學科融合視角下的初中化學教學策略探索

陳明真

在《義務教育化學課程標準(2022年版)》(以下簡稱新課標)中，提出化學與物理學共同構成了物質科學的基礎，教師要重視初中化學與小學科學和高中化學課程的銜接，關注與義務教育階段其他有關課程的關聯，以促進學生在科學領域的核心素養(yǎng)全面發(fā)展。換句話說，新課標為初中化學課程的學科融合教學指明了路徑，教師必須注重學科內的融合及學科間的聯系。其中，物理及部分學科因為其本身的特殊性，與初中化學學科的聯系更顯緊密，應充分體現出來。初中化學乃至其他學科教師對該領域展開深入研究是非常必要的。

一、 學科融合概述

隨著新課程改革的推進，學科知識的整合已經成為一種趨勢。特別是在進入初中之后，學科數量逐漸增多，學習難度日益增大，必須通過學科融合幫助學生建立起更加完整的知識體系，為學生今后面對現實中的復雜問題奠定充分的基礎。真正意義上的學科融合，需要打破學科之間的壁壘，開展包括兩個或兩個以上學科知識的教學活動，推動學生展開綜合性的探索。對初中化學學科來說，則意味著要以化學知識為主線，同時將與當前知識相關的其他學科內容聯系起來，以有機整體的方式呈現給學生。

學科融合需要教師具備較強的教學能力，尤其是要有靈活運用各學科知識的能力，必要時還要進行教師之間的相互配合。而且，因為學科融合必然帶來知識內容的復雜化，所以對部分學生來說可能意味著學習難度的增強，因此也就需要在教學策略、方法及手段上的融合。比如與信息技術手段的融合，用生動形象的知識內容激發(fā)學生的學習興趣，給學生帶去新鮮感，幫助學生的知識理解及認知構建?？傊?，學科融合在字面上的含義雖然只是學科知識間的融合，其實是教學活動中各種元素間的大融合。

二、 初中化學教學實現學科融合的必要性

初中化學教學實現學科融合是非常必要的。這不僅是新課標提出的要求，而且也對應著以往初中化學教學中經常出現的一些問題。比如，有的化學教師為了激發(fā)學生的興趣，想出了一個有趣的實驗：向一瓶已經放置多時的石灰水中吹氣，結果看起來清澈的石灰水馬上變得渾濁起來。但發(fā)現學生們沒有什么興奮驚奇的表現。經過交流才發(fā)現，原來物理老師已經做過了這個實驗。學科融合能夠解決此類問題，準確把握學生已經掌握的知識技能，促進學科間的溝通，保持良好的教學效果。

其實，化學與生物學科之間也有密切的聯系。生物也是一門科學學科，所有生物都由物質組成，生命活動中存在大量的化學現象，還可以從物理的角度進行分析。比如人類如果長有一雙鳥的翅膀，想要像鳥一樣飛起來，胸肌必須多么發(fā)達呢？這就可以從物理的角度進行計算，同時又要有豐富的生物知識儲備。而在這一過程中，人體內又會為了產生能量而產生多么大的化學反應，就與化學學科產生了聯系。可以說學科融合是學生打開科學大門、滿足自身求知欲與好奇心的必然途徑。乃至對當今環(huán)境污染問題的影響及其認識，都必須通過學科融合的方式才能讓學生產生比較全面的理解。學生今后在科學領域的發(fā)展，離不開學科融合。從初中階段就推動化學與其他學科的融合，能夠為學生的科學素養(yǎng)打下牢固的基礎。

三、 初中化學學科與部分學科的聯系及差異分析

初中化學學科實現學科融合教學是必要的，但在具體實踐中不能生搬硬套，脫離實際，否則反而會給學生的學習造成困難。因此，教師必須對初中化學學科與部分學科的聯系及差異有清楚的認識，這樣在教學中才能做到游刃有余。以下將主要從物理及生物兩門與化學聯系較為緊密的學科展開分析。

(一)與物理學科的聯系和差異

化學與物理學科的聯系是初中化學教師普遍能夠意識到的一個問題。甚至在很早之前，物理與化學學科尚未“分家”時，盧瑟福等物理學家曾因研究放射性而獲得了諾貝爾化學獎。而且從學科定義來看，物理是研究物質一般運動規(guī)律和物質基本結構的學科，化學則是在原子、分子水平上研究物質組成、結構、性質、轉化及其應用的基礎自然科學。由此可見，二者都針對物質的基本結構，無論物理還是化學，學生在剛開始學習的時候都需要明白原子、分子等基礎知識。

