初中化學跨學科主題情境教學的設計與實施

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2025）16-0119-05

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《2022年版化學課標》）提出“加強課程綜合，注重關聯”的教學要求，強調跨學科實踐活動在培養學生核心素養方面的重要價值，倡導通過自主探究、合作學習、項目式學習等學習方式，提升學生的綜合素養[。數字化與智能化教學手段的推廣應用，為初中化學跨學科教學提供了資源整合與情境創設的支撐。然而，部分初中化學教師在進行跨學科教學時，存在情境創設脫離真實生活場景、學科知識融合表層化、信息技術應用略顯生硬等問題，導致課堂教學出現了情境創設碎片化、核心素養培育低效化等弊端。在教育信息化背景下，如何構建跨學科主題情境框架，如何設計符合學生認知特點的教學活動，如何評價學生跨學科素養發展等，成為初中化學教師的研究課題。筆者將林雪榮、李品儀老師團隊研創的主題探究式情境教學模式遷移運用到初中化學學科，以“做環保小衛士，護中國‘鹽'值\"教學為例，借助信息技術整合多學科知識，構建沉浸式學習情境，以與主題相關聯的系列開放性學習探究活動為主線，搭建遞進式情境鏈[2，促進學生化學學科理解能力和跨學科思維能力的協同發展。

一、初中化學跨學科主題情境教學的整體設計

（一）結合初中化學課程內容，創設具有跨學科融合潛力的主題

跨學科教學是指依托多學科知識和方法的相互作用，圍繞特定主題所開展的綜合性教學活動。跨學科教學有助于學生在系統認知中深化知識理解，拓展教學資源維度，達成學科知識的結構化整合[3]。《2022年版化學課標》提出，教師應注重創設真實且富有價值的問題情境，引導學生主動參與、積極探究，培養學生解決實際問題的能力。初中化學跨學科教學主題需以化學學科核心概念為基點，體現“學科邏輯—問題邏輯—認知邏輯”：一是與化學核心概念存在實質性關聯；二是具備真實情境下的問題解決空間；三是能夠激活學生已有認知結構，通過認知沖突推動知識建構。教師應深入挖掘初中化學與其他學科教學內容的內在聯系，設計出具有跨學科融合特質的主題，在真實問題解決過程中培養學生的系統思維能力與跨學科實踐能力。

人教版化學九年級下冊第十單元課題3“常見的鹽”，以氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣等典型鹽類為認知載體，重點介紹了常見鹽的物理性質、化學性質、用途以及粗鹽提純的方法。學生需掌握鹽的溶解性、鹽與酸堿的反應等化學性質，理解鹽在日常生活、工業生產中的重要作用，通過實驗探究復分解反應的條件，構建物質轉化的基本認知框架。該課題包含鹽類物質鑒別、粗鹽提純等實踐操作，蘊含著豐富的科學探究要素，與地理、生物學、物理等學科存在諸多關聯。在教學中，教師可以整合多學科知識，引導學生開展跨學科探究：從地理學科視角分析不同地區鹽資源的分布與環境保護的關系，了解不合理開采對生態的影響；結合生物學知識，討論鹽攝入過量或不足對人體健康的危害，倡導合理飲食；基于物理學科原理，探究鹽的提純與凈化方法，思考如何減少工業制鹽對環境的污染。基于此，教師可以創設“做環保小衛士、護中國‘鹽'值”主題，將化學知識與環境保護、地理資源開發等多學科內容有機融合。通過這一主題的學習，學生不僅能掌握常見鹽的知識，而且能樹立環保意識，理解化學與生活的緊密聯系，提升綜合運用多學科知識解決實際問題的能力，促進跨學科素養的發展。

