跨学科背景下的高中化学教学研究

【摘要】跨学科教学是当前高中化学教学的一个重要趋势。通过将化学与其他学科进行有机结合教学，可以促进学生对化学知识的理解，提升学生的化学核心素养。此外，跨学科教学通常需要引导学生以团队合作的形式学习，因而可以培养学生的团队合作能力。因此，高中化学教师要积极开展跨学科背景下的高中化学教学研究。

【关键词】跨学科；高中化学；教学

作者简介：孙凌云（1978 —） ，女，山东威海市第二中学。

如今，跨学科教学成为高中教育改革的重要方向。在此背景下，高中化学教师要探究化学学科与其他学科进行融合教学的策略，从而使学生更好地理解和应用化学知识，培养学生的化学核心素养［1］。

一、跨学科背景下的高中化学教学困境

（一）教师能力和精力不足以开展跨学科教学

跨学科教学要求教师具备多门学科的知识和技能，能够将不同学科的内容进行有机结合。然而，有的教师只具备化学学科的专业知识，缺乏对其他学科的了解。而且，跨学科教学需要教师具备先进的教学理念和方法。但由于缺乏相关的培训和指导，有的化学教师没有及时更新教学理念和方法，无法很好地开展跨学科教学。

此外，因为跨学科教学需要教师在课程中融入其他学科的内容，这必然会增加教师的备课工作量和授课难度，从而给教师带来一定的压力。而有的教师精力有限，可能难以在有限的时间内开展跨学科教学。

（二）学生能力不足以参与跨学科教学

学生学习能力不足给化学跨学科教学带来了一定的困难。有的学生本身化学学习能力就不强，又缺乏对其他学科的了解和学习兴趣，在跨学科学习中就可能更加落后于他人。

（三）学校资源和课时不足以支持开展跨学科教学

化學跨学科教学对教学设备的要求比较高，而有的学校缺乏相应的设备，无法满足跨学科教学的需求。而且，化学跨学科教学有时需要借助一定的社会资源，例如要求学校与科研机构、企业或校外专业人士合作开展一些实践项目。但有的学校很少有这样的资源，从而限制了化学跨学科教学的开展［2］。

二、跨学科背景下的高中化学教学策略

（一）融合物理知识，培养探索精神

化学和物理是自然科学领域中的两个重要学科，虽然关注的焦点不同，但彼此密切相关。许多化学现象可以通过物理原理来解释，而很物理理论也需要化学实验数据来佐证。在高中化学中融入物理知识，有助于学生更好地理解化学知识，培养学生的探索精神。

例如，在高中化学氧化还原反应的内容教学中，教师可以设计一个铁生锈的化学实验。因为铁受到温度和湿度的影响，既会产生物理变化，也会产生化学变化。所以教师在指导学生实验的过程中可以适当融合物理知识，让学生更好地了解铁的氧化还原反应。

教师让学生准备两个透明塑料袋，分别标记为A和B。在袋A中加入适量的冷水，在袋B中加入适量的温水，并各加入一些盐，搅拌均匀。将一块铁钉用砂纸打磨光滑，放入袋A中，将另一块未处理的铁钉放入袋B中。密封好两个袋子，确保袋子中没有空气。将袋子放在一个明亮的地方，每天观察袋子中铁钉的变化，并记录下来。学生的实验及观察结果如表1所示。

后来，学生观察到袋A中的铁钉很快就生锈，而袋B中的铁钉则生锈较慢，且有的部分并没有生锈。教师顺势引导学生了解铁钉产生这样的物理变化是因其与氧气发生了化学反应，并进一步引导学生思考“为什么袋A中的铁钉生锈得更快？温度如何影响氧气的溶解度？湿度如何影响氧气分子在铁表面的扩散速度？”等问题。最后，教师让学生用物理和化学知识总结实验结果，加深对氧化还原反应的理解。

（二）融合地理知识，培养问题解决能力

化学和地理之间存在着密切联系，特别是在环境保护和资源利用方面。如人们利用化学知识揭示大气污染物的形成机制，而用地理知识研究大气污染的地理分布情况，从而了解不同地区的空气质量，以解决大气污染问题。

以高中化学氧族元素的内容教学为例。这节课本身就融合了化学与地理的知识，因此教师需要引导学生分别从化学和地理学科的角度来进行学习。教师可以“大气中的臭氧层是如何被破坏的”的问题为线索，让学生据此探索氧族元素，并在此过程中引发学生对环境保护的思考。

具体而言，教师引导学生从化学和地理两个角度展开分析。化学角度：教师引导学生讨论臭氧层的组成和作用，并研究导致臭氧层受到破坏的原因。学生组成学习小组，深入研究，了解到臭氧层是由臭氧分子构成的，有的化学物质如氟氯烃等可能导致臭氧分子发生改变，从而破坏臭氧层。教师还鼓励学生小组深入研究氟氯烃的化学结构、制造和使用情况等，并探究其如何与臭氧分子发生反应。地理角度：教师引导学生讨论臭氧层破坏的地理分布情况和对环境的影响。学生根据要求研究不同地区的臭氧层分布状况，并讨论为什么一些地区的臭氧层受到破坏的情况更严重，然后从纬度、大气流动、地形等因素得出结果。如此一来，学生就能够从化学和地理两个角度深入探讨臭氧层的破坏问题，从而深入理解氧族元素，并学会用化学知识解决环境问题，发展问题解决能力，同时还能激发环境保护的意识。