當然，化學與物理之間既有交叉，又有區(qū)別。首先，在描述物質的性質和變化方面存在一些不同。比如在物理知識中，物質從液態(tài)到氣態(tài)的變化叫作汽化。汽化有兩種方式，蒸發(fā)和沸騰。蒸發(fā)是發(fā)生在液體表面的汽化，在任何溫度下都可以發(fā)生；沸騰則是液體內部和表面同時發(fā)生的劇烈汽化現象。而在化學知識中，“揮發(fā)”基本等于物理學中“蒸發(fā)”的意思，而“蒸發(fā)”這個詞本身在化學中還有其他含義，比如實驗中對液體的某些操作，而這些操作的目的則是讓液體“沸騰”。

另外，二者在描述物質的微觀組成時也有一些矛盾。比如初中物理通常認為，分子是能維持物質化學性質的最小粒子，常見的物質是由大量分子組成的。在初中化學中，微觀上物質由分子、原子、離子“構成”，而宏觀上物質同樣可以由分子、原子和離子“組成”。至于究竟是“構成”還是“組成”，還需要看維持物質化學性質的粒子是由何種粒子構成的。也就是說，在描述物質微觀組成時，初中化學學科的抽象性和邏輯性更強，介紹得更加細致。其他還有液體分子距離與固體分子距離等，都在一定程度上反映著化學與物理的區(qū)別。

(二)與生物學科的聯系和差異

與物理學科一樣，生物學科與化學學科的聯系也非常緊密，許多知識都存在交叉滲透的情況。這是因為生命活動本來就是在各種化學反應不間斷地進行中開展的。比如人在吃甜食的時候心情會變化，其原因就是人體的一系列化學反應所導致的結果。而且，化學、物理和生物三個學科常常相互滲透。比如人在某些情況下出現的防御或進攻行為，其產生的動機在物質層面屬于化學反應，是人在接收到信號之后，體內的一系列化學反應促使人做出了具體行為，而具體行為的產生則要依靠神經傳導的信號。

不過，相比初中化學和物理學科之間的緊密聯系，化學與生物學科的聯系在表面上并不容易發(fā)現。因為初中生物知識主要注重生物質的普及，知識難度比較低，較為通俗易懂，是對廣泛范圍內生物知識的大致介紹。而化學學科則不是如此，學生自初中化學知識的學習開始，就不僅要理解物質的微觀結構，而且還要開展大量的化學實驗，要深入掌握很多物質的性質、用途和制備方法。之所以造成這種情況，是因為化學與生物學科的基礎是不同的，生物知識想要實現深入學習研究，對學生的要求更高，要等待學生科學素養(yǎng)的進一步成長。

比如，人類在早期“煉丹”或“煉金”等活動中，就已經總結了一些物理和化學規(guī)律，了解了一些相關知識。而從“煉丹”或“煉金”的目的來看，就能發(fā)現當時人們對生命的認識還是非常粗陋的，尚未建立起較為科學的概念。除了人類生命中普遍會經歷的“生老病死”，幾乎談不上生物科學?，F代生物科學的發(fā)展，恰恰建立在物理、化學乃至地理等各種學科的發(fā)展之上。所以，某種程度上化學是生物學的基礎。一般的初中教育，先設置生物學科，再設置化學學科，正是為了幫助學生在不同學科領域實現同步且全面地成長。

四、 初中化學學科實現學科融合的主要途徑

除了以上兩門學科外，其他學科都與化學學科有關。但因為關聯性不是特別緊密，所以這里不再一一論述。以下將對初中化學學科實現學科融合的主要途徑展開討論。

(一)創(chuàng)設學習情境

學科知識的融合應該是自然的，不能過于生硬，不要讓學生認為教師是在生拉硬拽，否則會極大影響學生的學習體驗，教學效果不好，還容易造成學生認知的混亂。而為了保證不同學科的知識同時出現在課堂，又不會顯得雜亂無章，創(chuàng)設學習情境就是一條必然的途徑。在貼近現實、能夠被學生了解和熟悉的情境中，可以從不同的角度講述化學知識，認識化學現象，讓學生明白人們在現實生活中開展一些生產或生活活動時，到底需要進行哪些思考，行為的邏輯又是什么。

比如，教師可以從熱點安全事故新聞中選取案例：某地某工廠發(fā)生了粉塵爆炸。教師向學生提供相關信息，引導學生展開分析：在這個事故中，蘊含著哪些物理和化學知識？發(fā)生了什么樣的化學反應？為了防止出現這種情況，工廠本來應該采取哪些措施從物理的角度進行防范？工廠的做法是否存在問題？這樣就通過現實的情境把物理與化學學科很好地結合了起來。如果教師還能使用信息技術開展教學工作，學生的學習感受會更加強烈。不過，要注意初中生剛剛進入化學和物理知識的系統(tǒng)化學習，所以對情境案例的分析不宜太過深入，只要學生能夠有效運用已學知識，能夠認識到學科知識之間的聯系，提升對某些化學知識的理解深度即可，不能要求學生一定拿出現實有效的處理方案。

