核心素养视域下初中理化交融性校本课程开发路径与教学实践的探索

刘震宝

(扬州市江都区实验初级中学, 江苏 扬州 225200)

基金项目：本文系扬州市教育科学“十三五”规划2020年度课题“基于核心素养的理化交融性校本课程的开发研究——以江都区实验初中为例”(课题编号:2020/P/093)研究成果

初中阶段的物理与化学在内容上存在着大量的交叉.要提高学生的学科核心素养,使学生更好地掌握科学的学习方法并深刻理解学科知识,教师就要挖掘物理与化学学科之间的相关性与交融性,了解学科的知识结构,找准知识的生长点进行渗透,布置开放性的交叉作业,开展融合性的实践活动,拓展教学方法,形成校本化的“理化交融”教学资源,以此帮助学生形成学科核心素养,落实新课程改革的任务与育人要求.

1 核心素养下理化交融教学的必要性

化学与物理都是以实验探究为主的自然学科,在研究的方法上有着许多相通之处,如观察法、模型法、假设法等,各种科学方法并非对一门学科单独使用,是人们在认识世界与改造世界的过程中逐渐总结与归纳而得出.理化交融教学,更有助于学生系统、科学地掌握研究方法,促使学生的思维更具深刻性、广阔性、逻辑性、灵活性与创新性,促进学生核心素养的发展.

2 理化交融校本课程开发的有效途径

2.1 整理理化交融的知识结构

教师在理化交融性教学中,不仅要了解学情“备学生”,更要整理知识“备教材”.教师要打破学科间的壁垒,了解初中物理与化学学科的知识结构,精确找到物理与化学学科之间的内在联系与知识交叉点,广泛涉猎与吸收理化知识,为理化交融教学做好准备.

一方面,是极易发现的共性知识结构.如“物质运动”是物理与化学之间极易发现的共性知识.物理学科研究的是物体(物质)宏观的、人们肉眼可观察的运动,化学学科研究的是分子微观的、人们肉眼看不见的运动.但宏观运动与微观运动并非截然分开,他们之间一定存在着必然联系,其中联系最多的就是“功与能”,这也是初中理化知识结构融合的桥梁,一般形式为:物质(物体)发生变化——释放能量——做功——物体运动,很自然就把“物体运动”与“化学反应”交融在一起.

另一方面,是不易发现的共性知识结构.如“光学知识”,化学学科根本就没有相关的研究,但学生在学习化学时,却常常通过“光学知识”来观察物体颜色及实验现象.同时,也会涉及一些仪器的读数,正确或错误观察读数,都会导致结果的不同.因此,虽然化学学科不学“光学知识”,但它在化学教学中却无处不在.

2.2 找准理化交融的教学切入

教学切入是理化交融的关键.教师在备课时只有弄清楚学生已有的“理化知识结构”,了解哪些旧知识对新知识的学习有帮助,能够助力新知识“生长”,才能有效创设情境,精心设计问题.既不增加教学内容使知识混乱,又不增加学生学习负担,还能够激发学生学习兴趣,使学科间实现沟通,促进学生思维的发展及综合运用知识的能力[1].

其一,承前交融.承前交融就是结合学生已学过的知识进行引导与渗透.化学相比于物理,其学科具有一定的滞后性,它是初三才开设的学科,此时学生已经学习了一年物理,具备了一定的物理知识.用“旧知识”引导“新知识”,用“物理知识”渗透“化学知识”,实现理化的交融性教学.如压强与密度为初中物理二年级内容,在化学“制取氧气”一课,讲到“排水法收集氧气”知识点时,教师就可以用物理学科中的“压强与密度”的知识点进行引导,并创设问题情境,“为什么可以用排水法来收集氧气呢?”不仅可以带领学生复习“压强与密度”知识点,还能够让学生更深入理解“氧气制取”的实验步骤与正确方法.

其二,同步交融.同步交融就是对物理与化学学科正在同步讲授的内容进行相互渗透交融.如初三上学期伊始,物理学科正在讲授“分子热运动”知识点,化学正在讲授“物质的变化和性质”知识点.教师可用紫色石蕊与无色硫酸进行混合,让学生观察溶液颜色的变化,当学生发现这些知识点同时出现在物理与化学课本中,会特别感兴趣,也会特别好奇.在好奇心的驱使下,会使学生去深入探究,这不仅扩大了学生的思维视野,更能够让学生深入了解“物理变化”与“化学变化”的本质区别.

其三,超前交融.物理与化学教材是按照学科自身知识结构有序编写,因此,在大多数情况下,理化交融都是联系其他学科将来要学习的知识进行“超前”渗透与交融.如理想气体状态方程“pV=nRT”(p:气体压强;V:气体体积;n:气体的摩尔数;R:普适常数;T:体系温度),这是高中阶段乃至大学物理才会涉及的内容,如果在“化学方程式”知识点中进行超前渗透交融,一定会起到事半功倍的教学效果.

