初中化学跨学科实践活动设计

新课程方案在基本原则中明确要求：加强综合课程建设，完善综合课程目标设置，开展跨学科主题教学，强化课程协同育人功能。跨学科主题教学是指围绕该中心主题，运用不同学科的知识和方法，开展对所指向的共同问题进行讨论和解决而设计的教学活动。因此，本课例尝试融合生物、信息、地理等学科或理念，开展“探究酸碱性对种子发芽的影响”跨学科实践活动。

一、跨学科实践活动内容分析

“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”是实验探究类综合实践活动，该实践活动的影响因素复杂，实践周期较长，实践操作有一定的难度。调查学情后，笔者了解到学生生物课上学过模拟酸雨对种子发芽的影响实验，地理课上了解过南酸北碱的分布情况，因此，结合生物、地理学科所学，本次跨学科实践活动确定为只探究酸碱性对种子发芽的影响。该跨学科实践活动以溶液酸碱性为学科核心知识，以土壤的酸碱性对种子发芽影响的探究为载体，承载学生必做实验“定性、定量比较溶液酸碱性”，融合初中化学、生物、地理等课程内容。

二、跨学科实践活动目标

1.通过课前查阅资料和回顾生物学科所学，了解种子发芽的基本条件，并尝试使用不同酸碱性溶液进行种子发芽实验，体会溶液酸碱性对农作物生长的影响，促进学生意识到化学与生活息息相关。

2.通过反思课前实验的过程，学生自主明确任务，完成检验溶液酸碱性和探究溶液酸碱度规律的化学实验，学会检验溶液酸碱性的基本方法，发展学生利用化学观念和科学方法解决实际问题的意识。

3.自制酸碱指示剂鉴别种子发芽溶液的酸碱性，修正课前实验的失误之处，再次设计控制单一变量的实验探究溶液酸碱性对种子发芽的影响，体会科学地利用物质性质对合理种植农作物具有重要作用。

三、跨学科实践活动实施过程

【任务1：前置实验】

学生活动：1.梳理生物学科所学，思考以下问题，调研种子发芽的条件。

（1）你选择哪种种子？ （2）种子发芽需要满足哪些条件？（3）你能描述种子发芽的过程吗？

2.模拟探究酸雨对种子发芽的影响实验。

设计意图：课前布置模拟酸雨对种子发芽影响的实验任务，学生利用生物学科知识，设计并完成课前实验，帮助学生感受学科间的融合，并且为课上发现问题、解决问题埋下伏笔。

【任务2：建构新知】

环节1：展示课前实验，学生互评。

学生表现：不同小组采用了PPT、视频等形式汇报了课前实验。部分小组根据生物所学，设置了相对稳定的环境发芽种子，并且持续记录实验现象三到五天；部分小组做实验前没有将种子充分浸泡，导致没有发芽；部分小组在实验过程中给种子换水，换的是清水，导致溶液酸碱度发生了变化，实验数据不具有参考价值。

教师引导：通过活动，同学们对溶液酸碱性对种子发芽的影响有了新的认识。并请同学评价一下其他组的作品。

学生表现：白醋和纯碱溶液都对种子的发芽有影响；用少部分、大部分等词来形容发芽率较笼统，若能有百分数就更好了。在实验中，同为白醋组的溶液，种子的发芽率也不同，这两份白醋溶液除了浓度不同，还有什么不同呢？

教师引导：了解溶液的酸碱性，利用酸碱指示剂或试纸定性地检验不同溶液的酸碱性。利用实验仪器，结合课前调研和课本知识，自主设计实验、进行实验、记录现象、总结规律。

环节2：定性探究溶液的酸碱性

学生进行实验：分别用紫色石蕊试液和酚酞液检验了白醋、纯碱溶液、肥皂水、柠檬汁、石灰水等溶液的酸碱性；了解了指示剂的发现史及生活中有很多物质遇到酸碱性不同的溶液都会变色，课前自制了牵牛花汁检验溶液的酸碱性。

学生总结规律：酸性溶液可以使紫色石蕊试液变成红色，不能使无色酚酞试液变色，碱性溶液可以使紫色石蕊试液变成蓝色，使无色酚酞试液变成红色；碱性溶液可以使红色小纸条变成蓝色，酸性溶液可以使蓝色小纸条变成红色，使用试纸比指示剂溶液更方便。

教师引导：清楚了溶液的酸碱性，接下来的任务便是了解溶液的酸碱度，利用pH试纸或pH计检验不同溶液的酸碱度，并总结规律。

环节3：定量探究溶液的酸碱度

学生进行实验：学生利用pH试纸测量了两组不同浓度的白醋溶液，两组不同浓度的纯碱溶液和清水的pH值；可以更精确测量溶液酸碱度的方法——pH计。

学生总结规律：酸性溶液的pH值小于7，碱性溶液的pH值大于7，中性溶液的pH值等于7；溶液的酸碱度与溶液中H+或OH-的浓度有关。因此同为白醋组或纯碱组的种子发芽率不同的原因可能是溶液中H+或OH-的浓度不同。但是不同的离子究竟对种子的发芽造成怎样的影响，需要再查资料。

设计意图：通过学生的展示和互相评价，促进学生从多角度思考问题，提高学生解决问题的能力。通过问题引导、任务驱动、合作学习、实验探究等途径，引导学生在解决问题的过程中建构新知，同时解决真实问题。

四、跨学科实践活动作业设计

【任务3：拓展实验】

学生活动1：从地理学科角度，调查国家土壤南酸北碱的情况和植物的生长情况，全面了解“南橘北枳”的原因。

学生活动2：结合课上所学和课后调查，反思课前实验，重新设计并进行实验——探究不同酸碱性的溶液中种子的发芽率。

学生表现：购买pH计，重新进行实验；修改第一次实验的记录方式，不再使用“少部分、大部分”这样的形容词，而是记录发芽率。

设计意图：以拓展实验的形式作为跨学科实验活动的作业，既加深了学生对知识的理解，也促进了学生对知识的应用，发展了学生创新能力。并且，通过反思和二次实验，明确知识和方法，关注核心思路方法和大概念，促进学生素养发展。

五、跨学科实践活动反思

1.联系实际

以种子发芽率的探究为任务主线，通过联系生物学科和地理学科所学，帮助学生从已有认知出发，发现新的问题，促进学生自主探究溶液酸碱性的新知。在真实情景中引导学生从跨学科视角分析及解决问题，建立生活问题、学科问题相互转化的思路方法。

2.优化形式

本次跨学科实践活动中，学生搜集资料、甄别资料内容的能力，动手设计、进行实验的能力，知识迁移的能力，整理信息并表达的能力得到了提升。通过活动引导学生像科学家一样思考，像工程师一样解决问题，培养学生系统分析、科学推理的能力。

（作者单位：要明月 烟台第八中学；张永华 烟台芝罘区教科研中心；王雅麟 烟台港城中学）