新課改下初中化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)創(chuàng)意融合實踐

隨著基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深入，跨學(xué)科教學(xué)已經(jīng)成為教育改革的重要議題，特別是化學(xué)與物理、生物、數(shù)學(xué)等學(xué)科的融合。新課程標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，要求教師打破學(xué)科壁壘，構(gòu)建完善的知識體系。很多教師雖然已經(jīng)認識到跨學(xué)科教學(xué)的重要性，但仍然存在著理論與實踐脫節(jié)、學(xué)科融合形式化、跨學(xué)科能力不足等問題。因此，探索有效的跨學(xué)科融合路徑十分必要。

一、研究設(shè)計

(一)理論基礎(chǔ)

本研究主要基于以下理論展開：首先，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)學(xué)習(xí)是學(xué)生通過已有認知結(jié)構(gòu)與新信息互動，主動建構(gòu)知識意義的過程。這為跨學(xué)科教學(xué)提供了重要指導(dǎo)，啟示我們應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實的學(xué)習(xí)情境，幫助學(xué)生建立不同學(xué)科知識間的聯(lián)系。其次，多元智能理論揭示了學(xué)生智能發(fā)展的多樣性，提示跨學(xué)科教學(xué)應(yīng)通過多樣化的活動促進學(xué)生全面發(fā)展。最后，核心素養(yǎng)理論為跨學(xué)科教學(xué)提供了目標(biāo)導(dǎo)向，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、探究能力和社會責(zé)任感。

(二)研究方法

本研究采用多元研究方法：一是文獻研究法，系統(tǒng)梳理國內(nèi)外相關(guān)研究成果，分析跨學(xué)科教學(xué)的發(fā)展趨勢和主要模式；二是案例分析法，選取典型教學(xué)案例進行深入分析，總結(jié)有效經(jīng)驗；三是教學(xué)實驗法，通過一學(xué)期的對照實驗，驗證研究結(jié)論的科學(xué)性。實驗共選取4個班級160名學(xué)生，其中，實驗組采用跨學(xué)科融合教學(xué)模式，對照組采用傳統(tǒng)教學(xué)方式。

二、初中化學(xué)與其他學(xué)科的融合路徑

（一）化學(xué)與物理學(xué)科的融合

在物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，教師可以借助動畫軟件或三維模型幫助學(xué)生直觀理解壓強的概念。例如：通過PhET交互模擬，讓學(xué)生觀察氣體分子在不同壓強條件下的行為，了解分子運動與壓強之間的關(guān)系，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，實驗操作也能深化學(xué)生的理解。通過“氣體壓縮與體積變化\"實驗，學(xué)生可以觀察氣體受壓縮時體積的變化，并結(jié)合物理中的氣體定律了解氣體的體積和壓強成反比關(guān)系，即體積減小時壓強增大。同樣，在能量變化教學(xué)中，教師可通過氣體膨脹做功的例子，幫助學(xué)生理解壓強對能量轉(zhuǎn)化的影響機理。教師可通過演示密閉容器中的氣體受熱膨脹推動活塞做功的實驗，或指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計一個簡單的氣壓實驗裝置，通過控制溫度或壓強來觀察氣體膨脹和壓縮對活塞的作用。這些實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生體驗到壓強與氣體狀態(tài)變化的密切聯(lián)系，從而加深對能量轉(zhuǎn)化與壓強關(guān)系的理解。在實驗技能的培養(yǎng)方面，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生正確使用溫度計、氣壓計和量筒等實驗儀器，幫助他們通過測量和計算來分析壓強變化規(guī)律。學(xué)生可以通過氣體壓縮實驗，記錄不同條件下的體積和壓強，并繪制“壓強一體積\"關(guān)系曲線，進而探究壓強隨體積變化的規(guī)律。這些實驗不僅提升了學(xué)生的實驗技能，還培養(yǎng)了他們科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度和邏輯思維能力。