(二)補充教學內容

通過以上論述可以發(fā)現，學科融合視角下的初中化學課堂所需要的知識內容要遠遠超過傳統(tǒng)課堂。而且，所需要的不僅是教材上的知識，還需要承載知識的情境，而提供這些情境信息的可能是各種新聞等內容。也就是說，課堂內外、教材內外、學科內外的各種知識都要出現。因此，為了實現有效的學科融合教學，離不開補充教學內容這一途徑。補充的方法和來源可以多種多樣，不過以信息化內容為佳。因為通過現代信息技術，教師收集整理教學內容會更加方便快捷，而且信息化資源的內容密集度也比較高。

比如，在學習有關金屬的化學性質時，教師應嘗試將之和金屬的物理性質結合在一起。比如有哪些金屬會在常溫下表現成液態(tài)？金屬存在氣態(tài)嗎？氣態(tài)的金屬又是什么樣子，有什么樣的化學性質？這些問題想用實際展示的方式全面呈現在學生面前是非常困難的，但是又對學生充分理解相關知識有巨大幫助。為了實現教學目的，教師可以選擇科學紀錄片等視頻內容制作成微課，在課堂上播放給學生觀看，請學生根據微課中提出的問題觀看視頻并展開思考，總結并回答上述問題。相關的物理現象和化學現象都可以在微課視頻中得到充分體現，不僅補充了教學內容，而且對學生有著強大的吸引力，可以有效激發(fā)學生的學習興趣，讓豐富的教學內容起到應有的作用。

(三)展示微觀過程

在實踐初中化學學科的融合教學時，教師一定要重視以化學學科為主線，想辦法為學生展示微觀的化學反應過程。即使是物理上的變化，教師也要盡可能以微觀方式讓學生理解這些物理變化是怎么回事，為什么說事物只是發(fā)生了物理變化，而不是化學反應。學科的融合絕不是讓教學失去重點。而且，正是因為微觀演示，學生才能更好地區(qū)分化學與物理學科，才能了解生物科學是怎樣和化學及物理學科聯系在一起的。為了達成這一目的，同樣需要信息技術的幫助。

例如，液態(tài)水變成冰，或者冰變成液態(tài)水和氣態(tài)水，這些過程發(fā)生的是物理變化還是化學變化呢？為什么？水和金屬接觸，容易導致金屬生銹，這是不是屬于化學反應？而金屬放在冰上，可能并不會發(fā)生這種情況。為什么說冰變成液態(tài)水不是化學性質產生了變化呢？如果初中生出現了上述疑問，說明教師的學科融合教學做得比較好，促進了學生的思考和主動探索，同時教師也要想辦法解決學生的這些疑問。這時教師就可以用動畫的形式演示水在不同物理形態(tài)下的變化過程，其微觀結構在不同形態(tài)下有著何種區(qū)別，進而指導學生去解釋上述現象。這樣的教學是以化學學科為中心的，學生對相關物理知識的了解在很大程度上是輔助學生化學知識體系的構建的。

(四)提高教師水平

以上所有途徑的落實需要教師采用科學合理的教學策略，如果教師不具備學科融合教學所需要的教學專業(yè)素養(yǎng)，那么只會導致教學過程的混亂，讓學生無所適從，不知道應該怎樣學習。所以，提高教師水平也是實現學科融合教學各種途徑中的重要一環(huán)。在這里，初中化學教師所需要的能力包括對物理和生物等學科的了解，對信息技術功能和各種教學內容的掌握，對學生狀況的深度把握，以及與其他教師的良好溝通寫作能力等。在教師通過學科融合促進學生的全面發(fā)展時，教師自己也要實現整體能力素養(yǎng)的進步，達到真正的“教學相長”。

在日常業(yè)余時間，初中化學教師應該以教材內容為核心展開廣泛的知識學習活動，與物理、生物等學科教師密切配合，請求大家的幫助與支持，認真梳理化學知識與物理及生物等學科知識之間的聯系。還有非常重要的一點，即對比不同學科的教學進度，思考在開展某一部分化學知識的教學時，物理和生物教學大致完成了哪些教學工作，能夠支持初中化學教學進行怎樣的學科融合。當然，如果其他學科教師有融合化學學科的需要，初中化學教師也應該向他們提供相應的幫助。這些學習成長活動應該在信息化條件下進行，使得教師可以同時提升自身對信息技術的應用水平，一舉多得。另外，教師還要積極參與學校組織的培訓和校本教研等活動，應該將學科融合作為一個主要的研究與實踐方向。

五、 初中化學教學學科融合的具體策略

(一)積極創(chuàng)新教學方法

教師應首先做到對教學方法的積極創(chuàng)新。因為面對不同的知識內容和所需創(chuàng)設的不同學習情境，只有通過教學方法的創(chuàng)新才能取得良好的教學效果。任何一種教學方法都不是包治百病的靈丹妙藥，不可能適用于所有情況。如上文提到的信息化手段，根據目標、內容及學生能力等各方面情況的差異，必須有所變化。

