跨学科项目式教学实践与探索

庄凤娇

［摘 要］文章呈现了以“‘化说‘84消毒液”为例，融合化学、生物、物理、经济学等知识的跨学科项目式教学案例，将“84”消毒液的消毒原理、制备、配制、安全使用及项目成果汇报等五个方面的学习任务设计成6课时的跨学科项目式教学，旨在通过学科实践活动提高学生分析和处理复杂实际问题的能力，发展学生的化学学科核心素养。

［关键词］跨学科；项目式教学；“84”消毒液

［中图分类号］    G633.8        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）29-0065-05

当今世界人们的生活、学习、工作方式不断改变，人才培养面临新的挑战，社会问题愈发全球化和复杂化。在这样的背景下，需要学生能基于真实情境，将实际问题转化为具体任务或探究主题，综合运用不同学科的观点、知识和方法进行实践探索。为此，在课堂教学中尝试开展跨学科项目式教学成为一线教师的普遍共识。

《义务教育化学课程标准（2022年版）》中提出“各学科用不少于本学科总课时的10%开展跨学科主题学习（实践）活动”，并明确指出“开展以化学实验为主的多样化探究活动；创设真实问题情境，倡导‘做中学‘用中学‘创中學，开展项目式学习，重视跨学科实践活动”［1］。其中新增了“跨学科实践活动”，旨在通过引导学生亲身经历“创意设计、动手制作、解决问题、创造价值”的实践过程，增强学生认识世界、解决真实问题的能力。那么，如何依据教学内容确立项目主题呢？

一、项目主题的确立与分析

溶液是人们常接触的化学物质，它应用广泛，在生产生活中有着重要作用。人教版九年级化学教材中的第九单元“溶液”属于初中化学非常重要的概念内容，本单元的知识逻辑性强，与学生的生活实际有着密切联系。以“‘化说‘84消毒液”作为项目主题，将本单元教学设计成跨学科项目式教学，旨在建构溶液的相关概念，重组概念间的内在联系，并进行实践应用。从跨学科的视角引导学生认识溶液、建构联系、解决问题，帮助学生建构个性化知识体系，形成化学观念，并让学生通过劳动实践提高分析和处理复杂的实际问题的能力，发展科学思维。该跨学科项目的特征及其承载的核心知识、学科能力、核心素养如图1所示。

二、课时安排及核心内容

“‘化说‘84消毒液”跨学科项目式教学的课时安排及核心内容如表1所示。

三、教学流程

“‘化说‘84消毒液”跨学科项目式教学的教学流程如图2所示。

四、教学过程

通过前4个课时的学习，学生已从生物学视角认识了病毒以及消毒液的消毒原理，从化学视角认识了如何制备“84”消毒液，以及溶液的定量组成和溶解度的含义。本文以第5课时的任务4为例呈现具体的项目式教学的实施过程。

（一）开展多样化活动，促进学生深度思考

［课前活动］学生在教师指导下设计了以下调查内容，访谈相关人员，调查新冠疫情防控期间学校使用消毒液的情况。

（1）调查新冠疫情防控期间，学校常使用的消毒液的名称、成分、消杀方式。

（2）调查学校用消毒液消杀时消毒液的浓度和配制方法。

（3）调查学校一天消毒液的用量和费用。

（4）调查学校消杀人员是否了解如何安全使用消毒液。

［学生调查汇报］通过调查可知，学校购买的“84”消毒液的氯含量约为5%，每瓶500 mL，每瓶3.5元。根据防控中心要求，消毒不同区域所要求的消毒液的氯含量不同，学校消杀人员通常会按照“84”消毒液的使用说明进行兑水稀释。槟榔中学日常预防性消毒如表2所示。在调查和采访中发现，学校消杀人员对“84”消毒液的认知不全面。

［学生提出困惑］（1）稀释消毒液原液时，原液与水的体积比该如何计算？（2）用次氯酸钠粉末现配现用消毒液能延长保存时间，但该如何计算药品用量？（3）如何安全使用“84”消毒液？

设计意图：本环节通过设计和开展具有挑战性的实践任务——调查学校消毒剂的使用情况，引导学生通过课后访谈，现场调查，网络搜集资料，课上汇报交流、讨论等形式促进校内外联动，鼓励学生采用丰富的探究方式，打破探究时间和空间的束缚，将探究实践活动延伸至课外。