（三）融合生物学知识，培养科学思维

化学是一门研究基础自然科学的学科，它通过从分子、原子和离子等微粒的角度研究物质的结构、性质和应用，揭示了物质的深层次运作机制。而生物学关注生命体的运作，探索生物体的结构、功能和变化规律。两个学科的交叉融合有助于推动生命科学领域的发展。由此可见，开展化学和生物学的融合教学能够丰富学生对生命物质的认知，培养学生的科学思维。

在学习高中化学化学平衡的内容时，为了让学生掌握酸碱平衡知识，理解化学平衡原理在维护生物体内健康和功能方面的作用，教师需要融合生物学的知识来进行讲解，如pH值如何反映生物体内环境的酸碱性质，生物体内的酸碱平衡对生物体各种生理功能会产生何种影响等。

具体而言，在课堂教学中，教师可以用含氟牙膏可预防龋齿的例子为学生进行生动讲解。教师由“如何预防龋齿产生？”的问题引出教学内容，引导学生通过实验探讨含氟牙膏的作用。学生将两个实验杯放在投影仪下，在一个杯子中加入含氟牙膏，在另一个杯子中加入不含氟牙膏；在两个杯子中都加入少量水，并用搅拌棒搅拌，直到形成牙膏溶液；使用pH试纸测试两个杯子中溶液的酸碱性，并记录结果。

学生观察实验结果，讨论含氟牙膏和不含氟牙膏之间的差异，从而理解含氟牙膏有助于维护牙齿的酸碱平衡，减少牙齿受到酸侵蚀的风险。在此基礎上，教师顺势给学生讲解化学平衡原理，强调化学平衡原理在维护生物体各项功能方面的关键作用。通过这样的学习活动，学生能够将化学平衡原理与实际生活中的健康问题联系起来，并能够学会通过实验验证问题，从而发展了科学思维。

（四）融合历史知识，激发学生学习兴趣

在高中化学教学中融合历史知识是一种富有创意和教育价值的方法。教师通过介绍化学科学家的化学研究故事或者化学知识的历史演变，能够激发学生的学习兴趣，并培养学生勇于质疑和探究的精神。

在教学高中化学铝的内容时，教师可以引导学生思考化学发展的历史以及化学对人类生活的深远影响。教师设计这样的问题：“你觉得铝重要吗？”学生意识到铝对我们的生活是很重要的，但一时又不知从何说起。于是，教师通过投影仪展示有关铝的历史知识：第一是介绍法国皇帝拿破仑三世为了彰显自己的地位曾经使用铝制餐具吃饭的事情，这说明铝曾经比黄金还贵重：第二是门捷列夫因发现化学元素周期律而得到一个崇高奖赏—一只铝杯。这两个有趣的故事说明了铝的稀有性。接着，教师又展示介绍现代社会中关于铝的应用的图片和文字解说，让学生了解铝具有轻便、耐腐蚀性和可回收性等优势，可用于制造飞机、汽车、医学器材等，从而了解铝是如何改变人们的生活方式的。通过这样的教学活动，学生不仅能了解铝的发展历史、生产情况和应用情况，还能认识到科学家的贡献，了解化学在推动社会进步方面的重要作用，激发对化学学习的兴趣［3］。

（五）融入社会实践，拓宽学生视野

在跨学科背景下的高中化学教学中，教师除了课堂教学，还需重视社会实践，培养学生学以致用的能力。教师可以选择与化学相关的社会实践主题，如环境保护、能源利用、食品安全等，让学生可以深切感受化学在社会中的应用价值。在社会实践活动中，教师需要明确实践的目标和任务，然后提供必要的指导和支持，确保学生能够顺利完成实践任务。学生完成实践活动后，教师要引导学生分析和总结实践过程，将其撰写成实践报告，巩固实践成果。

以高中化学金属的冶炼的内容教学为例。教师在教完教材知识后，可以组织学生进行实地参观考察，如参观金属冶炼厂，让学生亲眼看见金属冶炼的过程，了解金属冶炼的实际应用情况和相关产业的发展情况。教师也可以组织学生参加与金属冶炼相关的社会实践项目，如废旧金属回收与再利用等，从而使学生对课堂知识有更深入的理解。另外，教师还可以组织学生到校外参加金属冶炼领域的专家的讲座或访谈活动，让学生与专家进行交流互动。这样学生就可以了解金属冶炼领域的最新研究成果和发展趋势，从而拓宽知识面。社会实践结束后，教师组织学生进行学习成果展示，如制作海报、设计黑板报、撰写研究报告等。通过学习成果展示，学生可以展示他们在金属冶炼方面的学习成果和创新研究成果，提高他们的表达能力和增强他们的化学学习信心。

结语

总之，跨学科背景下的高中化学教学对于提升化学教学效果和激发学生的学习兴趣具有重要的推动作用。在实践中，化学教师可以尝试融合物理、地理、生物学、历史和社会实践的知识，让学生融会贯通，加深对化学知识的理解，发展综合能力，拓宽思维。当然，跨学科的教学实践仍然存在一些困难，因此化学教师仍需要进一步研究探索，使跨学科教学在高中化学教学中发挥更大的作用。

【参考文献】

［1］张俊.依托跨学科项目化学习开展五育融合的实践研究［J］. 青海教育，2022（12）：27-28.

［2］郭树茜.高中化学教学方法的优化策略探析［J］. 成才之路，2019（25）：65-66.

［3］党红英.新课程改革背景下高中化学教学的方法和策略［J］. 科学咨询（教育科研），2019（5）：126.