（二）基于跨學科主題情境設計教學流程

在實施跨學科主題情境教學時，教師需以系統性思維科學規劃教學流程。依據建構主義學習理論與新課標核心素養培養要求，教師可以構建“主題選擇—教學分析—板塊劃分—評價反思”的跨學科主題情境教學流程（如圖1）。該教學流程以學科核心概念、原理和方法為邏輯主線，結合具體情境融入多學科的相關知識，為學生搭建起功能完備的跨學科知識應用的橋梁，通過“五跨”融合實現教學創新：一是跨中有支持（技術賦能），為教學提供豐富資源與多元手段，打破傳統教學局限；二是跨中有根基（學科主線），以學科核心概念為主線，保證教學內容的專業性與知識連貫性；三是跨中有尺度（微主題驅動），使教學內容聚焦，便于學生深入探究；四是跨中有合作（多元學習方式），促進學生合作交流，碰撞思維火花與知識共建；五是跨中有評價（動態評價機制），及時反饋學生學習效果，助力教學調整與優化。通過該流程的實施，學生能有效突破學科壁壘，在跨學科學習中實現知識的融會貫通，提升綜合運用能力，促進核心素養發展。

“做環保小衛士，護中國‘鹽'值”跨學科主題情境教學的整體設計聚焦化學與地理學科的交叉與融合（如下頁圖2）。在教學實踐中，教師引導學生分析鹽的化學性質與地理環境的相互作用，以及鹽業生產對生態的影響，通過項目式學習推動核心素養落地。學生在小組合作中完成鹽的性質探究與用途調研，認識到鹽業生產與環境保護的重要性，增強對自然資源的保護意識，提升實踐能力和團隊協作能力。同時，教師將現代信息技術與化學教學深度融合，創設沉浸式學習情境，設計梯度化學習任務，引導學生深度參與跨學科學習活動。

二、初中化學與地理跨學科主題情境教學的實施

《2022年版化學課標》提出，教師應注重創設真實且富有價值的問題情境，引導學生主動參與、積極探究，培養學生解決實際問題的能力。在教學實踐中，教師以化學知識為核心，整合多學科的知識和方法，利用信息技術創設多樣化的教學情境，設計多層次的學習任務，促使學生深度參與主題探究活動，促進學生對化學知識的理解和遷移運用，提升學生從不同角度分析和解決問題的綜合能力[4]。

在“做環保小衛士，護中國‘鹽'值”主題教學中，教師巧妙運用信息技術創設情境，激情導入新課。課堂導入環節，教師借助多媒體播放一段精彩視頻，視頻內容豐富，既展現了鹽與酸堿的反應、鹽的溶解性

（一）創設情境，激情導入新課

等化學性質和物理性質，又呈現了鹽的地理分布，如不同地區的鹽湖、鹽礦景象。視頻結束，畫面定格在“護中國‘鹽'值”幾個大字，教師適時提問：“視頻中提到的鹽是從化學角度還是地理角度進行介紹的？”這一問題瞬間點燃了學生的思考熱情，引發了學生關注鹽的多學科屬性。接著，教師聚焦視頻中出現的青海察爾汗鹽湖，引導學生從高海拔干旱地區的蒸發量、日照時長等地理條件，思考這些條件對鹽類結晶效率的影響，并簡要介紹本課將圍繞化學和地理兩個學科展開融合教學。隨后，教師以任務驅動的方式拋出“誰是中國‘鹽’值最佳

主題情境 教學環節 涉及學科 教學內容地理知識（地理）：學生復習中國四大鹽場相關知識；分組搶答四大鹽場相關知識并識別位置。鹽的種類探究（化學）：學生搶答除海洋產鹽外的其他環節1：有“鹽”在先 化學 鹽種類，了解不同地理環境下的鹽，判斷其化學成分是否相地理同，復習鹽的定義并判斷物質是否為鹽。

做環保小衛士’ 常見鹽的探究（化學）：分四大組探究氯化鈉、碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉四種鹽，各小組展示實驗并匯報實驗結果，環節2：“鹽”之有理 化學 包括化學式、性狀、俗稱、主要用途等。德育滲透：介紹侯德榜與純堿的故事，了解純堿的性質

護中國【鹽值 和用途，體會化學家對國家工業的貢獻。熱點討論：觀看網上視頻，思考核廢水排放對鹽的影響；化學 討論韓國搶鹽和中國搶鹽是否必要，分析原因；討論日本核環節3：有口難“鹽” 地理 廢水排放對中國海域的影響。應對措施探討：各組發表面對核廢水危機的看法，提出保護海洋環境、合理利用鹽資源的措施。環節4：一“鹽”為定 化學 承諾環節：學生承諾保護環境，做節能減排的好少年，地理 勇敢發聲反對破壞環境的行為。終極PK（化學、地理）：組織兩組學生上臺進行知識競賽，題目包括化學、地理知識。