（二）化學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)科的融合

在化學(xué)與數(shù)學(xué)的融合教學(xué)中，教師可以設(shè)計一個“溶液配制”項目。首先，向?qū)W生介紹溶液的基本概念，包括溶質(zhì)、溶劑以及質(zhì)量分數(shù)的計算方法，并給出具體的任務(wù)，如配制一定濃度的鹽水或糖水，讓學(xué)生根據(jù)給定的質(zhì)量分數(shù)，計算出所需溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量。其次，學(xué)生進行實際操作，配制溶液，并通過稱重和測量體積的方法確保配制的準(zhǔn)確性。在這一過程中，學(xué)生將運用比例、百分比等數(shù)學(xué)知識來解決實際問題，有利于培養(yǎng)定量分析的能力。最后，為了進一步提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力，教師可以教授學(xué)生如何繪制溶解度曲線圖。通過實驗測定不同溫度下某種物質(zhì)(如食鹽)在水中的溶解度。學(xué)生會獲得一組數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)紙上繪制這些數(shù)據(jù)點，連接成一條平滑的曲線。通過這條曲線，學(xué)生能夠直觀看到溶解度隨溫度的變化趨勢，進而理解溶解度與溫度的關(guān)系。這一過程不僅提升了學(xué)生的數(shù)學(xué)繪圖技能，還加深了他們對化學(xué)現(xiàn)象的理解。無論是配制溶液還是繪制溶解度曲線，都離不開精確的計算和數(shù)據(jù)分析，只有通過定量分析得出數(shù)據(jù)，才能為科學(xué)研究提供可靠的支持。這樣的體驗不僅提升了學(xué)生的綜合素養(yǎng)，還培養(yǎng)了他們對科學(xué)探究的興趣。

(三)化學(xué)與生物學(xué)科的融合

在化學(xué)與生物的融合教學(xué)中，“酶的作用”是核心主題，教師可以通過實驗引導(dǎo)學(xué)生理解酶的催化功能及其高效性和特異性。首先，講解酶的基本概念，讓學(xué)生了解酶作為生物催化劑的作用。在“淀粉遇碘變藍\"實驗中，加入唾液中的淀粉酶后，溶液中的藍色逐漸消失，這直觀展示了酶的分解功能。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生進一步探索酶的活性受pH值和溫度的影響，并調(diào)整實驗條件，以驗證實驗結(jié)果，從而讓學(xué)生理解生物化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控機制。這一系列的實驗不僅深化了學(xué)生對酶催化原理的理解，還提升了其實驗技能和科學(xué)思辨能力。學(xué)生通過實踐活動獲得的經(jīng)驗，將幫助他們更好地掌握相關(guān)知識，激發(fā)他們對生命科學(xué)的興趣，有助于其全面發(fā)展。

(四)化學(xué)與地理學(xué)科的融合

在化學(xué)與地理學(xué)的融合教學(xué)中，教師可以通過對環(huán)境問題的探討，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊的實際問題，如當(dāng)?shù)睾恿骰蚝吹乃|(zhì)狀況。首先，教師可以介紹水污染的主要來源，包括工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)徑流和生活污水等，并解釋這些污染物對生態(tài)系統(tǒng)的影響。其次，教師可以展示一些案例，如某地區(qū)的水質(zhì)惡化導(dǎo)致魚類死亡、植被退化等現(xiàn)象，以此引起學(xué)生的共鳴。最后，為了讓學(xué)生有更深刻的體驗，教師可以組織一場實地考察活動，帶領(lǐng)學(xué)生到附近的水域采集水樣，并帶回實驗室進行檢測。在實驗室里，學(xué)生使用pH試紙、溶解氧測試儀等工具，測定水樣的pH值、溶解氧含量等指標(biāo)，并分組討論，提出諸如減少化肥使用、建立污水處理設(shè)施、推廣環(huán)保意識等具體措施。這樣的活動不僅增強了學(xué)生的科學(xué)探究意識和團隊合作精神，還有助于他們認識到科學(xué)與社會、環(huán)境的緊密聯(lián)系。通過參與這類實踐活動，學(xué)生能夠成為有責(zé)任感的公民，從而積極投身于環(huán)境保護事業(yè)。

