初中化學跨學科實踐活動的基本特征與實施路徑

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

跨學科教育以培養具有綜合素養的創新型人才為宗旨，正在全球范圍內全面普及與推廣。2022年發布的《義務教育課程方案》和16個義務教育課程標準提出要進行“跨學科實踐”，并將其作為各學科新課標的一級主題，這是促進我國基礎教育階段課程內容與教學方式深刻變革的重要舉措。

根據《義務教育化學課程標準（2022年版）》，“跨學科實踐”被列為五大核心學習主題之一，至少需要使用 10% 的課時量進行學習。這一設計凸顯了化學學科在解決真實問題中的獨特價值，要求學生在實踐中實現知識整合與能力遷移[1]。在此背景下，各學校對跨學科實踐教學進行了積極探索，但調研發現，化學教師對“什么是好的跨學科實踐教學”感到困惑，對如何以跨學科實踐呈現化學教學內容亦尚未形成統一認識[2]

為此，本文基于建構主義學習理論與社會文化視角，結合國內外實證研究成果，探討對于初中化學跨學科實踐的內涵理解，提煉化學跨學科實踐活動的基本特征及其實施方式，以期為化學教師在“雙新”背景下進行跨學科實踐活動教學提供理論與實踐支持。

1初中化學跨學科實踐活動的內涵界定

“跨學科實踐”往往以活動為載體展開。“跨學科實踐活動”可看作是“跨學科”和“實踐活動”兩個短語的復合。Woodworth于1926年提出“Interdisciplinary'一詞，并將其定義為“整合兩個及以上的學科領域”[3]，成為學術界和教育界研究跨學科實踐活動的開始。基礎教育中的“跨學科”強調的是圍繞一個主學科，有機融合主學科與其他學科的知識、技能和方法，以培養學生的跨學科理解能力和綜合問題解決能力[4]

實踐活動指的是通過實際動手操作的方式，將理論知識應用于真實情境中進行的學習和實踐過程5，通常包括實地考察和實驗、模擬實驗或案例研究、社區服務或實踐項目、創新設計或工程實踐等開展形式。這種活動需要學生親身體驗、操作，有利于動手能力的培養和生活經驗的積累。

綜合以上，本研究將化學跨學科實踐活動界定為以發展學生的跨學科思維和實踐能力為目的，以真實問題為驅動，以化學學科核心知識與方法為錨點，有機融合化學和其他學科的知識和方法，深度整合科學探究、工程思維、人文倫理等多維度能力，引導學生從“知識消費者”向“問題解決者”角色轉變的一種兼具專業性和綜合性的學科教學活動。

2初中化學跨學科實踐活動的基本特征

對初中化學跨學科實踐活動基本特征的認識是設計跨學科實踐活動的關鍵，本研究立足對化學跨學科實踐活動的內涵理解與價值認識，從“目標-過程-支持一評價”四個維度探討化學跨學科實踐活動應具有的基本特征。

2.1 目標導向維度的特征

2.1.1強調知識理解與能力發展協同

化學教學往往以學科知識脈絡為基礎，構建化學知識譜系。但在跨學科實踐中，學生面對的是復雜的社會性問題，因此需要著重培養學生對不同社會背景下化學知識表達形式的理解與內涵建構，提升學生的科學認知水平。由于社會真實情境中涉及多學科知識，還需以化學知識為起點，根據問題情境逐步建立與其他學科知識之間的關聯。可見，以化學跨學科實踐活動促進學生對本學科知識與其他學科知識的深人理解和應用是必然要求。

化學跨學科實踐活動中的社會、工程、生活主題，能夠自然地將化學跨學科實踐從化學學科引入到綜合性的實踐情境之中，學生需要開展查閱文獻、整理資料、分析論證、設計與實施方案、化學實驗與觀察、總結反思等活動。上述過程指向解決綜合的社會性問題，有助于發展學生的創新精神、綜合實踐能力。

例如，在“自制天然酸堿指示劑”項目中，學生需探究植物色素（如紫甘藍）的顯色規律（化學知識），同時結合生物學知識（植物細胞結構）和數學方法（繪制 pH-顏色變化曲線），最終設計出可用于檢測家庭清潔劑酸堿性的工具。整個活動充分關注了化學、生物、數學等學科知識及學科特征思維方法的學習與綜合運用，還培養了科學探究、批判性思維等實踐能力。