以微課視頻為例。在學習金屬的化學性質時，教師應給學生留下預習任務，請學生了解日常生活中與金屬化學性質有關的都包括哪些場景，鼓勵學生自由結組，每組選擇一個場景進行模擬表演。表演結束后，要對場景中體現的金屬化學性質有所解釋。第二天上課時，先讓學生進行表演，這時學生得到的是金屬化學性質在宏觀層面的體現以及抽象的理論解釋。然后教師再使用微課演示金屬在上述場景中發(fā)生了怎樣的化學變化，把之前的宏觀表現和理論解釋充分結合起來，進而延伸到金屬生銹之后產生的物理性質變化。學生對很多生活現象的了解與認識因此而變得全面和深刻，可以把相關知識有效串聯起來，解決實際問題。

(二)有效運用信息技術

在當今社會，信息技術已經成為社會生產生活正常運轉必不可少的技術依托，教育領域也是如此。如果沒有視頻和各種用于制作微課的軟件，上述的一些例子是無法成為現實的。但是，信息技術本身只是工具，教師在教學中固然要認識到“工欲善其事，必先利其器”，但也必須明白工具發(fā)揮作用的關鍵在于人，在于師生雙方如何運用信息技術。以微課視頻為例，如果為了激發(fā)學生的學習興趣，教師在制作和使用微課視頻時過于強調其趣味性，忽視了教育性，就不可能取得預期的教學效果。

比如在學習初中化學知識中的氧化反應時，其具體可以分為緩慢氧化、燃燒和爆炸。在現實中，有時只發(fā)生緩慢氧化，有時則是一連串氧化在一瞬間快速發(fā)生。為了讓學生能夠看到這些反應是如何發(fā)生的，彼此之間有著什么樣的關系，教師就可以使用信息技術加以演示。比如將相關的科普或實驗視頻以很多倍的慢速播放，讓學生看到反應的一瞬間物體發(fā)生了什么樣的變化，產生了何種現象。但是，這只是開始，教師還應繼續(xù)用信息技術演示情境，請學生分析這個情境中發(fā)生了何種緩慢氧化的現象以及這一現象如何引發(fā)燃燒和爆炸。學生完成思考后回答問題，互動視頻能夠直接給出對錯判斷并進行點評。

(三)緊密聯合生活現實

根據新課標，初中化學課程實現學科融合的目的其實在于促進學生對知識的實際應用。因為學科融合有利于學生科學領域核心素養(yǎng)的成長，而核心素養(yǎng)的定義則是能夠滿足學生及社會發(fā)展所必需的能力素質。所以，核心素養(yǎng)是指向現實的，代表著學生解決現實問題的能力。初中化學課程的學科融合也就必須以現實生活為藍本，以解決生活問題為目標。教師一定要注意這一點，在學科融合的過程中，不能只顧及情境和知識內容的結合，還要放在生活現實的角度下展開討論和探索。

例如，在學習有關碳酸鈣等鹽類的學習中，教師應該嘗試將生物學科結合起來，讓學生結合自己的生活經驗思考：生物中有哪些事物屬于碳酸鈣或其他鹽類？蛋殼是不是呢？然后帶領學生針對這些事物進行實驗，比如蛋殼、動物的骨頭或者牙齒等。接下來為學生播放視頻，為學生展示在烹飪等活動中，對上述化學知識有著哪些應用。最后請學生思考一個問題：“雞吃骨頭魚吃刺”是一些地方的“老話”，認為可以補鈣。大家覺得可以嗎？如果真的吃下去，這些東西在體內會發(fā)生什么樣的化學反應，是否對我們吸收鈣質有幫助？如有必要，可以與生物教師合作，幫助學生做好生物領域的知識準備。

六、 結語

綜上所述，初中化學課程的學科融合教學，是新課標、教育改革、“雙減”政策等教育發(fā)展大趨勢下所必須落實的一種教育模式，是初中化學教學能夠跟上時代發(fā)展的重要條件。通過學科融合，教師可以有效指導學生從不同的角度思考和應用化學知識，讓學生有能力自主解答過去令自己感到好奇的各種問題，學生的整體思維能力會有很大的進步，而這將成為學生科學素養(yǎng)核心領域發(fā)展的重要基礎。教師要抓住初中生正處于身心快速成長時期的良好機會，加強學科融合教學的研究與實踐，同時注意提高教學效率和實際效果，避免帶給學生過重的學習負擔。相信在大家的努力之下，最終一定能夠取得優(yōu)秀的教學成果，推動初中化學教學進入新的發(fā)展階段。