高中化学与多学科交叉融合的教学研究

摘 要：当今，高中教育逐渐向多学科交叉融合的方向发展，化学与多学科交叉融合教学正是应对这一挑战的创新教育方式.基于此，首先分析了高中化学与多学科交叉融合教学的意义、现存问题，

然后在此基础之上详细阐述了具体教学策略.

关键词：多学科；交叉融合；高中化学

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2024）03-0117-03

多学科交叉融合教学，通过将不同学科的知识融为一体，能够培养学生的全面素养，使其具备更强的综合思维和实际问题解决能力.然而，这一领域仍然面临着师资培训、评估方法、课程整合难度等方面的挑战.因此，对高中化学与多学科交叉融合教学进行深入研究，总结经验，解决问题，具有重要的理论和实践价值.

1 高中化学与多学科交叉融合的意义

1.1 促进学科知识的综合理解

通过多学科的交叉，学生能学会将不同学科的知识进行联结，形成更为完整的认知结构.在多学科融合的学习中，学生能够发现学科之间的联系，增加学科之间的交叉点，从而提高学科学习的兴趣，有助于激发学生对知识的好奇心和热情.多学科的融合强调知识的应用，学生可以将所学的化学知识更灵活地运用于实际问题，不仅提高学科学习的实用性，也培养学生的实际运用能力.

1.2 培养学生跨学科思维能力

多学科交叉融合可以帮助学生超越狭隘的学科边界，拓展他们的学科视野.通过将化学知识与其他学科融合，学生将更全面地理解不同学科之间的联系与共同点，能够将不同学科的知识进行综合运用[1].另外，多学科融合也培养学生解决复杂问题的能力.现实问题通常是多层次、多领域的，学生通过跨学科思维，能够更有效地分析和解决这些问题.最重要的是，学生在多学科融合的学习中，将面临跨领域的挑战，学生可以提出新颖的观点和解决方案，有助于培养他们的创新意识.

1.3 强化学生科学的学习态度

化学与多学科的融合通常伴随着实验活动，要求学生具备科学精神.在实验中，学生需要严格遵循操作步骤，注重数据记录和结果分析，进而培养科学精神和科学态度.多学科交叉融合也要求学生在学习中保持系统性，将不同学科的知识有机整合，强调科学学习的系统性和有条理性，促使学生形成科学学习的良好习惯.学生在多学科融合中要理清学科之间的逻辑关系，展示逻辑思辨和证明的能力，进而培养对问题的深刻理解和对知识体系的构建.另外，多学科交叉的实践性要求，使学生更加注重实证与验证.在面对问题时，学生需要通过实际操作和数据分析来验证观点，以此培养学生对于科学实证的重视.化学的实验和计算过程，要求学生保持精确性和准确性，多学科交叉的情境下，这种科学严谨的要求会继续加强，从而培养学生对数据和结果的准确性的敏感性.学生需要在不同學科的知识之间进行对比，且保持细致观察和分析的态度，从而培养对于细节的重视度，提高观察和辨析能力.

2 高中化学与多学科交叉融合的现状

2.1 课程整合内容存在难度

教师需要具备广泛的学科知识，以便有效整合多个学科，这对于单一学科专业背景的教师来说是一大挑战，因为他们需要不断拓展自己的知识范围.除此之外，缺乏跨学科的教育培训也是突出问题，教师需要接受特别的培训，以学会如何整合多学科，并更好地应对学科之间的交叉点.另外，学科之间的整合会受到学科课程时间的限制，传统的学科课程已经安排得很紧凑，整合其他学科的教学难以获得足够支持[2].而且学科之间有不同的教学目标和评估标准，整合这些目标会导致教学内容过于庞大或目标不清晰，加之不同学科的教学方法和评价方式之间存在差异，这些都会制约跨学科融合的实践效果.

2.2 现有评估方法有待完善

学科交叉融合涉及抽象和主观的概念，难以用传统的量化评估方法来衡量.不同学科有各自的学习目标和评估标准，整合教学的评估会变得模糊，难以确定何为成功，跨学科能力也难以通过传统的考试和测验进行全面评估.教学团队通常由不同学科的教师组成，评估整个团队的协作和学科整合效果对于管理者来讲并不容易.此外，多学科整合的长期效果难以立即量化，而评估方法通常更侧重于短期成果.

2.3 学校师资水平有待增强

一些高中学校制订的师资培训计划缺乏持续性，一次性的短期培训难以覆盖教师在跨学科整合方面的全面需求，培训效果难以持久.而教师自身缺乏有效的跨学科教学技能，不知如何有机整合多学科知识，难以创设有效的学习场景，学生无法在跨学科环境中更好地学习和成长.跨学科整合需要跨学科团队的协同合作，而教师对这种团队合作的方式不够熟悉，只在单一学科领域独自工作，缺乏与其他学科教师合作的经验.并且，也缺乏对于学科整合教学目标和评估标准的清晰认识，不知道如何制定并达成整合教学的具体目标，以及如何评估学生在跨学科学习中的表现.

