《義務教育化學課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)重視開展核心素養導向的化學教學,加強實踐性活動的設計,轉變學生學習方式,倡導“做中學”“用中學”“創中學”的教育理念。新課標中的五大課程內容之一的學習主題5“化學與社會·跨學科實踐”,提供了10個跨學科實踐活動。依據新課標,結合各個單元的具體教學內容,人教版初中《義務教育教科書·化學(九年級上冊、下冊)》(以下簡稱“新教材”)把新課標的10個跨學科實踐活動編排在每個學習單元中。本文分析了新教材中跨學科實踐內容分布和活動設計特色,并結合教學實踐提出了教學建議。
一、跨學科實踐活動的內容體系
(一)跨學科實踐活動的編排體系
人教版化學教材秉承“從生活走進化學,從化學走向社會”的教育理念,在構建跨學科實踐活動的體系時,堅守基于學科立場的跨學科學習觀。教材重視以深入理解學科核心概念、掌握化學學科思想方法為基礎,從第二單元“空氣和氧氣”起,將跨學科實踐活動巧妙安排在每個單元內容學習之后。這樣的安排旨在發揮兩方面積極作用:一是助力學生在實踐活動中實現化學知識、方法以及情感態度的關聯整合、概括提升與遷移應用,促進化學觀念、科學思維、科學探究與實踐能力、科學態度與責任感等核心素養的融合發展;二是著重引導學生綜合運用化學、數學、技術、工程等多學科知識與方法,解決復雜問題,從而幫助他們形成跨學科解決問題的系統思維與創新能力。
(二)跨學科實踐活動的呈現方式
跨學科實踐活動的呈現方式主要是在每個單元最后呈現,主要分為四部分內容。第一是引言,是一個引導的真實問題情境,其目的是說明實踐活動的意義和價值。第二是活動的目標,即跨學科實踐活動要達到的目標是什么,每個活動的目標包括知識、技能、化學觀念、思路和方法、科學態度與責任等多學科素養。第三是活動設計與實施,該部分把實踐活動任務化,分別列出具體的任務,而且每個任務實施方向也非常明確,給予師生明確的指引。第四是展示交流環節,主要是展示實踐成果、設計方案、調查報告等,屬于分享交流與反思改進階段。
(三)跨學科實踐活動的內容選擇
新教材緊扣新課標關于跨學科實踐的活動課時和活動內容的建議。以掌握學科知識、思維方法等為基礎和工具,跨學科實踐活動編排在單元內容學習之后,結合教材單元內容主題選擇跨學科實踐活動的內容及活動類型,以此引導學生遷移應用學科與跨學科知識解決實際問題。
新教材10個跨學科活動注重育人價值,結合化學實際問題,引導學生認識科技、社會與環境的關系,樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。活動貼近師生實際,聯系大概念、核心知識等,融入跨學科內容,合理控制復雜度。新教材統籌多樣活動形式,助力學生體驗豐富有價值的學習。
二、跨學科實踐活動的設計特色
(一)有機融入德育元素,增強思想性與時代性
新教材致力于挑選富含教育意義的情境,高度重視將中華優秀傳統文化、社會主義先進文化等德育精髓與化學學科學習融合,激發學生民族自豪感、家國情懷,堅定文化自信。新教材的10個跨學科實踐活動的設計同樣遵循這一原則。實踐活動內容巧妙融入能源節約與保護、新時代航天航空先進技術、資源能源的利用和社會可持續發展等核心議題,展現出鮮明的育人導向和學科育人的教育宗旨。新教材中的跨學科實踐活動“調查家用燃料的變遷與合理使用”將我國優秀傳統文化融入跨學科實踐活動中;“調查我國航天科技領域中新型材料、新型能源的應用”和“垃圾的分類與回收利用”將我國社會主義先進文化和能源節約與保護等融入實踐活動中、“基于碳中和理念設計低碳行動方案”的實踐活動將“碳達峰”與“碳中和”等社會熱點議題融入其中,引導學生形成綠色環保的觀念。
(二)遵循工程設計思路,增強系統性與可行性
新教材的10個跨學科實踐活動有三個活動類型屬于產品制作。例如“基于特定需求設計和制作簡易供氧器”實踐活動中,在模型設計階段,各個實踐分組展示其設計的供氧器裝置模型圖,通過組內和組外的相互評價,交流后進行修正設計,優化模型設計,實現模型的迭代更新。在產品制作階段,學生使用工具按照設計的優化方案制作簡易供氧裝置,并進行展示交流。產品制作型的實踐活動反思交流環節則側重于展示供氧器裝置迭代模型圖成果、分享經驗、總結評價,在實踐活動過程中提高學生的問題解決能力和動手操作能力。
