跨学科整合在初中化学教学中的探索与实践

跨学科整合在初中化学教学中的探索与实践

摘要：化学是初中教育阶段的一门自然科学课程，有着较强的综合性和科学性，能够对学生创新思维和科学素养的发展产生促进作用。基于化学学科特征，传统单一教学目标和课程设计思路，无法将化学学科育人价值充分发挥出来，教学成效不佳。而基于跨学科整合思维，推动初中化学教学创新，则可以拓展学生的学科思维，提升学生化学学习水平，促进学生综合发展。故此，本文主要基于跨学科整合视域，就如何实现初中化学教学创新进行了简要分析。

关键词：初中化学；跨学科整合；应用策略

引言

受限于传统教育思想，长期以来我国学校教育都是以学科独立分科学习为主，虽然这样的教学模式能够凸显各学科的重点，强化学生对学科知识的理解和掌握，但一旦学生习惯于这种刻意分类的学习方式，在学科学习过程中，则会忽视学科知识之间的关联性，学习方式也会更趋向于分裂化，不利于学生整体学习能力的提升。而随着新课程教育改革的持续深化，越来越多的教育人员开始意识到这种学科分裂式教学的弊端，并纷纷建立起跨学科整合思维，实现了学科之间的整体教学。面对全新的教学形势，初中化学教师也应加强对跨学科教学理论的研究，准确把握跨学科教学的要点，积极开展跨学科教学活动，引导学生将不同学科知识进行融合，拓展化学学科思维，提升化学学习水平。

一、跨学科整合的概念及意义

跨学科整合是一种基于整合思维的新型教学方法，是指在学科教学活动中，通过引入其他学科的一些知识原理和思想方法，对本学科知识进行阐明的一种教学策略。不同学科之间往往存在一定的交叉性，利用学科之间的纵向关联，引导学生运用其他学科知识去思考和探究本学科知识，能够有效拓展学生的学科思维，强化学生对本学科知识的认知与理解。并且在通过对不同学科知识的整合运用过程中，也可以促使学生实现学科知识之间融会贯通，提升学生的知识迁移和应用能力【1】。

跨学科整合教学有着深厚的理论和方法论基础，比如，在现代认知学中就有相关的理论，即知识在时间或空间上存在强烈的互补性，具体表现为以下几点：一是同一类型知识之间沿时间的互补性，比如，初中化学和高中化学之间的互补性。这种知识的互补性主要体现在学习主体对已获得的知识与未获得知识之间的互补；二是不同类型知识在空间上的互补性，同样以学习主体为例，也就是他们所积累的知识是可以相互贯通的，比如不同学科知识之间的互补性。知识的互补性是跨学科整合教学策略的主要理论依据，而通过跨学科整合策略，能够促使学生实现不同知识的联合使用，形成知识互补，获得更高的学习效益。

二、跨学科整合在初中化学教学中的应用现状

（一）跨学科意识薄弱

基于跨学科整合的初中化学教学，能够促使学生将不同学科知识进行整合，实现知识互补，拓宽学生的学科思维，提升学生化学学习水平【2】。不过受限于传统教育思想，初中化学教师的跨学科意识薄弱，在当前化学教学中，教师往往会将化学教学与其他学科割裂开来，导致学生在化学学习过程中，难以实现不同学科知识之间的纵向关联，限制学科思维的拓展，降低学习成效。

（二）跨学科整合能力不足

跨学科整合教学的核心在于利用不同学科知识原理和方法对本学科知识进行阐述，达到由浅入深的教育效果。因而在基于跨学科整合的初中化学教学中，教师需要根据教学内容和学生的知识基础，选择合适的学科及学科知识点进行整合【3】。这就要求初中化学教师不仅需要具备扎实的学科知识基础，还需要加强对其他学科知识的研究。但在当前初中化学跨学科教学活动中，教师的学科整合能力有限，所选择的学科知识和教育资源不合理，不仅不利于学生对化学知识的认知与理解，还会加重学生的学习负担，降低学生进行跨学科学习的积极性。 三、跨学科整合在初中化学教学中的应用案例