2.1.2兼具價值性與挑戰性要求

化學與日常生活、工程實踐、社會發展聯系產生的問題總是真實存在、有實際意義的，能夠讓學生體會到學習的價值一讓生活變得更加美好，激發學生探索自然的內在動力，更為學生提供重新認識化學問題的視野，有助于他們對原有知識體系下問題的價值判定進行再構，為學生從化學走向社會奠定重要的價值認知基礎。社會生活是一個復雜綜合的問題集，學生面向這樣復雜且系統的真實情境問題就是在迎接挑戰，他們需要整合多個學科的核心知識和方法形成問題解決的思路，從而展現綜合化的思維能力和對創新見解的回應。

例如，在“社區水質檢測與凈化方案設計”項目中，學生需實地采集水樣（地理實踐），分析污染物成分（化學實驗），設計低成本凈水裝置（工程思維），并撰寫社區倡議書（語文表達）。通過一系列有難度梯度的任務的實施，逐步觸發學生分析、創造、評價等高階思維，也使學生體會到化學在環境保護中的實際價值，增強社會責任感。

2.2學習過程維度的特征

2.2.1體現\"思\"與\"做\"結合

以往的化學教學中“思”與“做”常常是割裂開來的，造成學生“所思即所得”的線性問題解決思維。跨學科實踐活動要求學生既“動腦”又“動手”，促進學生形成綜合運用多學科知識解決問題的系統思維，實現深度學習。教師要將觀察、實驗、設計、制作、調查等穿插于化學跨學科實踐活動中，讓學生經歷調研訪談、創意設計、動手制作、展示表達、方案評價、反思改進等多樣化活動[，把想法“創”出來，把方案“做”出來，并將成果“用”起來，促進學生核心素養在這樣的“思”與“做”的融合中發展。

例如，在“探究食品添加劑的利與弊”活動中，學生需通過文獻研究（思辨分析）了解添加劑的種類及作用，再通過實驗（動手操作）檢測常見食品中的添加劑含量，最后結合數據撰寫調查報告并進行交流。讓學生在“動腦思考、動手實驗、動嘴表達”中深化對食品添加劑中相關學科知識的理解，發展核心素養。

2.2.2注重新知獲取與遷移應用融合

化學跨學科實踐活動對于知識學習的定位主要包括在社會背景下理解化學知識的內涵，在社會問題解決中建構跨學科綜合知識體系。開展化學跨學科實踐活動時，需超越傳統上把知識的掌握、應用和創造作為相繼發生的階段的線性認識，應將知識學習嵌人問題解決或任務執行的過程中，呈現新知獲取與遷移應用融合的特點，使得學生能夠在實際操作中獲得直接的反饋和經驗，使知識學習具有了意義背景[7]。

例如，在“碳中和背景下的燃料優化”項目中，學生需在探究新能源（如氫能）的過程中，學習燃燒反應、能量轉化等知識，并設計低碳校園能源方案。該活動以解決問題為主線，將知識學習嵌入解決問題的過程中，要求學生迅速消化知識并加以綜合運用，實現從“學化學”到“用化學”的跨越。

2.2.3 強調自主實踐和團隊協作聯動

化學跨學科實踐對學生提出了較高的認知挑戰，通常需要以合作學習的形式展開。學生通過小組對話、爭論或商討等形式對綜合性問題進行探索，以達成共同的學習目標。化學跨學科實踐活動還強調學生的自主實踐，增強學生“內部人”的身份感知，促使學生積極參與，體現擔當。這不僅是因為合作小組中組員的“生產性”作用關系的形成是順利解決共同面對的挑戰性任務的關鍵，而且只有學生切身經歷了調查統計、分析推理、動手操作、交流評價、反思改進等一系列完整的實踐過程，才能形成對內容的深人理解，發展思維能力與實踐能力。

例如，在“設計可降解塑料替代方案”項目中，學生分組調研塑料污染現狀（生物降解原理）、進行實驗對比不同材料的降解速率（化學分析），最終通過小組辯論確定最優方案。這個過程既有學生的自主實踐，又有小組的討論和整合，兼顧了學生自身素養的發展與團隊協作溝通能力的形成。

2.3支持與評價維度的特征

2.3.1關注支架與工具設計

學習支架是教育者幫助受教育者跨越最近發展區，激發潛在能力所給予的幫助[8]。跨學科實踐活動所創設的學習任務具有挑戰性和綜合性，僅依靠學生的自主實踐乃至合作學習往往難以完成，因此，學習支架和工具是撬動跨學科學習成功發生的重要支點。