3 高中化学与多学科交叉融合的教学措施

3.1 化学与物理学科融合，拓展学生学习思维

化学和物理学科有许多互补和交叉的知识点，通过整合这些知识，学生能够建立更全面的知识体系[3].例如，在研究化学反应动力学时，物理学的运动学概念和力学定律就与化学的反应速率产生关联，促使学生从不同学科角度深入理解相关概念，从而拓展学生思维.以焰色试验为例，教师首先介绍焰色

试验的基本原理，解释不同金属离子在高温条件下激发电子跃迁所产生的特定颜色，强调这一现象与原子结构和能级有关.接着设计相关实验，选择常见的金属离子，如钠、钾、锂等，当然要确保实验中有安全的控制措施.教师可以引导学生使用光谱仪或简单的光谱装置，观察焰色试验产生的光谱，向学生解释不同金属离子的光谱特征，将实验结果与物理光谱学联系起来.并介绍原子能级图，解释焰色试验中电子跃迁的过程.通过这一过程，教师可以激发学生对物理与化学关系更深层次思考，促使学生理解物理和化学的融合对解释自然现象的重要性.学生不仅能够进行实际的化学实验，观察到焰色试验的现象，还能深入理解背后的物理原理，实现化学与物理的融合教学目标.

3.2 化学与生物学科融合，锻炼学生分析能力

化学与生物学科融合能够帮助学生在分子水平上理解生命现象，通过学习生物分子的结构和功能，学生不仅能够了解生命过程，还能够分析分子之间的相互作用和化学反应，从而深化对生物学的理解.例如，教师在讲解甲烷燃烧和检测纯度时，可以设计化学实验，引导学生观察燃烧过程中产生的产物和能量变化，强调反应的化学方程式，并与生物体内的氧化还原反应进行比较.然后进行生物实验，使用甲烷氧化酶检测生物样本中甲烷的存在，学生可以通过观察颜色变化等指标来判断生物体内的甲烷水平.最后教师引导学生讨论甲烷在生物体内的来源和作用，解释生物体内甲烷产生的生理过程，以及与燃烧过程中产生的甲烷有关的生物活动.学生自主收集实验数据，比较甲烷燃烧和生物检测实验的结果，然后分析数据，讨论实验中可能出现的误差和不确定性，探究生物检测方法在医学和环境科学中的应用，思考甲烷作为生物标志物的重要性，以及如何利用生物检测方法检测环境中的甲烷.这一过程中，学生不仅能够理解甲烷燃烧和生物检测的基本原理，还能够深入思考化学与生物学在解决实际问题中的协同作用.

3.3 化学与地理学科融合，培养学生空间思维

化学与地理学科融合有助于学生理解资源在地理空间中的分布和利用.通过分析不同地区的资源分布情况，学生能够从化学的角度理解地球资源的利用与管理，培养资源地理的空间思维[4].例如，石油是重要能源之一，在讲解石油分离的内容时，教师既要讲解石油的基本成分，包括烃类化合物以及不同碳链长度的烷烃、烯烃等.同时也要引导学生理解石油中的复杂混合物，带领学生学习石油分离的化学技术，如蒸馏、裂化、萃取等.教师可以通过模型或图示演示这些过程，让学生理解这些技术是如何应用于石油提炼中的，可以使用简易设备，如沸腾烧瓶、油漏斗等，让学生了解分离技术的基本原理.接着教师带领学生探讨石油的地质分布，讲解形成石油的地质条件，如沉积盆地、有机质富集等，让学生了解地质特征对石油分布的影响.条件允许的話，可以进行实地考察，选择有石油资源的地区，让学生了解实际的石油提取和分离过程，增强学生对地质学知识的实际应用理解.通过实践性的实验和实地考察，将培养学生实际操作能力，同时增强对地球科学和化学的整体理解.

3.4 化学与数学学科融合，强化学生认真品质

数学在化学实验的设计和数据分析中发挥着关键作用.学生需要仔细设计实验步骤，使用数学工具进行数据处理和解释，对实验过程和结果要高度认真和仔细.例如，酸碱中和滴定的讲解会涉及各种计算，教师可以将其与数学融合.计算反应物质的物质的量浓度，教师也可以利用数学软件或手绘图表，模拟酸碱中和滴定曲线，通过数学图象展示滴定过程中pH的变化，让学生更好地理解反应的动态过程.借助实验和数学计算的实践，将培养学生实际操作和计算技能，同时增强认真思考的品质.

4 结束语

综上所述，高中化学与多学科交叉融合教学的重要性，不仅体现在培养学生的跨学科思维能力上，更在于提升学生的综合素养，使其具备更好地解决实际问题的能力.通过将化学与物理、生物、地理、数学等学科相互融合，学生能够更全面、更深入地理解科学知识，并将其运用到实际生活中.化学教师要继续通过探索和实践，借助多学科交叉融合教学，回应社会对于综合素养的需求，为学生提供更富有挑战和创新性的学习体验.

参考文献：

［1］ 王建林，张澈，宁滨.浅议高中化学奥林匹克竞赛中的化学与生物学科交叉融合[J].中国教育学刊，2023（S2）：146-149.

［2］ 李祖艳.高中化学多学科融合教学实践[J].中学化学教学参考，2023（14）：4-6.

［3］ 黄桂安.高中生物学及化学学科融合的有效途径探究：以“脂肪——美味与健康的抉择”为例[J].生物学教学，2023，48（04）：37-39.

［4］ 邓中亚，杨春月，马超.学科融合在促进学生深度学习中的实践：以“氮及其化合物”为例[J].安徽教育科研，2022（29）：114-117.

［责任编辑：季春阳］

收稿日期：2023-10-25

作者简介：郑好伟（1986.4-），男，甘肃省镇原人，本科，从事高中化学教学研究.