跨学科整合在初中化学教学中有着显著应用优势，本文主要基于地理、生物和化学三个学科在核心素养上的相同性，选择了“水与生活”作为课题，就跨学科整合下的初中化学教学进行具体分析：

（一）教学背景分析

“水”这一概念在初中地理、生物和化学课程中都有涉及，其中地理学科通过对河流、自然界中的水循环、降水等内容的分析，让学生对自然界中的水资源形成直观认知；生物学科中通过对生物圈水循环、水对动植物生存的重要性等知识点，让学生了解到植物与水之间的关系；化学学科中通过水资源净化原理等知识，让学生学会正确使用水资源。由此可以看出，这三个学科在“水”这一概念上存在相通性。在初中化学教学中，可以将三个学科相结合，将“水和生活”作为主题，引导学生从不同学科角度，对水资源进行思考和探究【4】。

通过对学生知识基础和学习能力的分析后，可以发现学生已经掌握了与水相关的单课知识概念，如蒸腾作用，不过却缺乏跨学科整合意识，在面对生活中的实际问题时，难以协调其他学科知识，对问题进行系统化分析和解决。因而在跨学科整合的化学教学中，教师应引导学生建立起跨学科意识，促使学生灵活调动不同学科知识，提升问题解决能力。

（二）跨学科整合教学目标设定

在基于跨学科整合的初中化学教学中，教师应根据学生知识基础和认知水平，制定科学的跨学科教学目标。在“水与生活”的跨学科教学设计中，教师则需要充分考虑到学生在化学、生物和地理学科学习中所积累的知识经验和学习经验，优化跨学科教学目标。比如，教师可以将跨学科目标设置为：（1）通过跨学科学习，引导学生从不同学科角度分析水资源的作用和功能，让学生了解到水资源的重要性；（2）通过跨学科学习，引导学生分析水旱灾害形成的原因，了解到水资源即是人类赖以生存的资源，同样也会带来灾害；（3）通过实践探究，对减轻水旱灾害的科学原理进行分析和探讨，促使学生建立起人水协调的价值观；（4）通过跨学科实验探究，锻炼和提升学生的跨学科思维和科学探究能力；（5）通过实地调查，发现实际生活中的水资源问题，并探索问题解决办法，增强学生的社会责任意识【5】。

（三）跨学科整合教学流程的优化

在基于跨学科整合的初中化学教学中，教师需要根据不同学科之间的关联性，对教学流程进行优化设计。首先，教师需要根据跨学科整合教学特征和核心素养培养需求，明确跨学科教学目标；其次，教师需要根据学生的知识基础和兴趣爱好，设计课堂问题和教学情境，促使学生更主动的投入到教学活动中，实现不同学科知识的有机整合；再次，教师应根据教学内容，设计驱动性问题，启发学生思维，促使学生从不同学科角度，对教学内容进行思考和分析，提升学生化学学习水平；最后，教师需要根据驱动性问题，设计实践活动，进一步强化学生对教学内容的认知。为此，教师可以设计以下教学课题，促使学生实现跨学科知识整合【6】。

1.探讨与水相关的灾害

水是人类赖以生存的自然资源，但在实际生活中，水资源过多或过少都会给我们的生存和生活带来负面影响。为此，教师可以提出问题“同学们，你们知道哪些灾害是与水相关的吗？”学生回答“洪涝灾害、干旱。”教师继续提问“那么基于地理学科角度，区域洪涝多发有哪些原因？”学生思考后回答“气候、地形、河流等因素都会造成洪涝灾害的形成。”在此问题驱动下，教师可以设计探究性课题“根据北京城区所处地理位置和自然环境，分析北京城区是否容易发生洪涝灾害？”基于地理学科知识，通过对北京地区的地理环境和自然环境的分析，学生可以得出北京地区是非常容易发生洪涝灾害的【7】。接着教师继续提问引导“北京地区除了洪涝灾害外，还会出现哪些与水相关的自然灾害呢？”通过查阅资料和探究性学习后，学生会发现北京地区还容易出现旱灾。教师再基于这一学习结论，引出本课时的核心问题：（1）如何减轻水旱灾害？（2）如何提升水资源的利用率。

