跨学科融合教学在初中化学实验设计与实施中的运用

陕西省咸阳市杨陵区第一实验学校 李 燕

目前，在教育领域，跨学科的融合教学是一种行之有效的方式，可以使学生的综合素质得到提高，同时也可以使学生的动手能力和创造性思维得到很大提升。在初中化学实验中，如何有效运用跨学科融合教学，将理论知识与实践结合，提高学生的学习兴趣和实践技能，是本文主要探讨的内容。

一、跨学科融合教学的理论基础与价值

跨学科融合教学最初源自西方的课程整合运动，其核心理念是打破学科壁垒，实现学科间的有机融合。这种教学方式强调整体性、关联性和实际性，旨在让学生通过全面、系统的学习，建立起宽广而深入的知识体系。

学科交叉与融合理论是跨学科融合教学的理论基础之一。这一理论指出，不同学科之间存在内在的关联和互动，它们的知识可以通过某种方式相互融合，从而产生新的知识。例如，化学和生物、物理、地理等学科有着密切的关系，学生在学习化学的过程中，如果能将这些学科的知识有机融合起来，就能从多角度和深层次上理解和掌握化学知识。

整体性学习理论是一种强调全面和系统学习过程的教育理论。与传统的碎片化学习方式相比，整体性学习理论更注重知识之间的联系和整体理解，认为学习不仅仅是知识的积累，更是知识结构的建立和优化。在整体性学习过程中，学生需要通过学习各种相关的知识，建立起全面、系统的知识体系。这样的学习方法，既能改善学生的学习成效，又能激发他们的学习兴趣和学习动力。

整体学习是一种重视知识关联的教学方法。这就需要在教学中不断把新的和已有的知识，有联系、有系统、有体系地结合起来。这种结合式的学习方法，有利于学生加深对所学内容的理解和增强记忆能力。

整体性学习理论注重知识的应用。在学习过程中，学生需要将所学知识应用到实际问题中，这样才能真正理解和掌握知识。这种应用性的学习方式有助于提高学生的思维能力和解决问题的能力，同时也能提高学生的学习兴趣和动力。

整体性学习理论提倡积极的学习态度。在学习过程中，学生需要积极参与，主动探索，这样才能实现深度学习。这种积极的学习态度有助于培养学生的自主学习能力和创新能力，使学生在学习中不断提高和成长。

整体性学习理论以一个全面、系统的视角看待学习过程，强调知识的关联性、应用性和积极性，这对提高学生的学习效果、提高学生的学习兴趣和学习动力具有重要意义。主题教学理论是另一种支持跨学科融合教学的理论。这种理论强调，教学应该围绕一定的主题进行，通过主题教学，学生可以更好地理解和应用知识。例如，在化学实验教学中，教师可以选择“环保”“能源”等主题，让学生通过实验探究相关的化学知识，了解这些知识在实际生活和其他学科中的应用（见表1）。

表1 初中化学实验教学中跨学科融合教学的案例和数据表

在初中化学实验教学中，跨学科融合教学的价值主要体现在以下几个方面：它可以帮助学生理解化学知识在实际生活和其他学科中的应用，提高学生的学习兴趣和学习动力；通过设计和实施具有跨学科特色的化学实验，学生可以在实践中掌握化学知识，提高实践能力；通过交叉学科的整合，学生的创造性思维得到充分的发挥，综合素质得到提高。

跨学科融合教学是一种富有创新的教学理念和方法，它对提高初中化学实验教学的效果，培养学生的综合素质具有重要意义。

二、跨学科融合教学在初中化学实验设计中的应用

实验设计是实现跨学科融合教学的关键步骤。通过科学的实验设计，教师可以把化学知识与生物、物理、地理等学科的知识有机融合，让学生在实验中全面、系统地学习化学知识，同时还能了解和掌握其他学科的知识。

设计跨学科的化学实验，需要教师具有深厚的专业知识和广阔的知识视野。教师需要深入理解化学与其他学科的内在联系，挖掘出这些学科之间的交叉点，然后以此为依据，设计出既能让学生掌握化学知识，又能让学生了解和掌握其他学科知识的实验项目。

实验的趣味性是激发学生学习兴趣和动力的关键因素。对初中化学实验来说，趣味性可以通过选择与日常生活、自然现象或社会热点话题相关的实验来提高。例如，教师可以设计一个“制作自己的洗手液”的实验，让学生了解化学在日常生活中的应用，或者设计一个“模拟温室效应”的实验，让学生了解化学在环保问题中的作用。

实验的趣味性也可以通过使用具有吸引力的实验材料或实验方法来提高。比如，教师可以让学生使用鲜艳的指示剂进行酸碱反应实验，或者使用光电效应设备进行光电效应的实验。这样的实验不仅能吸引学生的注意力，也能让学生在观察和操作中体验到化学的魅力。

教师在设计化学实验时，还可以借鉴STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）教育的理念和方法，把科学、技术、工程、数学等学科的知识有机融入化学实验中。通过STEM教育，教师可以让学生在做实验的过程中，既能学习化学知识，又能接触和掌握科学研究的方法和工程技术的应用，从而提高学生的科学素养和创新能力。