(三)強化反思性實踐,提升體驗感與獲得感
新教材在跨學科實踐活動的設計上,著重引導學生開展反思性實踐,秉持知行合一、學思結合的理念。通過實踐活動前、中、后等不同階段設置富有挑戰性和開放性的問題,激發學生的個人經驗世界與真實復雜問題情境的相互作用,促使學生積極參與、深入思考,以深度思維貫穿活動全程。同時,教材積極倡導學生開展互動交流、合作探究、總結反思、自我評價和同伴互評等活動,明確要求學生以書面或口頭形式反思并交流實踐成果,如撰寫活動報告、產品說明書或繪制宣傳海報,分享設計與制作過程中的收獲與感悟,總結并反思活動成功的關鍵因素或失敗的原因。
三、跨學科實踐活動的教學思考
(一)跨學科實踐活動目標明確化
設計實踐活動,可從宏觀、中觀、微觀三層著手。宏觀上,關注學生核心素養發展,評估跨學科活動在培養化學觀念、科學思維等方面的價值;中觀層面,聚焦活動內容結構,思考涵蓋的核心知識、解題思路等,考察跨學科知識融入及大概念統領作用;微觀層面,結合學生實際,評估知識基礎、面臨挑戰。以“海洋資源利用與制鹽”為例,設計目標包括:調研海洋資源,理解質量分數意義;分析曬鹽工藝,建立物質分離思路;設計精鹽工藝,掌握提純方法;自制花椒鹽,體會物質性質應用。人教版化學教材為教師設計基礎學習目標提供方向,教師可據實際情況修訂、豐富或進階。
(二)跨學科實踐活動過程實踐化
實踐學習不僅是跨學科主題學習的顯著特征,也是其實現教育目標的關鍵步驟,它與核心素養的情境性和實踐性緊密契合,更是直接呼應了新課標中倡導的學科實踐精神。教材中10個跨學科實踐活動是課標中學科育人的抓手,通過實踐化的學習方式,能夠更好地將理論知識與實際應用相結合,促使學生學習方式的改變,培養出具備實踐能力和創新思維的學生。
在“海洋資源的綜合利用與制鹽”實踐活動中設計的4個任務:任務1了解海洋中的資源,通過設計課前調查的實踐活動任務,引導學生通過自主合作學習,完成了“海洋知識知多少”“海洋可再生能源”等主題海報,通過實踐活動成果引導學生定量分析海水的組成來實現探源·精選鹽料;任務2從海水制取粗鹽也是通過課前調查海水曬鹽的工藝,在課堂上進行小組合作,定量模擬海水曬鹽過程,親身合作動手探究體驗鹽的獲取;任務3從粗鹽制取精鹽是課前通過調查食用鹽標準,定量設計由粗鹽制取精鹽的工藝流程,實現精煉一純化臻鹽的要求;任務4則是通過實踐調查氯化鈉的價值和營養風味鹽,小組合作動手自制花椒粗鹽,滿足實際生活的個性化需求。整個活動的精髓之一在于強調通過實際操作進行深度學習,積極引導學生“做中學”“用中學”“創中學”,著重培養他們在真實情境中解決問題的能力。
(三)跨學科實踐活動評價表現化
新課標清晰界定了義務教育化學學業水平考試包括紙筆測試、實驗操作考試以及跨學科實踐活動三大板塊。其中,跨學科實踐活動的評價應基于學生日常的實際表現進行綜合考量。這種評價模式側重于表現性評價,著重評估學生在解決實際問題中的真實表現。因此,在設計跨學科實踐活動的評價內容時,教師需要全面關注學生合作、交流、操作、反思等過程性行為,同時也不容忽視產品制作或方案設計等結果性成效,甚至還需長期跟蹤學生在參與不同跨學科實踐活動后核心素養的提升情況。在評價方式的設計層面,教師可以通過確立評價維度、制定等級評價量表,并結合學生訪談,將定量與定性評價相結合;通過引入學生自我評價與他人評價等多主體評價方式,收集更為豐富的表現性證據。
跨學科實踐活動在改變教育方式、促進學生實踐能力與創新能力的發展上扮演著關鍵角色,成為提升學生素養的必由之路。新課標將跨學科實踐活動納入義務教育化學學業水平考試范疇,新教材也已經把跨學科實踐活動編入教學內容安排,借助新課標、新教材和考試制度的改革,推動學科教育方式的轉型,彰顯了加強課程綜合性和實踐性、發揮實踐獨特育人價值的堅定決心。為此,教師必須緊跟時代步伐,更新教育觀念,確保將至少10% 的課時用于有效實施跨學科實踐活動。
【注:本文系中山市市級課題“初中化學跨學科實踐活動的教學研究”(課題編號B2022114)的研究成果之一】
責任編輯 鐘嘉儀