2.3 开展校本交融的实践活动

物理与化学学科的核心是探究,这是自然学科与其他学科的本质区别,因此,实践探究活动也是理化交融的重要载体.让学生围绕自己感兴趣的问题,结合本土化的资源去做实验,主动探究与学习,这是理化交融校本化课程开发的核心[2].能够极大促进学生对理化知识的综合应用,提高他们发现与解决问题的能力,增强创新意识.

其一,利用书本素材,开展生活化的实践活动.物理与化学教材为学生提供了丰富的实践活动板块,但由于是初三阶段,教学任务重,多数教师只是在课堂中总结结论,一语带过.将这部分内容充分利用,让学生自主去探究与探索,不仅不会浪费时间,还会极大增强学生对知识的理解与引用,起到事半功倍的良好教学效果.

例如,初二物理的物态变化单元“水循环”和初三化学“自然界的水”这一单元教学中,都涉及水污染和水资源的内容.我们理化老师在教学时都让学生自行组成调查小组,从物理和化学两个维度完成“水资源污染”的调查报告,让学生根据教师所给的调查模板及调查任务,通过自己的探究能力、理化知识的综合运用以及小组合作的方式,让学生去发现、探究、分析,通过综合实践活动给予了学生更大的学习舞台,让他们的聪明才智得以施展,更会让他们的核心素养逐渐发展.调查表模板如表1所示.

表1 实践活动调查表模板

其二,利用班会开展趣味性的实践活动.很多学生之所以不能将知识融会贯通,多半是把“知识”当“死知识”,缺少生活的应用,这并不是学生不具备应用的能力,而是缺少应用的意识.因此,利用班会、学校活动等开展极具趣味性且有教育意义的主题活动,能够极大增强学生对知识的应用意识,真正做到融会贯通,举一反三[3].这也会让“理化交融”课程更校本化.

例如,在完成了《自然界的水》这一单元后,很多学生开始忧虑“淡水危机”,想通过自己所学的知识呼吁大家保护水资源.因此,笔者与学校沟通,开展了一次极具教育意义的“话剧表演”活动,让学生们结合理化知识,自导自演,在社区进行公益表演,引起周围人与社会的关注,呼吁大家保护水资源.学生们热情高涨,利用教科书及网络资源自主查阅与学习相关的知识,自主编写剧本并动手制作演出道具.学生的表演在社区获得了极好的反馈,使他们对知识有了更深入的理解,这也成了我校理化交融教学的必备节目.

2.4 布置理化交融的课后作业

课后作业是巩固学生学习效果的最佳手段,是学生形成良好思维品质、掌握科学学习方法、发展学生核心素养的重要途径,教师要为学生布置更为开放的作业,突破“习题”的框架,让学生真正到生活中去探究,这更有利于学生对知识的理解与应用.

例如,汽车、火车、飞机等为我们生活中的交通运输提供了极大的便利,“热机”为人类的发展作出了不可磨灭的贡献,但同时又带来了许多污染问题,让我们的生活环境变得糟糕.如何保持“交通”发展的同时,又保护生活环境,这是全世界各国关注的问题.因此,在授课结束后,教师为学生布置作业:汽车燃烧汽油,排放的废气中主要有哪些成分?对环境有哪些危害?让学生自行收集资料,完成作业.

2.5 实施理化交融的考查评价

培养人才与发展人才是“育人”的核心问题.那么怎样的人才能称之为“人才”呢?新时代对人才的要求为:既有理论知识,又有实践能力,还具有创新精神.因此,新一轮教育改革都是基于这一目标实现而努力.而“考查评价”就是教育改革的关键,是理化交融教学的有效闭环.因此,教师在理化交融教学的日常测验及评价中,要注意物理与化学学科的互通性,相互渗透考查学生对知识的理解与应用.

一方面,在考查内容上,重点从物理与化学相互交叉的知识点设计题目.如运用物理知识解释一些化学现象试题,运用物理规律挖掘化学实验本质的试题,化学仪器中隐含物理知识原理的试题,化学实验操作蕴含物理原理的试题等.

另一方面,在考查形式上,突破“试卷”“分数”的纸笔测验,采用更为开放的辩论比赛、报告调查、作品制作等,能够考查学生对理化知识的理解与自身的个性特点.如《化学与生活》单元教学结束后,笔者开展了一次“班内竞赛”来考查学生对知识的理解,将学生均为AB两组,第一环节为必答环节,每组学生逐一回答教师的提问,这些问题都是基础问题;第二环节为抢答环节,教师提出问题后,学生抢答(已抢答学生本环节不能二次抢答),这两个环节都是考查学生对基础知识的掌握程度;第三环节为辩论环节,笔者提出“使用塑料的利与弊”,给予学生资料收集时间,就本地区的特点,让学生进行辩论.笔者再根据学生在三个环节的表现,划分不同的维度为学生评分,对学生本单元知识的掌握情况进行一次单元测验.

总的来说,理化交融是初中阶段物理与化学教学的必由之路.当前教学倡导学科交叉,这是时代发展与社会进步对综合型人才的迫切诉求.这不仅需要教师结合本土化的资源开发校本化理化交融课程,更需要学校加大宣传力度,培养师资团队,构建合理化的评价体系,让物理与化学学科能够切实“交融”,促进学生核心素养发展.