三、跨學(xué)科融合教學(xué)的實施策略

(一)教學(xué)模式設(shè)計

跨學(xué)科融合教學(xué)應(yīng)采用主題式教學(xué)與項目式學(xué)習(xí)相結(jié)合的模式，這種模式能有效連接不同學(xué)科的知識，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)理解。在選擇主題時，教師應(yīng)關(guān)注綜合性與實踐性，確保所選主題能夠引發(fā)學(xué)生對現(xiàn)實問題的思考。例如：“水資源與環(huán)境保護”這一主題不僅涉及化學(xué)和地理知識，還與社會科學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等領(lǐng)域密切相關(guān)。通過對這樣主題的探究，學(xué)生能夠從多個角度理解水資源的重要性以及人類活動對環(huán)境的影響。

教學(xué)設(shè)計中，教師需要明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，制訂詳細的教學(xué)計劃，并確定多樣化的評價方式。在具體實施過程中，教師應(yīng)做好資源準(zhǔn)備與過程指導(dǎo)，以確保學(xué)生能夠順利參與各項活動。資源的準(zhǔn)備包括實驗器材、圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源等，教師應(yīng)為學(xué)生提供必要的支持，以加快他們的探究進度。此外，教師要根據(jù)學(xué)生的反饋及時調(diào)整教學(xué)策略，以更好滿足他們的學(xué)習(xí)需求。例如：在“能源與可持續(xù)發(fā)展”主題項目中，學(xué)生可以分組進行探究，每組選擇一種可再生能源，如太陽能或風(fēng)能，探討其在現(xiàn)實生活中的發(fā)展前景。在這一過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生制訂項目計劃，明確分工，進行數(shù)據(jù)收集與分析，最終形成一個完整的研究報告。這種實踐性較強的教學(xué)設(shè)計不僅培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作能力，還鍛煉了他們解決實際問題的能力。跨學(xué)科融合教學(xué)模式設(shè)計的核心步驟和要素如圖1所示。

(二)教學(xué)方法創(chuàng)新

探究式學(xué)習(xí)是跨學(xué)科教學(xué)的重要方法，它強調(diào)學(xué)生的主動參與和自主學(xué)習(xí)。在這一過程中，教師的角色不僅是知識的傳授者，更是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和支持者。教師應(yīng)設(shè)計開放性的探究任務(wù)，鼓勵學(xué)生觀察現(xiàn)象、提出問題、形成假設(shè)并進行實驗驗證。通過這種方式，學(xué)生不僅能夠在實際操作中獲得經(jīng)驗，還能發(fā)展批判性思維和創(chuàng)新能力。為了提升探究學(xué)習(xí)的有效性，教師應(yīng)充分利用信息技術(shù)，借助虛擬實驗、數(shù)據(jù)分析等手段支持學(xué)生的探究過程。此外，教師可以設(shè)計問題情境，以激發(fā)學(xué)生的探究欲望。例如：在“酸雨與環(huán)境\"這一主題教學(xué)中，教師可以提出一個開放性的問題：“我們能否通過改變?nèi)粘Ｉ钪械哪承┝?xí)慣來減少酸雨的形成？”通過這樣的情境設(shè)置，學(xué)生將在小組討論中提出解決方案，從而培養(yǎng)合作能力和創(chuàng)造性思維。這樣的探究式學(xué)習(xí)不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，還提升了他們對科學(xué)知識的理解和應(yīng)用能力。

