新课标背景下初中化学跨学科教学开展路径

2023-04-19广东省东莞市桥头中学卜德华

天津教育 2023年35期

■广东省东莞市桥头中学卜德华

随着我国基础教育改革的持续推进，更新学科教学理念，转变学科育人方式已经成为教育追求的阶段性目标，新课程标准下开展初中化学跨学科教学的重要性日益突出。开展化学学科的跨学科融合教学包括知识融合、理论融合、方法融合等多个层面，强调加强化学学科与其他学科之间的内在联系，打通知识在不同学科中的壁垒，帮助学生建立系统性的知识体系，培育学生的跨学科学习思维，促进学生将化学知识学以致用，从而提高学生的知识素养与能力素养。

一、新课标背景下初中化学跨学科教学开展的意义

（一）提升知识素养

新课标教育内容突出课程育人目标，一方面要求学生发挥学习的主动性与积极性，做课堂的主人，另一方面要求教师在课程设计上注重创新。跨学科教学体现了学科教学的创新性，教师在授课过程中更新自身的教育理念，淘汰过时的教学思想，贯彻终身学习的原则，掌握多个学科领域的知识，提高自身专业素养，提升教学质量。在跨学科教育指导下，教师可以设计更开放与多样化的课堂活动，学生积极参与这些课堂活动，发展创新意识与想象力，并利用创新思维与联想思维，将化学知识与其他学科知识结合起来，拓展思维广度与深度，有利于学生扩大知识面，形成深厚的知识素养。

（二）提升能力素养

化学是一门以实验为基础的学科，具有很强的实践性与综合性。教师运用跨学科教学理念开展教学，符合化学的学科特征，有利于学生融合各个学科的知识、技能、方法与思维，开展化学实验与其他探究活动，增强学生化学探究实效。学生在自主探究与合作实验的过程中可以利用数学的逻辑思维与推理思维、物理的辩证思维与抽象思维，以及生物实验的方法等，加深对化学知识的理解，采用更先进的学习理念、实验方法与科学探究技能完成化学课堂任务。在这一过程中，学生增强了自主学习意识，锻炼了观察能力、实验能力以及合作能力，形成了能力素养。

二、新课标背景下初中化学跨学科教学开展路径

（一）依托跨学科知识设置课堂导入

课堂导入占用的课堂时间不多，却承担着重要的教学任务。一个好的课堂导入可以引起学生的注意，促使学生集中精神，激发学生对新知识的期待，启迪学生思维，帮助学生顺利开展后续的课堂学习。在课堂导入中，如果教师融入多学科知识，可以打破学生的思维定式，增加学生的新鲜感，提升课堂教学效果。

以人教版初中化学八年级全一册第二单元“我们周围的空气”教学为例，教师在本单元的教学导入环节要抓住关键词“空气”，联系其他学科知识，吸引学生的注意力。教师可以通过编故事的形式导入本单元学习主题：在很久以前，一个村庄里有一个奇怪的山洞，每当猎人牵着猎狗走进山洞不久，猎狗就会离奇死亡，而猎人却能安然无事。于是当地的居民称这个山洞是个妖怪洞，因为猎人身上有猎枪，所以妖怪只敢施法夺走狗的性命。讲到这里，教师可以适当暂停，为学生留下独立思考的空间，想一想猎狗死亡的原因，难道真的是因为山洞里面有妖怪吗？教师要鼓励学生充分发散思维，在小组中讨论，积极发言，当学生的好奇心将要到达顶点的时候，教师可以给予适当提示，告诉学生可以联系其他学科，如生物学与物理学的相关知识进行思考。

有的学生想到生物课堂学过的呼吸作用相关知识，猜测因为山洞很小，洞口被树木遮挡，导致山洞里面没有空气，因而猎狗是被闷死的。这时教师应先肯定学生的回答，再进行提示，如果是缺少空气的话，为什么猎人可以存活呢？在学生百思不得其解之后，教师就可以解密，其实是因为山洞中的某些特殊物质相互作用，由此产生了二氧化碳，又由于二氧化碳不能供给呼吸，并且二氧化碳的密度大于空气的密度，所以越接近地面的地方二氧化碳的含量越高。猎狗当然比猎人的身高低，更接近地表，因此猎狗会因为吸入过多的二氧化碳而窒息。

