跨學科融合在初中化學課堂設計中的現(xiàn)狀及策略
——以人教版初中化學教材為例

方 宇，熱娜古麗·阿不都熱合曼

(喀什大學 化學與環(huán)境科學學院，新疆 喀什 844000)

跨學科教學是以某一學科為中心，圍繞一個中心主題，運用多學科的知識，對中心主題進行加工和設計的教學。采用跨學科教學有兩個優(yōu)點：其一，有利于開闊學生視野，增進對知識的理解，提升學生的綜合能力；其二，可以拓寬教師知識面，促進教師專業(yè)發(fā)展。學科融合是當前教育界關注的熱點，它能夠打破學科界限，從學科知識、學科思維和學科方法等角度，進行多方面的滲透融合，從而推動高質(zhì)量的學科教學[1]?；瘜W知識要想學好，既需要理科變通思維，也需要文科邏輯記憶。為此，我們選取化學學科為中心，運用物理學科的知識以及道德與法治學科的知識作為增強化學學科能力的方式或方法來進行學科融合的嘗試。理科類知識可以鍛煉學生學習化學的思維敏捷性，文科類知識可以培養(yǎng)學生理解能力和正確的思想觀念。這不僅可以提高學生進行知識遷移的能力，還可以激發(fā)學生的創(chuàng)新性思維，以此鍛煉學生解決化學問題的思維，使得學生面對繁雜的化學知識可以游刃有余地去學習。本研究結合跨學科融合教學的理念以分析人教版初中化學教材，來探索提升初中化學課堂設計水平的方法。

1 初中化學課堂設計的現(xiàn)狀

1.1 初中化學課堂設計的機械化

傳統(tǒng)的課堂設計中，教師遵從的教學模式是講-練-考，這種模式忽視了學生是否真正接受。這種講授方式儼然不能激發(fā)學生的學習興趣，而由此也會使教師減少了對教學的熱情，進而引發(fā)的更大的問題就是影響化學教育質(zhì)量、速度、規(guī)模、教育目標的實現(xiàn)。與此同時，教師更多的是讓學生唯考試成績?yōu)樽罱K目的，機械地講授知識[2]。課后作業(yè)更多的是讓學生背誦化學名詞定義和實驗步驟、現(xiàn)象等。這種課堂設計模式非但不會讓學生產(chǎn)生學習化學的動力，而且學生機械記憶知識點，最終導致思考化學問題時會出現(xiàn)思維定勢，更談不上會讓學生真正感受到化學知識的魅力。

1.2 初中化學課堂設計的刻板化

目前教師在對初中化學知識的講授上更多的是只顧著傳授教材羅列的知識點，進行灌輸式教學。教師不能靈活地利用教學資源，不能創(chuàng)造性的使用教材，且隨堂習題的設計相對簡單，單元測試所出現(xiàn)的具有挑戰(zhàn)性的題目學生做起來吃力困難；教學循規(guī)蹈矩，也沒有掌握每個學生的最近發(fā)展狀況，教具的使用也很沒有創(chuàng)新性。因此不能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維和良好學習習慣[3]。再加上沒有對學生建構知識框架進行輔助，使得學生對于化學知識的學習情況并不樂觀。

1.3 初中化學課堂設計的單一化

在目前初中化學的課堂教學中，還存在著兩個較為顯著的問題：其一是教師在進行教學時不經(jīng)常運用多媒體，其二是不注重創(chuàng)設情境來進行教學[3]?；瘜W本身就與我們生活息息相。從我們所呼吸的空氣，到生活中所使用的所有物質(zhì)類，都離不開化學。所以說化學學科很適合采用創(chuàng)設真實情境的方式進行教學。學校教師也應該利用網(wǎng)絡技術來挖掘更適合課堂教學的方式。但是目前教師在授課時沒能進行真實情境的有效創(chuàng)設，而且教學過程中依賴于板書，并不能夠運用多媒體技術來改善教學形式和方法，使得課堂教學效率并不理想。對于疫情的影響，如果教師不善于運用網(wǎng)絡去創(chuàng)新課堂安排，更會難以實現(xiàn)教學目標。