（三）評價體系構(gòu)建

建立多元化的評價體系是跨學(xué)科融合教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，旨在全面評估學(xué)生在知識掌握、能力發(fā)展及情感態(tài)度等多個維度的表現(xiàn)。傳統(tǒng)的單一考試評價方法往往不能全面反映學(xué)生的真實水平，因此，教師必須采用過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的方式。這種多元化的評價方法可以通過觀察記錄、實驗報告、研究成果及小組討論等多種形式綜合評估學(xué)生的發(fā)展情況。在具體實施過程中，教師可以定期記錄學(xué)生在項目中的表現(xiàn)，包括他們在小組討論中的參與程度、實驗過程中的操作技能以及最終報告的質(zhì)量等。通過這樣的觀察記錄，教師不僅能夠了解學(xué)生的學(xué)業(yè)成就，還能有效關(guān)注他們在團隊合作、問題解決和創(chuàng)新思維等方面的成長。例如：如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生在某一領(lǐng)域的表現(xiàn)普遍較差，教師可以通過補充相關(guān)知識或調(diào)整教學(xué)內(nèi)容來幫助學(xué)生克服困難。這樣的反饋機制不僅有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還為教師提供了寶貴的信息，有助于教師優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。

四、教學(xué)實踐效果分析

(一)學(xué)習(xí)效果提升

通過一學(xué)期的教學(xué)實驗，跨學(xué)科融合教學(xué)取得了顯著成效。首先，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提升。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，實驗組學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣度比對照組高出 20% ，課堂參與度提升了 25% 。興趣的激發(fā)不僅能增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，還能促使他們更積極地參與課堂活動，從而提升學(xué)習(xí)效果。其次，學(xué)業(yè)成績方面也有顯著進步。在期末測試中，實驗組在知識應(yīng)用題和綜合題上的得分率比對照組高出 15% 。尤其是在需要運用多學(xué)科知識解決問題的題目上，實驗組的學(xué)生表現(xiàn)更優(yōu)異。這表明，跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方法有效提高了學(xué)生對知識的綜合運用能力。最后，核心素養(yǎng)得到了良好發(fā)展。通過項自評價和觀察記錄發(fā)現(xiàn)，實驗組學(xué)生在科學(xué)探究、邏輯思維和環(huán)境意識等方面有了明顯進步。這種素養(yǎng)的提升不僅對學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)有積極影響，更為他們未來的學(xué)習(xí)與生活奠定了堅實的基礎(chǔ)。

(二)存在的問題

盡管取得了良好的教學(xué)效果，實踐中仍然暴露出一些問題。首先，教師的跨學(xué)科知識儲備不足，直接影響了教學(xué)效果。在跨學(xué)科教學(xué)中，教師需要具備多學(xué)科的知識背景，以更好地引導(dǎo)學(xué)生進行深層次的探究。然而，部分教師在某些學(xué)科的知識儲備上存在欠缺，導(dǎo)致教學(xué)過程中的指導(dǎo)不夠全面。其次，課程進度安排較為緊張，深人探究的時間有限。雖然跨學(xué)科教學(xué)強調(diào)探究與實踐，但在實際教學(xué)中，由于課程內(nèi)容繁復(fù)，教師往往難以為學(xué)生提供足夠的深入探究時間，這限制了學(xué)生在某些主題上的深人思考，影響了教學(xué)效果的提升。最后，現(xiàn)有的評價體系有待完善，特別是對學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的評估還不夠科學(xué)。雖然已建立了多元化的評價體系，但在具體實施中，評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法的科學(xué)性仍需進一步優(yōu)化。尤其是在如何有效評估學(xué)生的跨學(xué)科能力和綜合素養(yǎng)方面，教師需要更具系統(tǒng)性和可操作性的指導(dǎo)方案。

通過主題式教學(xué)和項目式學(xué)習(xí)的有效結(jié)合，學(xué)生在知識應(yīng)用能力和綜合思維能力方面獲得了良好的發(fā)展。教師的跨學(xué)科教學(xué)能力是影響教學(xué)效果的關(guān)鍵因素，因此有必要加強對教師的專業(yè)培訓(xùn)，同時，優(yōu)化課程設(shè)置、完善評價體系，可為跨學(xué)科教學(xué)創(chuàng)造更有利的條件。未來的研究應(yīng)進一步探索跨學(xué)科教學(xué)模式的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)效果評估方法以及信息技術(shù)支持下的融合教學(xué)創(chuàng)新，以期為教育改革提供更全面的支持。

(侯金鶴)