守護者”的挑戰任務，將全班學生分成以氯化鈉、碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉四種鹽命名的四個大組，開展搶答我國四大鹽場相關知識的活動。接下來的課堂活動，學生都將在小組中進行合作學習。這種導入方式借助信息技術手段，將化學與地理知識進行了巧妙融合，以生動有趣的情境和富有挑戰的任務，迅速吸引了學生的注意力，激發了學生的學習動力。

（二）情境導學，構建跨學科知識框架

信息技術為教學注入了強大動力。虛擬現實（VR）技術能營造沉浸式學習體驗，地理信息系統（GIS）可輔助化學研究，化學虛擬實驗模擬軟件能解釋地理現象背后的化學原理。數智化背景下的初中化學跨學科教學打破學科壁壘，注重化學教學從知識灌輸到認知建構的范式轉型。

課堂上，教師利用多媒體呈現以“常見的鹽”為核心的思維導圖，從化學性質、地理分布、實際應用三方面展開，搭建起跨學科知識框架。首先，在回顧地理知識一一四大鹽場時，教師利用信息技術構建沉浸式學習情境，使學生仿佛置身于鹽田，目睹海水引入、蒸發結晶、鹽的采集等生產過程。此時，學生結合化學知識，分析鹽的形成原理和化學反應，對鹽業生產有了深刻認識。教師還設置互動環節，讓學生觀察不同鹽場的地理環境差異，思考其對鹽業生產的影響。例如，學生對比青島鹽場的季風氣候與青海鹽湖的高原氣候，分析蒸發速率與鹽類組成的關聯，這種具身認知有效突破了傳統課堂的時空局限，增強了對地理環境差異的感性認識與理解。其次，在講解氯化鈉的化學性質時，教師利用增強現實（AR）技術展示鹽的化學結構模型。同時，教師借助互動式學習平臺展示氯化鈉在地殼中的分布地圖、鹽礦樣本等地理信息，讓學生直觀感受化學與地理的聯系。學生結合化學中鹽的定義以及所學地理知識，討論不同地理環境下鹽的種類與形成原因，如海洋鹽場、鹽湖、鹽礦等，構建起跨學科知識框架。最后，教師創設復合型問題鏈“為何四川井鹽富含微量元素？\"“鹽湖礦產分布與區域經濟發展有何關聯？”，引導學生在課后通過查閱資料自主構建知識網絡，對鹽的電解性質與鹽場區位選擇、鹽類用途與區域經濟發展等跨學科知識進行統籌考慮。在整個教學過程中，教師主導與數智化信息技術相輔相成、相得益彰，幫助學生在情境中構建起化學與地理緊密相連的知識框架。當學生能夠用化學原理解釋鹽場分布規律，用地形成因推導鹽類組分特征時，學科間的認知藩籬自然消解。

（三）合作探究，達成情境導練

主題探究式情境教學鼓勵學生“動起來”，采用項目式學習、問題式學習等多樣學習方式，激發學生跨學科學習的主動性與創造性。在“做環保小衛士，護中國‘鹽’值”的合作探究環節，教師依托智能分組系統組建異質化學習共同體，每個小組通過數字資源庫獲取常見鹽的探究任務包：氯化鈉組聚焦海鹽生態，碳酸鈣組探索巖鹽礦脈，碳酸鈉組溯源鹽湖開發，碳酸氫鈉組追蹤鹽堿地治理。這種精準的任務分工，既凸顯化學物質特性差異，又映射其地理空間分布規律。