化學跨學科實踐活動的學習支架主要包括情境性支架、策略性支架、評價性支架等。工具設計是指為學生提供實際操作和應用所需的工具和資源，包括實驗器材、模型材料等物質工具，概念圖、文獻資料、評價表格等概念性工具。精心設計的學習支架和工具能夠減少學生學習過程的盲目性，使學生能夠更好地關聯不同學科的知識和方法，提升應對復雜問題的自信心。

例如，在“家庭垃圾分類與資源化”活動中，為學生提供“常見垃圾成分表”“化學反應流程圖”等工具，降低探究難度，同時引導學生關聯化學（物質性質）、社會（政策法規）等多學科知識。

2.3.2重視成果交流與評價

課程改革倡導“教一學-評”一體化，要求學生的學、教師的教和學習成果的評價相統一。成果交流與評價是化學跨學科實踐活動實施的關鍵環節，它可以幫助教師更全面、客觀地了解學生在實踐活動中的表現和學習成果；而且通過成果交流與評價可以增進學生之間問題探討的深度，引導學生學習的方向。

化學跨學科實踐活動的評價內容和評價方式可以多元化，主要包括學生參與學習活動的過程評價和物化成果評價，評價方式包括觀察量表、紙筆測試、評價量規、學生訪談等[9。評價要注意與活動過程自然地整合在一起，有機融人到教學過程的各個環節中。

例如，在“大運河水的凈化與元素組成研究”[10]跨學科實踐活動中，開展了“調查大運河水質”“自制凈水器凈水”和“探究水的組成與變化”三個核心實踐任務，每個任務均嵌入對應評價標準。在各個階段，各小組匯報過程與結果，其他小組根據標準進行評價，并闡明理由。該活動通過多主體參與、多維度設計、多形式結合的評價方式，實現了教學評價的多元化以及與教學環節的深度融合，有效支撐了核心素養導向的教學目標。

3初中化學跨學科實踐活動實施路徑

為了充分發揮化學跨學科實踐活動對學科課程實施的整合功能，以化學核心知識與方法的學習與其他學科內容、情境或任務的關系為抓手，提出三種可供選擇的化學跨學科實踐活動的實施路徑。

3.1學科知識延伸式整合

以化學學科的核心知識為基礎，借助其他學科的情境拓展認知深度，利用其他學科的知識或情境習得化學知識。主要從本學科核心知識和基本技能教學需要出發，將觸角延伸至其他學科的內容與方法，以促進對本學科核心知識與思想方法更深刻的理解，形成“為我所用”的聯系拓展。

該實施路徑采用“錨點-關聯-探究”三步法。第一步錨點，即錨定化學核心知識，以化學知識為邏輯起點，聚焦課程標準中的關鍵概念。第二步關聯，即通過情境的選擇與創設，將錨定的化學核心知識與特定的跨學科情境關聯。第三步探究，即利用跨學科情境設計促進化學核心知識認知的探究任務，體現“學科融合一問題解決”的思維進階路徑，引導學生運用多學科知識解決問題。

例如，在學習“金屬的冶煉”一節內容時，首先，要錨定“金屬活動性順序”“氧化還原反應”等原理，以化學知識為基礎生發跨學科實踐活動。其次，可以將其與地理學科關聯，分析金屬礦藏分布圖（如中國鐵礦、鋁土礦分布），討論資源開發與地域經濟的關系；與歷史學科關聯，對比古代“濕法煉銅”與現代“電解法”，理解技術演進中的化學原理，體會科技進步的重大意義。再次，將探究任務與工程實踐整合，要求學生綜合地質、環保、經濟因素設計“金屬冶煉廠選址模型”。引導學生應用地理、化學、道德與法治等多學科知識，綜合考慮包括“金屬的冶煉方式”“冶煉廠選址”“環境保護與污染治理”“工廠周邊居民安置”等一系列問題，完成跨學科實踐活動。

3.2真實問題驅動式整合

以健康、環境、材料、資源、能源等真實問題為切入點，綜合利用化學本學科與其他學科的知識與方法共同解決真實問題，從而產生整合性理解。真實問題驅動式整合路徑旨在通過社會真實問題串聯多學科協作，引導學生形成綜合性解決方案，發展學生多學科核心素養。一般是在學生學習核心知識后，教師利用真實問題情境進行教學深加工，一方面引導學生從化學的角度觀察和分析問題，啟發學生從現實的角度思考和研究問題；另一方面是在思考和解決現實問題中形成本學科與其他學科的聯動[]

