初中化学与社会•跨学科实践研究的一般策略

【摘要】以学习为中心创设融入多学科视角的学习任务引导学生调用不同方法进行研究化学学科的学习内容，通过课前任务与跨学科实践、课堂实验探究与跨学科实践、家庭小实验与跨学科实践、项目式学习与跨学科实践等方法促进主动实践的学习方式的形成，同时使学生认识到运用跨学科思维解决问题的必要性，培养学生跨学科应用知识的能力和解决问题的综合能力。

【关键词】化学与社会；跨学科实践；学习方式

化学与社会·跨学科实践是《义务教育化学课程标准（2022年版）》里的第五个学习主题，本学习主题侧重对学生实验、观察、记录、分析、归纳、解释等科学方法和正确的价值观的培养。笔者尝试将本学习主题的核心知识如化学与资源、能源、材料、环境、健康等与其他四个学习主题即“科学探究与化学实验”“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”中的核心知识进行整合，充分发挥学科内的融合，并注重学科间的联系，以情境线、素养线为线索设计学习任务，提出关键问题或创设富有挑战性的探究活动引导学生讨论、交流、展示、评价、反思、总结，课后设计相关的跨学科实践活动倡导“做中学”“用中学”“创中学”促进学生积极主动的学习方式的养成和落实融合多学科知识解决跨学科问题的思路与方法。

一、课前任务与跨学科实践

基于化学与社会·跨学科实践学习主题的学业要求，整合跨学科思维设计学习的前置任务，引导学生在课前综合运用其他学科相关的知识做到先思考先研究，教师收集学生课前任务进行分析、梳理和诊断，课中就学生在前置任务中暴露的普遍问题和典型性问题，组织学生充分讨论交流，达成多学科知识整合、不同方法交叉处理问题的综合能力。

例如在学习人教版第九单元课题2“溶解度”第2课时前，笔者设计了如下的前置任务：

用实验的方法可以测出物质在不同温度时的溶解度并用列表法处理实验数据，还可以用作图法处理物质在不同温度时的溶解度数据，以温度为横坐标，溶解度为纵坐标，找准对应温度下的溶解度依次描点，将点连成线，在曲线一旁写上物质的名称或化学式就可以获得该物质的溶解度曲线。根据教材上表9-1数据在坐标纸上画出这4种物质的溶解度—温度曲线，并在你绘制的曲线中查出这4种物质在25℃和85℃时的溶解度填在课本37页的表里。借助数学学科画平面直角坐标图，思考从哪些方面评价所画的溶解度—温度曲线图。

这一实践是以关键问题借助数学学科知识和方法，迁移到溶解度曲线图及其评价视角，让学生初步认知溶解度—温度曲线图，并进一步思考、分析和掌握物质的溶解度随温度的变化特点和规律，实现了学科间方法渗透共促学生综合能力的提升。

二、课堂实验探究与跨学科实践

学生在生活中面临的问题往往是复杂的，需要调用多门学科的知识才能得以解决。因此在学科教学中需要立足本学科，结合实际情况，整合多学科视角，引导学生去发现去分析去收获新认知，培养学生逐渐形成能自觉、灵活地调用多学科知识解决问题的实践能力。

例如在上人教版第九单元课题1“溶液的形成”一课时，关于溶液及其特征的教学，设计了对应的学习任务：认识溶液及其特征。教学片段如下：

实验后交流环节：

学生1：蔗糖放入水中就溶解了；硫酸铜放入水中也溶解了，得到蓝色溶液，因此①④属于同一类，都是溶液；泥土放入水中，水很浑浊，花生油放入水中浮起来了，因此②自己是一类，③是另外一类。分类依据是看溶解情况。