教师可以设计一个“制作生物柴油”的实验项目，在这个实验中，学生需要用生物学知识了解生物柴油的原料——植物油和动物脂肪的来源和性质；需要用化学知识学习和掌握生物柴油的制作过程——酯化反应；需要用物理知识和工程技术设计和制作实验设备；需要用数学知识计算和比较生物柴油和石油柴油的能量密度等。这样一个跨学科的实验项目，不仅能让学生学到丰富的知识，还能让学生在实践中体验科学研究和工程技术的魅力，增强学生的创新意识和创新能力。

跨学科融合教学在初中化学实验设计中的运用，既可以提高化学实验的教学效果，也可以丰富化学实验的内容，提高化学实验的趣味性，培养学生的实践能力和创新能力。

三、跨学科融合教学在初中化学实验实施中的应用

跨学科融合教学的运用在初中化学实验环节中显得尤为重要。这种方法将化学与其他学科的理论紧密结合，通过实践将抽象的理论具体化，让学生深刻感受各学科之间的紧密联系。在化学实验教学阶段，教师可以借助实物模型、图解、多媒体等多样化的教学形式来解释复杂的化学概念，如反应的变化、离子的迁移、反应的热效应等，从而使学生更直观、更深入地理解和记忆知识。此外，教师还可以结合实验的特定主题，设计具有跨学科特色的实际操作，如在教授密度实验时结合物理学的浮力理论，或者在讲解周期表时结合历史背景，这样不仅能增强学生的实际操作能力，还能锻炼他们的跨学科思维。跨学科实验教学同样能鼓励学生探索化学知识在医学、工业、环保等领域的实际应用，甚至可以通过网络资源引导学生接触科学的最前沿研究。这样做不仅让学生看到了学科知识的实际意义，还能激发他们对学习的热情。通过跨学科实验教学，学生不仅可以积累化学知识，还能拓宽视野，理解各学科之间的相互联系和影响。这样的教学方法还可以提高学生的学习兴趣，提高学习效果，培养学生的综合素质和创新能力。总而言之，跨学科融合教学在初中化学实验实施中的应用，不仅丰富了教学手段，增加了实验趣味性，还有助于培养学生的跨学科思维和创新能力，是一种值得推广的先进教学模式。

四、跨学科融合教学在初中化学实验评价中的应用

评价是教学的重要环节，是教师了解学生学习情况，反馈教学效果的重要手段。在跨学科融合教学中，评价的角度更加广泛和深入，在此基础上，本文提出了一种新的教学模式，旨在提高学生在教学中的应用价值。

在初中化学实验教学评价中，首先，教师需要对学生的实验操作进行评价。评价内容包括学生是否能熟练掌握和应用实验仪器，是否能按照实验步骤进行操作，是否能注意实验安全等。这种评价方式有助于教师了解学生的实验技能掌握程度，以及在操作过程中存在的问题和不足。

其次，教师还应该对学生的实验结果和实验报告进行评价。这主要是看学生是否能正确收集和处理实验数据，是否能科学地分析实验结果，是否能在实验过程中发现问题并提出解决办法。另外，在教学中要注重学生的反应与感受，并对他们的理解与反省进行评估。

再次，在教学中可以采取同伴评鉴，让学生们互相评鉴、取长补短，培养学生的批判性思维与协作学习的能力；可以进行自我评价，让学生自我反思，发现自身的优点和不足，提高自我调整和自我改进的能力；还可以采用过程评价，关注学生的学习过程而不仅仅是学习结果，如学生的参与度、思考过程、问题解决过程等，以培养学生的学习能力和解决问题的能力。

最后，在进行跨学科融合教学评价时，教师应当强调学生的创新能力和跨学科学习能力。比如，教师可以评价学生在实验中运用其他学科知识解决问题的情况，或者评价学生是否能在实验中发现新的问题，是否能提出新的观点，是否能进行创新性的操作等。这样，可以切实提升学生的跨学科学习能力和创新能力。

跨学科融合教学在初中化学实验评价中的应用，其目的在于从多个方面对学生的学习进行全面、多角度的评估，注重对学生的全面发展，尤其是对他们的创新能力和跨学科学习能力的提高。这对增强学生化学学习的积极性，增强他们的学习成效，促进他们的全面发展，增强他们的创造力，都是很有意义的。

五、结语

跨学科融合教学是一种以学生为主体，以全面发展、创新发展为目标，并在此基础上提出了一种新的、有针对性的、可持续发展的、具有较强生命力的课程。在初中化学实验教学中，通过合理的实验设计，科学的实验实施，多元化的实验评价，可以有效实现跨学科融合教学，提高化学实验教学的效果。然而，跨学科融合教学也对教师的专业素养和教学能力提出了更高要求，这就要求教师不断更新自己的教育教学观念，提高自身的职业素养，更好地实现跨学科融合教学，为学生的全面发展打下坚实的基础。