在探究過程中，學生通過網絡查閱鹽的化學性質及其與地理環境等相關資料；借助虛擬實驗室模擬鹽類溶解度實驗，同步調用地理信息系統（GIS）分析對應鹽礦的地理坐標；利用知識圖譜工具建立“化學性質一地理成因一環境效應”的關聯網絡；最后，小組合作完成“設計可持續發展的鹽田旅游方案”項目。例如，氯化鈉組在論證海鹽生產條件時，需整合海水成分數據、季風氣候模型與灘涂地形剖面圖，借助動態熱力圖可視化蒸發結晶效率，并精心制作成PPT進行學習成果匯報。在小組匯報過程中，教師要求學生從化學和地理兩個角度進行分析。以匯報氯化鈉為例，學生詳細介紹了氯化鈉的化學性質和廣泛用途，結合渤海海域獨特的地理特征，深入剖析海鹽生產的有利條件，如適宜的氣候、廣闊的灘涂等，同時客觀分析了可能面臨的環境問題，如海水污染對鹽質的影響等。對于小組合作項目“設計可持續發展的鹽田旅游方案”，教師從方案的科學性、創新性、可行性，以及小組成員的協作完成情況等方面提出改進建議，鼓勵學生課后借助AI輔助修改創新方案，并提交至班級微信群進行展示。這種信息技術支持的合作探究模式，打破了化學實驗室與地理現場的物理邊界，重構了問題解決的認知路徑。學生借助信息技術將化學與地理知識進行整合優化，創造出具有實際價值的解決方案，提升了綜合素養與創新能力。

（四）遷移運用，解決實際問題

跨學科主題情境教學以情境認知理論為基礎，通過知識遷移運用實現真實問題的創造性解決。在知識遷移運用環節，教師可以創設“鹽的用途與環境保護”項目式學習任務，引導學生將所學知識用于解決實際問題，實現理論與實踐的深度融合。教師利用信息技術構建虛實融合的教學情境，提供豐富資源與多元工具，促使學生通過整合化學與地理知識，分析和解決復雜現實問題：從化學角度，引導學生探討鹽在食品加工中作為防腐劑、調味劑的作用，在化工生產中用于制造玻璃、肥皂等的作用，以及在醫藥領域作為生理鹽水成分的用途；從地理角度，引導學生分析鹽場分布與海洋環境、氣候條件的緊密關聯，如沿海地區因海水資源豐富、蒸發量大而利于曬鹽，同時思考鹽業生產對周邊生態環境的影響，如過度開采可能導致海水入侵、土地鹽堿化等問題。借助數字資源和工具，教師將化學微觀原理與地理宏觀規律轉化為可視化模型，為學生提供了多維度的分析框架。

例如，在探討“日本核廢水排放會對我國鹽業生產產生哪些影響？\"這一問題時，學生借助信息技術查閱資料、開展小組討論，分析核廢水中的放射性物質對海水鹽度、鹽場生態環境和鹽產品安全性的潛在影響，提出加強海水監測、優化鹽業生產流程等應對措施。在問題探討過程中，教師利用多媒體展示核廢水排放路徑圖、海水鹽度變化數據和相關科學研究成果，幫助學生更全面、深入地理解問題，有效培養學生的批判性思維和解決實際問題的能力。這種虛實融合的探究模式，使學生經歷從現象觀察到科學決策的完整過程，最終實現將學科知識內化為解決復雜環境問題的素養、培養學生責任意識和創新能力的目標。

（五）多元評價，升華主題情境

信息技術賦能的初中化學跨學科教學依托智能學習平臺建立多元化的教學評價，通過階段性的匯報、小組作品互評、學習過程記錄等方式，及時反饋學生在不同階段的學習成效。同時，教師利用大數據分析技術，對學生的評價數據進行深入分析和動態評價，為教師調整教學策略和學生改進學習方法提供依據。信息技術支持的評價方式與教學的閉環聯動，使跨學科學習成為持續生長的認知系統。

一是關注多元化評價，多維度反映學生的學習情況。教師利用在線測試平臺，精心設計包含化學與地理知識的測試題，對學生的學習效果進行即時評價。測試題包括選擇題、填空題、簡答題等多種題型，全面考查學生對常見鹽的化學性質、地理分布、用途等知識的掌握程度。對于小組合作項目“設計可持續發展的鹽田旅游方案”，教師可以采用項目作品評價方式，從方案的科學性、創新性、可行性以及小組成員協作能力等方面進行綜合評價。同時，教師利用學習過程記錄平臺，詳細記錄學生在項目實施過程中的表現，如資料收集的全面性、數據分析的準確性、討論交流的積極性等，為學習過程評價提供有力依據。這種多元化評價方式，讓學生清晰地感知到自身在不同階段的學習成果與不足，在動態調整中不斷提升跨學科知識的綜合運用能力。