学生2：我也是这样分类的，但是分类依据是看溶解和浮起来或沉下去。

教师：学生1在实验中观察细致，现象描述准确，学生2敢于补充自己的观点，特有勇气，两位同学的分类结果都是正确的，分类依据也是有道理，花生油和水的混合物属于乳浊液，泥土和水的混合物属于悬浊液。①④属于溶液，溶液中各个部分组成是完全相同的，即溶液是均一的，同学们能调用物理学科知识设计一个实验证明溶液的均一性吗？

学生3：用密度计分别伸入①④溶液的各个地方，看①④各处的密度是否一样。

学生4：用密度计伸到溶液里各处测量时，松开手存在密度计恒定在溶液里固定位置的现象，可以将①④溶液的上层、中间和下层部分的液体取出，然后测定三部分的密度值，看是否相同。

学生5：密度计长度较长，原来的溶液量少，经多次实验取量后溶液量更少，此时使用密度计测定不便于操作。

学生4：可以多配一些溶液，分装在试管里进行。

教师：学生3能快速的调用物理学中密度的相关知识设计出操作简便、快捷可行的方法，学生4、学生5理解密度计的工作原理，不断改进测量方法和装置。下面请大家用老师发的密度计按照同学们讨论后优化的方案实践一下。

学生通过测定①④溶液中各处的密度，理解了溶液的均一性。

接着教师再补充资料进行点拨，若溶液中存在自由移动的离子，溶液就有导电性，可以用电导率传感器测溶液的导电性，在单位体积的溶液里离子数目越多电导率的数值越大。其次教师介绍测溶液电导率的实验装置和步骤，然后用电导率传感器的探头放在④硫酸铜溶液的各处进行测定，让学生观察电脑屏幕上显示的数据，学生发现不管电导率传感器的探头放在④硫酸铜溶液的哪一处所得数值几乎是一样的，再次体会到了溶液的均一性的特点。但是用电导率传感器的探头放在①蔗糖溶液的各处进行测定时，电导率数值是零，这个新现象新问题又激发了学生继续探究溶液构成的欲望，最后引导学生从微粒视角认识溶质在溶液里的存在。

融合物理学科的密度测定引导学生设计实验证明溶液的均一性，达成定性到定量认识溶液组成，测溶液电导率实验使学生收获微观视角认识溶液的构成又为后面关于试验酸、碱、盐溶液的导电性学习埋下伏笔，在以上的学习活动中初步发展了学生融合不同学科知识解决实际问题的思维方式，丰富了学生认知物质的视角。

三、家庭小实验与跨学科实践

例如教完人教版上册第一单元课题2里的“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”一课后，开展了对绿色植物叶片在白天和夜晚释放的气体成分差异的探究活动。这项活动涉及化学、生物两个学科的知识和方法，将生物学科里植物的光合作用、呼吸作用释放气体成分、含量和化学学科里检验氧气、二氧化碳、水蒸气实验有机地进行融合，创设实践的体验场，激发学生积极主动去探究。在笔者设计的课后家庭小实验中，学生设计实验方案如下图1：

家庭小实验从跨学科实践视角，融合其他学科内容，设计真实的跨学科实践活动，初步发展学生运用学科知识和方法解决综合性问题的能力。面对跨学科实践任务学生分工合作、查找资料、提取信息，以文字、图示等方式呈现所设计的方案，在实践中用文字、视频配语音和字幕记录过程，总结归纳成果和实践反思，增强了学生的实践能力，学生认识到科学探究从提出有探究价值的问题出发，依据问题做出假设，设计和实施方案，获取证据并分析得到结论，并用科学语言和信息技术合理表述探究的过程和结果。

四、项目式学习与跨学科实践

笔者尝试着通过综合应用化学知识，并挖掘跨学科素材，建构跨学科的微项目学习活动运用于新课或复习课，落实化学与社会·跨学科实践学习主题的课标要求。例如在人教版“物质的变化和性质”新课教学中，融入海南非物质文化遗产资料如海南椰雕、海南黎锦、海南制盐和海南制陶等，从物质的变化视角绘制海南非物质文化遗产传统技艺类的宣传海报为微项目作品，通过以下3个核心活动，帮助学生初步形成变化观即知道物质是在不断变化的，物质变化分为物理变化和化学变化，在一定条件下通过化学变化可以实现物质转化。在学习的过程使学生深切的感受海南优秀传统技艺，激发学生赞赏家乡海南传统技艺发展成果，热爱家乡海南的情感。