2.如何减轻水旱灾害 根据上述讨论和学习，学生会发现洪涝灾害和旱灾都与我们的日常生活息息相关。为此，教师可以将重心转移到水旱灾害的预防和减轻的问题上，并组织学生开展探究性学习。

探究性学习活动1：实地调查校园排水能力。通过对校园主要排水口分布情况进行调查，并采取图例方式，在校园地图上将排水口的位置、类型和大小等进行仔细标注。然后计算校园排水能力，分析校园内易积水区，设计逃生路线。

在这一实践活动中，可以促使学生对校园的排水能力形成清晰认知，并了解到洪涝灾害对校园的影响，同时为减轻洪涝灾害提出可行性建议。教师则需要根据学生的探究性学习结论，做出总结“水旱灾害发生的原因主要有两个方面：一是降水在时空上的分布不均；二是受灾区域的蓄水和保水能力的不足。基于这两个原因，如何才能有效减轻水旱灾害呢？”接着教师可以让学生设计实验方案，探究植物在缓解水旱灾害中的重要作用。

探究性学习活动2：设计实验，对绿色植物在涵养水源作用进行分析。在实验过程中，教师可以让学生从校园内选择几种绿色植物的叶片，并将这些叶片浸泡在水中，过一段时间后，对比叶片增加的重量。然后得出实验结论：绿色植物的器官都具备一定的蓄水能力，绿色植物在涵养水源上发挥着重要作用。

探究性学习活动3：设计实验，对绿色植物在保持水土中作用进行分析。在实验过程中，学生可以利用侧打孔托盘，分别在托盘上装上土壤、种植单一植物的土壤、中职多种植物的土壤，以此来模拟不同植被覆盖下的山体情况【8】。然后再用水多次冲刷这些土壤，比较不同植被覆盖下土壤流失的情况。然后得出实验结论：绿色植物在保持水土方面发挥着重要作用，通常种植多样化的植被，可以减轻水旱灾害带来的影响。

探究性学习活动4：设计实验，对绿色植物的蒸腾作用进行分析。在实验过程中，学生可以选择不同类型的枝条，然后将这些枝条放入盛有等同体积水的量筒中，经过24小时，比较量筒中剩余水的体积。然后得出实验结论：绿色植物有着较强的蒸腾作用，叶片大、叶子薄，且有背毛的植物蒸腾作用最强，在现实生活中可以利用蒸腾作用较强的植物调节局部气候。 通过以上几个探究性学习活动，可以让学生了解到植物对水的调节作用，可以利用植物减轻水旱灾害。接着教师可以引入下一个话题“如何提升水资源利用率？”，并设置相应的探究性学习活动。

3.提升水资源利用率

结合知识经验和生活经验，学生提出了“节约用水”的方案，用于提升水资源利用率。在此基础上，教师可以展示一张家庭年水费单的图片，从图片中显示该家庭一年约200立方的生活污水排入污水系统。而污水系统可以通过对这些污水的净化，让这些水得到二次利用。接着教师可以基于化学学科角度，将污水净化的原理和方法传授给学生，并设计制作污水净化器的探究性学习活动。

探究性学习活动5：制作简易净水器。在操作过程中，学生需要利用塑料瓶、活性炭、沙子、石头等，完成净水器制作。

通过这一实验操作，可以让学生了解到水的净化，能够有效提升水资源利用率，缓解水资源不足的问题。

四、结语

综上所述，基于跨学科思维，推动初中化学教学创新，能够有效调动学生的学习热情，发展学生创新能力和学科思维，提升学生数学学习水平。因此，初中化学教师应对跨学科教学的重要性形成清晰认知，并根据化学学科特征，精心设计跨学科教学活动，引导学生从不同学科角度对化学知识进行思考和探索，拓展学生学科思维，完善学生对化学知识的认知，促进学生化学核心素养发展。

参考文献

[1]邓海英,张智.核心素养视域下的初中化学跨学科项目式学习的设计与实施——以“模拟自来水厂净水器的制作”为例[J].广西教育,2023(01):51-54.