該實施路徑可采用“問題拆解-學科協作-工具設計-成果生成”四環模型。首先，篩選兼具價值性與挑戰性的真實問題。合適的真實問題要貼近學生生活，激發學生探究動機；要涵蓋化學核心知識，確保本學科深度；需要至少兩門以上學科協作解決，彰顯跨學科特點。其次，拆解跨學科實踐任務，要由繁化簡，解構跨學科任務，明確各學科介人節點與關聯，以實現跨學科任務的分解、重組與設計。接著，設計與應用協作工具，特別注意配置數字化協作工具，提高協作效率，為成果轉化、落地提供技術支持。最后，根據活動本身的目的合理選擇產出形式，包括實物模型、數字平臺等有形成果，以及研究報告、設計方案、政策建議等知識性成果。

例如，在“設計校園空氣治理方案”實踐活動中，首先確定“如何降低校園PM2.5污染？”的問題。這與學生息息相關，貼近學生生活體驗；解決該問題涉及污染物來源、檢測污染物成分等化學知識，PM2.5對植物的影響等生物知識以及技術手段等信息技術學科知識，具備多學科協同解決的特點。其次，將任務拆解為分別以化學、生物、信息技術為主的任務。化學任務分為檢測PM2.5成分（如碳顆粒、硫酸鹽），分析污染源；生物任務為研究PM2.5對植物葉片氣孔的影響；信息技術任務為設計校園空氣質量監測數據可視化平臺。再次，在實踐過程中使用共享在線文檔實現多成員同步編輯，提高信息的透明度與即時性；運用跨學科數據看板可視化呈現數據，促進高質量成果轉化。最后，可舉辦“清潔空氣科技展”，請學生展示實驗數據與創新裝置；也可以請學生提交《校園空氣治理提案》，要求包含化學治理方案、綠化優化建議、監測系統設計等內容。

3.3大概念統領式整合

以跨學科大概念為統領，打破學科界限地整合相關學科內容，重構知識網絡、串聯概念形成有機整體，以實現學科本質的貫通[12]。大概念統領式整合，可以依據“概念穿透-學科重構”的操作框架開展化學跨學科實踐活動。基于化學學習內容與任務，提取其中蘊含的跨學科大概念，并依據其內涵梳理其他學科反映該跨學科大概念的內容，圍繞跨學科大概念設計跨學科學習主題，融合化學學科以及其他學科對應跨學科大概念的理解，以完成學科的內容、方法和整體結構的重新構建。

例如，對于跨學科大概念“結構與功能”，化學學科突出“結構決定性質”“性質反映結構”等學科觀念，具體可以體現為“結構與功能”的化學要義“原子結構決定元素化學性質”。如“碳單質的多樣性”一課中碳的原子結構決定碳單質常溫下化學性質穩定。此外，聯結物理“原子/分子結構對物理性質的影響”，可以更全面地認識物質材料，理解石墨與金剛石的性質差異。生物中“結構與功能”相應的實例亦有助于進一步體會“結構與功能”的內涵。因此，圍繞跨學科大概念“結構與功能”，可以設計主題為“微觀結構如何塑造宏觀世界？”的跨學科實踐活動，基于化學學科與其他學科反映“結構與功能”的基本內容，設計跨學科實踐活動中的化學任務及相關學科任務，并創設任務鏈，如觀察現象—多角度對比碳單質性質（物理性質與化學性質）——探究本質（結構決定性質）——構建結構模型——遷移應用（“結構與功能”的跨學科遷移和多樣化呈現）。

在“大概念統領式整合”的跨學科實踐活動中，重視概念理解與應用水平的評價反饋。通常采用概念貫通式評價把概念理解和表現性任務結合，以評價學生概念理解的深度廣度、創新應用的水平等，評估核心素養和跨學科能力的發展，

例如，通過辯論賽“結構決定性質是否具有普適性？”，評價學生能否結合案例闡述“結構與功能”的內涵及其理解，能否從多學科角度引例論證;通過科幻創作“如果碳原子結構改變”，評價學生能否遷移對“結構與功能”的認識提出結構改良設想，以及該過程中體現的創新思維等。

總之，初中化學跨學科實踐活動是核心素養落地的重要載體，可基于“自標一過程一支持一評價”四個視角把握其主要特征及要求。可將化學學科知識與方法學習作為基礎，構建化學跨學科實踐活動的實施路徑。隨著人工智能與教育生態的深度融合，化學跨學科實踐需轉向個性化、智能化的探索，為化學跨學科實踐提供更加堅實、前沿的理論基礎與實踐指導。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2］張婷.化學跨學科教學的現實困境與實施策略［J]．科教導刊，2025，（4）：49～51.

［3］牛曉，劉勇．賦能跨學科主題學習助力創新人才培養[J].中國學校體育，2022，41（10）：6～9.