活动1：动手实践，构建思维。通过水的沸腾、胆矾的研碎、胆矾粉末溶解、胆矾溶液中滴加氢氧化钠溶液、石灰石与稀盐酸反应等实验，依据对实验现象的记录、分析，获得证据，使学生初步形成从分类视角认识物质的变化，变化体现性质的认知。让学生在实践中学习，辨识物理变化和化学变化，物理性质和化学性质，建构变化体现性质的认知思路和方法。

活动2：分类归纳，加深理解。以海南非物质文化遗产中的传统技艺为线索收集资料，从物质的物理变化和化学变化视角分析资料，资料包括：介绍海南非物质文化遗产中的传统技艺文献、图片、视频等，学生学习小组合作设计基于物质的物理变化、化学变化视角的海南非物质文化遗产传统技艺类的宣传海报，师生共同设计评价作品的量表。

活动3：成果展示，总结提升。学生学习小组派代表展示微项目成果和汇报研制过程，师生依据评价作品的量表对微项目成果进行评价。

又例如在对酸碱盐的复习课中，笔者以“探秘自热食品中的发热包—复习酸碱盐”为课题，以制作自热食品为微项目作品，通过以下4个核心活动，让学生经历真实的跨学科问题解决过程，初步建构自觉将化学知识与生活生产实际相结合，能基于物质及其反应的规律和跨学科知识，运用实验手段完成作品制作，初步形成在解决实际问题时，需要综合运用各学科知识，采用合适方法和工具，通过合作、协同创新解决问题的思路与方法。

活动1：微项目界定。课前收集我们身边常见的自热食品和在生活中的应用，体会项目的意义和价值。研读其说明书，梳理其发热原理的化学方程式，思考：基于一定需求设计和制作自热食品需要考虑哪些问题？使用过程和使用后应注意什么问题？设计的思路是什么？小组合作研讨制作自热食品的制作目标和具体任务。

活动2：建构解决工程类问题的模型。实验探究自热食品中发热包的发热原理，对于发热包中各成分比例进行反复实验，确定最佳配方比例，初步建立设计和制作自热食品的一般程序和方法，形成模型。

活动3：制作自热食品。应用模型，从各组目标出发，小组合作动手制作自热食品如自热米饭、自热快食面、自热火锅等，通过多轮实验，不断改进，生成作品。

活动4：微项目作品展示。各组展示作品、介绍、现场品尝自热食品和评价，总结归纳解决作品制作类问题的思路与方法。

化学与社会·跨学科实践基于跨学习主题、跨学科的特点，通过跨学科思维引领和实践，构建学生跨学科学习思维模型，培养学生核心素养和促进学习综合能力的提升。在开展初中化学与社会·跨学科实践的教育教学研究中课题组通过将教学内容在本学科内和学科间进行整合，创设基于跨学科视野的学习任务驱动，让学生在完成这些学习任务后初步形成了调用不同学科方法解决实际问题的思路与方法，同时使得学生的合作、实践、创新等方面的能力也获得发展。

【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）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

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[3]王雨，毕华林.跨学科实践活动的特征及其教学评价——基于《义务教育化学课程标准（2022年版）》的分析[J].中学化学教学参考，2022（07）.

[4]胡久华，张恺琦.《义务教育化学课程标准（2022年版）》解读——化学与社会·跨学科实践[J].化学教育（中英文），2022（15）.

（基金项目：本文系海南省2022年教育科学规划专项课题“初中化学与社会·跨学科实践研究”的研究成果之一，课题编号为QJH202210045）