科學(xué)習(xí)范式及其生成策略［J］.教學(xué)與管理，2021（9）：21-24.

［5］ 劉新陽.從學(xué)習(xí)的境脈轉(zhuǎn)換本質(zhì)看STEM教育［J］.上海教育，2019（36）：70-71.

［責(zé)任編輯：季春陽］