在整个过程中，学生巩固了生物学中有关二氧化碳的知识，更明确地认识到二氧化碳不能供给呼吸这一知识点，并复习了物理学科中的密度知识，知道了二氧化碳与空气密度的大小。教师巧妙地设计课堂导入环节，以空气知识为线索，串联了化学中的空气知识、物理学科中的密度知识以及生物学科中的呼吸知识，有利于加深学生对知识的理解，激发了学生对新知识的探索兴趣，启迪了学生的跨学科融合思维，从而帮助学生展开高效的课堂学习。

（二）依托跨学科方法理解化学知识

在初中阶段的化学教学中，教师如果仅仅局限于单一学科的思维模式，则难以使学生真正深入地理解化学知识。教师要打破思维定式，学习其他学科的知识与教学方法，帮助学生发散思维，使学生多角度看待化学问题，全面理解化学知识。

以人教版初中化学九年级下册第十单元“酸与碱”的教学为例，本单元中氢氧化钠与二氧化碳的反应是重要知识点，因此教师可以围绕氢氧化钠与二氧化碳设计相应的实验活动。通过本单元学习，学生可以知道二氧化碳易溶于水显酸性，而氢氧化钠是一种具有高腐蚀性的强碱，两者的反应是酸碱的中和反应。学生结合课本内容可知，氢氧化钠与二氧化碳反应会生成碳酸钠与水，但是在二者的反应过程中不能看到比较直观的结果，本课的实验没有产生溶液变色，也没有生成气泡，更没有产生光焰反应，因此学生会对氢氧化钠与二氧化碳反应这一知识点感到难以理解。

这时，教师可以采用物理实验的方式，利用物理学科中有关大气压强的概念知识，改进实验研究方法。学生可以运用物理课程中测量大气压强的工具，如水银气压计、金属盒气压计等，先测量二氧化碳与氢氧化钠反应之前的气压数据，再测量氢氧化钠与二氧化碳充分反应时的气压数据，最后测量实验结束后的气压数据。学生要如实记录实验数据，并将三次气压数据整理成表，利用数学学科中折线统计图的知识，绘制一张气压变化数据图，清晰地展示反应前、反应中、反应后三个阶段的数据变化情况，从而以更加生动直观的形式呈现各个时期的气压变化，巩固数学知识的同时，使学生感受反应前后的气压差异。在折线统计图的辅助下，学生可以感受到二氧化碳与氢氧化钠确实发生了化学反应，从而加深对本单元酸性物质与碱性物质性质的理解。

教师利用数学中的折线统计图与物理学科的实验方法改进化学实验，使学生联系多学科知识，深化了学生跨学科学习意识，及时帮助学生解决了问题，有助于培育学生的实践能力与创新能力，促进学生开展多学科深度学习，提高学习成效。

（三）依托跨学科思维，加强内容记忆

在初中阶段的课程教学中，各门课程都有独特的思维方式。数学多用推理思维与逆向思维，注重形式与逻辑，语文多用语言思维，重点在于语言与表达，物理多使用实验思维，注重在实验中探究物理原理，音乐多运用艺术思维，注重调动人的审美感受。在化学学习中，需要将多个学科的思维综合起来，促进学生进一步活跃思维，打开思维的大门，开展有意义的学习。

以化学与音乐学科的结合为例，教师可以利用音乐中悠扬的旋律缓解学生身心疲劳，利用艺术思维看待化学学科，发现化学的美，培养学生对化学的兴趣。在九年级化学学习中，学生学习了酸与碱的知识，对酸碱盐有了初步了解，但是觉得化学知识十分枯燥。于是教师可以利用课堂中的现代化教学资源，在网络中搜索《青花瓷》歌曲化学改编版，这首歌巧妙地将原歌曲的旋律与化学知识相结合，有关金属离子的部分这样唱道：“蓝色絮状的沉淀，跃然试管底。铜离子遇氢氧根，再也不分离。当溶液呈金黄色，因为铁三价，浅绿色二价亚铁把人迷。”以及关于浓硫酸知识的歌词：“稀释那浓硫酸，浓酸入水滴。沿器壁慢慢倒，搅拌手不离。浓酸沾皮肤立即大量水冲洗，涂抹上碳酸氢钠救急……”学生在舒缓的音乐中可以感受到化学的美，营造了轻松愉快的课堂环境，歌词的形式也可以帮助学生记忆化学实验操作方法。利用感兴趣的歌曲，激发了学生对化学知识的兴趣，深化了学生对化学的情感，促使学生利用艺术思维更好地感知生活与化学的联系，以及化学与艺术的联系，提高了学生的化学素养。