二是突出表現性評價，為教學提供精準指導。教師利用大數據分析技術，通過希沃課堂表現性評價、在線測試成績、項目作品評價結果和學習過程記錄數據等進行深入剖析：在知識掌握方面，可判斷其對化學與地理知識的理解深度；在跨學科思維方面，可洞察學生整合多學科的知識和方法解決問題的實際能力；在團隊協作方面，可了解學生在小組中的角色與實際貢獻。依據這些數據，教師能精準發現學生學習過程中的進步與不足，并隨時調整教學策略，為學生提供個性化的學習建議。例如，針對化學知識掌握困難的學生，教師可以推薦相關在線學習資源和輔導課程；對于跨學科思維能力較弱的學生，教師可以設計針對性訓練題自和活動，發展學生的跨學科思維能力。

三、初中化學跨學科主題情境教學的成效與反思

以“做環保小衛士，護中國‘鹽’值”為主題的初中化學跨學科主題情境教學實踐表明，信息技術與學科融合的創新模式在教育教學中展現出多維育人價值。在激發學習興趣方面，調查結果顯示， 91.2% 的學生樂于參與此類教學活動。這種將化學與地理知識融合、借助豐富情境開展教學活動的方式，擺脫了傳統課堂的枯燥乏味，讓學生在充滿新奇與趣味的氛圍中主動探索知識，極大地調動了學生的學習積極性。在知識整合與素養培養方面， 87.6% 的學生在知識應用能力、跨學科思維水平和環保意識方面有了明顯提升。信息技術的深度融入更是錦上添花，VR/AR技術讓抽象的化學原理與具象的地理現象緊密結合，使課堂互動性提升了 42% ，學生仿佛置身于真實情境當中，學習沉浸感顯著增強，更容易理解和掌握所學知識。

然而，實踐中也暴露出一些值得關注的問題。例如， 18.0% 的學生在協作過程中出現任務推矮現象， 15.0% 的學生因設備操作不熟練影響探究進程。針對這些問題，教師可采取以下改進措施：通過角色分工卡明確學習任務，運用遞進式問題鏈引導學生深度合作；開發分層培訓課程，幫助學生掌握技術工具；編制《數字技術應用手冊》，為學生技術應用提供即時指導。優化后的教學成效斐然，對比實驗表明，實驗班學生跨學科問題解決能力較對照班提高了34.0% ，項目式學習活動參與度提升了 28.0% ，環保實踐行為頻次增加了 35.0% 。

綜上所述，信息技術支持的跨學科教學，能夠為學生構建起充滿活力與挑戰的學習環境。教師通過巧妙融合信息技術與跨學科理念，精心設計教學主題與情境，創新教學方式和方法，切實激發了學生的學習興趣和探究精神，促使學生實現了知識建構從碎片化走向系統化、思維發展從單一性轉向復合性、素養培育從認知層面升華為實踐層面的三重突破，提升了學生的跨學科思維能力。

參考文獻

[1]黃美霞.基于跨學科融合的初中化學教學實踐探究：以滬教版九年級（上冊）“水的凈化\"為例[J].名師在線，2024（30）：43-45.

[2]林雪榮，李品儀.指向核心素養的主題探究式情境教學探索：以電功率專題復習教學為例[J].廣西教育，2020（13）：67-69.

[3]王慧.新課標理念下化學跨學科融合教學[J].文理導航（中旬），2023（10）：16-18.

[4吳飛飛.跨學科學習在初中化學課程中的實施[J].教育與裝備研究，2023，39（10）：36-40.

注：本文系廣西教育科學“十四五”規劃2025年度規劃課題“數智化背景下化學跨學科主題情境教學實踐研究”（2025C715）的階段研究成果。

（責編韋榕峰）