（二）以真实性学习任务为依托，发展“科学探究与实践”核心素养

［活动］配制一份100 mL氯含量为5%的“84”消毒液。

［问题1］“氯含量5%”的含义是什么？与学过的溶质质量分数有何不同？

［教师引导］“氯含量5%”可以理解为100 mL中氯元素的质量为5 g。如何配制100 mL氯含量为5%的“84”消毒液？

［回顾］溶液配制的一般过程：计算—称量—量取—溶解—装瓶并贴标签。

［问题2］配制100 mL氯含量为5%的“84”消毒液所需的NaClO的质量是多少？加入水的质量是多少？如何转化成NaClO的质量分数？

［学生］思考，讨论分析。

［小结］由溶液中元素的质量求溶质的质量分数的计算思路如下：

［练习］根据公式进行计算，并将结果填入表3。

［多媒体］鸿合多屏互动系统随拍学生计算结果并投影。

［学生］思考讨论，代表发言，分享计算过程，学生之间相互点评。

［分组实验］四人为一组，配制100 mL氯含量为5%的次氯酸钠溶液。

［多媒体］鸿合多屏互动系统随拍学生实验情况并投影。

［评价］学生互评实验操作情况，教师点评。

［问题3］氯含量为5%的次氯酸钠溶液需要进行稀释才能进行消毒，今天我们要为学校的垃圾房及厕所蹲位提供消毒液，该如何稀释？

［学生］四人为一组，将氯含量为5%的次氯酸钠溶液稀释成100 mL 1000 mg/L的溶液。

［教师引导］请同学们按照溶液中元素质量与溶质的质量分数转化计算思路计算出w（NaClO）。

［学生］分享计算过程，并得出当氯含量为1000 mg/L时，w（NaClO）为0.2%。

［教师引导］将氯含量为5%的溶液稀释成氯含量为1000 mg/L的溶液，也就是将w（NaClO）为9.7%的溶液稀释成w（NaClO）为0.2%的溶液。

［学生］回忆稀释溶液的一般过程，交流讨论。

［教师］引导学生总结稀释过程中由稀溶液体积计算浓溶液体积的思维方法，具体如下所示：

［学生］学生代表分享计算过程。通过计算可知，需取用氯含量为5%的次氯酸钠溶液约2 mL，加入水的体积为98 mL，也就是氯含量为5%的消毒液和加入的水的体积比为V消毒液∶V水= 1∶49。

［分组实验］四人为一组，稀释溶液。

［作业］采用同样的计算方式，课后通过运算，验证“84”消毒液的使用说明中消毒液与水的体积配比是否正确。

设计意图：根据学生提出的困惑，设计有层次的驱动性问题，引导学生带着问题进行深度思考，并通过完成真实性任务——配制学校当日消毒所需消毒液，主动参与消毒液的配制和稀释过程，通过劳动实践为学校提供当日垃圾房及厕所蹲位的消毒液，初步感受定量研究的意义，体会溶液在生产生活中的应用价值。同时，引导学生认识溶液的浓度表示方式，形成溶液中元素质量与溶质的质量分数转化计算模型，鼓励学生从跨学科角度，综合调动化学、数学、物理等多学科知识，并秉承可持续发展观，评估学生解决实际问题的方案，增强学生的实践能力以及学有所用的幸福感。

（三）发挥化学实验的教育功能，重视安全教育

［素材1］一女子将“84”消毒液与洁厕灵混合使用而险些丧命的新闻视频。

［小结］“84”消毒液若与洁厕灵混用，会产生氯气，氯气是有毒的。氯气被吸入后会与黏膜和呼吸道上的水作用形成氯化氢和新生态氧。氯化氢可使上呼吸道黏膜炎性水肿、充血和坏死；氯的浓度过高或接触时间过久，会使细支气管及肺泡受损，发生细支气管炎、肺炎及中毒性肺水肿；吸入高浓度氯后，会刺激迷走神经引起反射性的心跳停止。