在改编版歌曲《青花瓷》的启发下，教师可以思考为什么学生记歌词很快，而在记忆化学定理与相关概念的时候就不太轻松，通过音乐学科特性与化学学科特性的对比可以知道，歌曲往往采用押韵、重复等形式帮助学生记忆歌词，那么教师就可以学习歌曲的创作经验，编创朗朗上口的歌谣、顺口溜、口诀等，帮助学生牢固地记忆化学知识。例如，初中化学课程标准明确指出，学生要能够根据化合价写出常见的化合式，但是化合价的记忆对学生来说是个难点，于是教师可以将化合价变成顺口的歌谣，如“我是氢，我最轻，火箭靠我运卫星；我是氦，我无赖，得失电子我最菜；我是锂，密度低，遇水遇酸把泡起；我是铍，耍赖皮，虽是金属难电离；我是硼，有点红，论起电子我很穷；我是碳，反应慢，既能成链又成环……”将化合价变成歌谣，学生可以借助流畅的音乐旋律记忆化学知识，让音乐之美感染化学，将艺术思维转变为化学思维，从而为化学学习增添新的魅力。

（四）依托跨学科作业巩固学习成果

作业是对课堂所学知识的巩固，在学生的学习中起着不可替代的作用。教师可以为学生设计多种多样的跨学科作业，检验学生的跨学科学习成果，训练学生的跨学科思维品质，培育学生良好的学习习惯与自主思考能力。

化学作业可以实现与语文学科的结合，语文学科的教学重点是培育学生的语言能力与写作能力，在完成课堂中的化学实验活动之后，教师可以为学生布置与本次化学实验相关的创意写作活动，锻炼学生的写作能力。以“氧气的性质”实验为例，学生可以将本次探究氧气性质的实验过程写成一篇日志，在日志中写下本次氧气实验的名称、目的、地点、时间等，并记录氧气与木炭、氧气与硫、氧气与铁等燃烧反应的过程，简要地描述实验用到的工具，重点放在对实验过程以及实验的总结上，阐述清楚反应原理，并将三者的反应进行对比。

学生可以在日志中分别记录木炭、铁、硫等燃烧产生的现象，氧气与木炭燃烧在空气中发出红色的光芒，生成的气体可以使澄清的石灰水变浑浊；氧气与硫的燃烧火焰呈现淡淡的蓝色，在氧气中呈现蓝紫色；而氧气与铁的燃烧反应则十分剧烈，有火星四射的现象，并生成黑色的固体物质，放出大量的热量，需要预留清水或采用铺细沙的方式防止集气瓶炸裂。学生可以将三次实验中精彩的片段用摄像机拍摄下来，并将照片打印出来张贴在日志中，为以后的实验提供参考，从而增加化学学习的乐趣。学生在本次实验日志的撰写中锻炼了语言表达能力与写作能力，也是一次高效的课堂总结，积累经验、改正不足，从而巩固课堂学习成效。

化学学科除了与语文写作练习相结合以外，还可以与历史学科相结合。例如，在“燃烧”这一化学知识教学中，教师可以让学生开展有关火的探究作业。学生可以利用网络资源探究火的燃烧条件、火的历史，火与化学的联系等，从而了解火中包含的古老化学传说。如历史课上教师讲到的燧人氏取火的故事，燧人氏取火是世界上最古老的化学故事，传说在一万年以前，有一个生活在古昆仑山上的族群，这个族中的智者有一天看见鸟啄燧木时产生火苗，于是受到鸟儿的启发，发明了钻木取火，为人类世界带来了光明，推动了化学事业的发展。学生通过对火的历史探究，可以加深对历史学科中原始社会、原始部落以及原始人的理解，想象原始社会的生活景象，了解原始社会的生产力状况，并意识到火在日常生活中的广泛应用，以及火对化学事业与化学学科的重要贡献。同时，教师可以引导学生思考火燃烧的条件以及火种的保存方法，学生可以继续结合历史故事，想到燧人氏的钻木取火必须达到木头的着火点，且火的燃烧必须有足够的氧气，再结合燧人氏保存火种的方法进一步展开思考。