［素材2］2016年巴西里约热内卢奥运会期间，室外游泳池中的水变绿了。

［小结］次氯酸钠溶液与过氧化氢溶液均可单独作为消毒剂，若混用，则会降低药效。

［素材3］新闻链接：某男子用酒精喷口罩，在电梯中偶遇“84”消毒液后死亡的谣言。

［小结］“84”消毒液不能和医用酒精混合使用，不是因为会产生毒气，而是因为医用酒精会削弱“84”消毒液的消毒效果，单独使用一种就够了，两者混合使用反而达不到预期的效果。

［作业］除此之外，“84”消毒液在使用时还有哪些禁忌，请大家课后查阅资料，为学校消毒人员提供一份“84”消毒液安全使用指南（以手抄报的形式），并为其他人普及安全使用“84”消毒液的知识（以展板的形式）。

设计意图：鼓励学生通过查阅资料，从化学和生物学的视角认识如何科学、安全地使用“84”消毒液，树立安全意识和合理选用化学品的观念。同时以手抄报的形式制作项目作品——为学校消毒人员提供“84”消毒液安全使用指南，并以展板的形式在校园普及安全意识和合理选用化学品的观念，让学生在动手实践中提升发现问题、分析问题、解决问题的能力，运用所学知识解决现实生活中的问题，体会化学学科的应用价值。

五、项目成果及教学反思

（一）项目成果

1.配制当日学校所需的“84”消毒原液（有效氯含量为5%）以及供垃圾房和厕所蹲位使用的消毒液，并装入瓶中，供消毒人员使用。

2.通过计算，为学校消毒人员提供一份翔实的“84”消毒液配制指南（如表4）。

3.据调查，学校每天需使用1瓶500 mL的“84”消毒液（氯浓度为5%，每瓶3.5元），若采用次氯酸钠粉末（1公斤18元）配制相同用量的溶液，可節省学校在这方面的开支。学校一年节省的消毒液费用的计算过程如图3所示。

4.以手抄报（如图4）的形式为学校消毒人员提供一份“84”消毒液安全使用指南，并制作展板（如图5），在学校大厅展示，让更多的人从化学和生物学的角度认识“84”消毒液。

（二）教学反思

在跨学科项目式教学中，项目成果既是对学习成果的检验，也是学生成就感的重要来源。通过对核心任务的拆解，促进学生开展探究活动，助力学生完成知识体系建构和问题解决，并在展示课中形成作品，使学生体会生活与化学、化学与技术工程、跨学科与实际应用的紧密关系，发展学生的科学态度和责任担当［2］。通过项目帮助学生在不同学科领域之间形成有意义的关联，让学生以小组为单位融合物理、生物、数学、美术等学科，制作项目作品，搭建知识和真实问题的内在关系，提高问题解决能力，这在一定程度上推动了学生创新性思维的发展。

1.情境创设有意义，寓教于乐促发展。肖川教授曾说：“学科及其教学是为学生素养服务的，而不是为学科而教。”本项目创设的“84”消毒液配制情境是与教科书知识紧密结合的生活问题，让学生把学习从课堂延伸到课外，学会在真实情境中构建核心知识。学生在解决项目问题的过程中需广泛查阅资料，联系生活实际，提出有探究价值的问题，并运用所学知识解决实际问题，在做中学、用中学、创中学，强化劳动实践能力的同时，提升学科核心素养，增强社会责任感。

2.问题设置层层递进，发展学生高阶思维。余文森教授提出，为了培育学生的核心素养，要积极倡导原生态、有高阶思维的教学［3］。在“‘化说‘84 消毒液”的项目化学习过程中，学生经历了具有学科特色的学习活动，在项目推进过程中既解决了真实问题，又进一步深化了对概念原理、核心知识的理解。在问题解决过程中，学生提升了跨学科思维和迁移应用能力，发展了高阶思维［4］。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准：2022年版［M］.北京：北京师范大学出版社，2020.

［2］  高凌蕊，韩建丰.基于化学新课标的跨学科项目教学探索：以“设计和制作简易制氧机”为例［J］.教育与装备研究，2023（4）：57-61.

［3］  余文森.核心素养的教学意义及其培育［J］.今日教育，2016（3）：11-14.

［4］  江合佩，林艺玲.大概念统领的跨学科项目式学习：以“设计化学环实现纯碱和氯乙烯联产”为例［J］.化学教与学，2023（1）：7-12，18.