2 跨學科融合在初中化學課堂設計中的必要性

2.1 學生綜合發(fā)展的需要

近年來，隨著雙減政策的實行，促使高效的課堂設計在教學過程中顯得尤為重要。在傳統(tǒng)的教學過程中，課程是分科進行的，但這并不意味著各學科之間是毫無關聯(lián)的。這種分科形式的教學模式，使得學生并不能夠?qū)W過的知識進行系統(tǒng)整理和遷移，學生也很難滿足綜合發(fā)展的需要。

狹義的課堂設計是專門指課堂上設計的教學內(nèi)容與情境[3]。而目前初中化學的課堂上，更多的是教師對學生進行“填鴨式”教學，單向進行知識傳授的同時又很少有機會讓學生進行實踐，內(nèi)容枯燥，情境單一，使得很多學生產(chǎn)生了厭學的心理。這樣形式的課堂設計，學生團隊合作能力得不到鍛煉、創(chuàng)新能力得不到發(fā)展，主動探索知識以及獨立動手操作的驅(qū)動力也會消失。而通過跨學科教學，教師可以以每堂課所要講的重點化學知識為中心，建立與其他學科的橫向聯(lián)系，從而輔助學生對化學知識的吸收，學生能夠在教師的引導下學會怎樣將知識進行融會貫通，從而培養(yǎng)學生的辯證思維和邏輯思維，使得學生得到綜合發(fā)展。

2.2 社會進步發(fā)展的需要

當今社會發(fā)展的速度有目共睹，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的人才和創(chuàng)新型人才是社會進步發(fā)展所迫切需要的，這就需要學生要有綜合性解決問題的素養(yǎng)。各學科的教師在課堂上對學生進行教學固然可以實現(xiàn)一定的教學目標，但是這種分化下的科目教學實際上并不利于學生去認知完整的客觀世界。眾所周知，世界物質(zhì)統(tǒng)一性原理是馬克思主義關于世界本質(zhì)問題的一個基本原理。其中一點就提到，物質(zhì)世界的統(tǒng)一性是多樣性的統(tǒng)一，而不是單一的、無差別的統(tǒng)一。從這個角度上看，各學科孤立的教學模式并不能夠培養(yǎng)全面發(fā)展的人，更談不上培養(yǎng)具備創(chuàng)新型頭腦的人才。因此，教師在進行課堂教學時要合理打破學科之間的界限，使各學科之間相互補充、相互作用，即采用跨學科的角度來進行課堂設計。初中化學知識相對貼近我們的日常生活，但化學知識本身具有較為繁雜的特點，將化學學科與其他學科進行學科融合，是我國教育事業(yè)發(fā)展的需要和社會進步發(fā)展的需要。

2.3 化學與其他學科融合的可行性

學好化學這門學科，不僅需要學生具備理科的思維能力，還需要文科的邏輯記憶能力。所以無論是文科還是理科學科都可以選擇性與化學學科進行跨學科融合。例如，物理學科中一些物質(zhì)的物理性質(zhì)、水的凈化方式、電學知識等，都為化學學習奠定了理論和實踐知識基礎；道德與法治學科更多的是對學生進行德育教育，近年來對于化學科目的學習也強調(diào)綠色化學的觀念，且培養(yǎng)學生形成誠實守信和尊重歷史的正確態(tài)度以及鍛煉靈活的思維，可以通過化學的發(fā)展史和化學家的相關事跡來培養(yǎng)學生堅持不懈的精神、愛國主義情懷[4]，以及實事求是的科學態(tài)度?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科，通過進行化學實驗，培養(yǎng)學生實踐能力，啟迪學生科學思維，從多角度去發(fā)現(xiàn)問題解決問題等，這無不需要化學學科與其他學科融合進行才能夠?qū)崿F(xiàn)。通過這種學科融合的方式，能夠使學生在可塑性較強的階段進行培養(yǎng)，從而使學生創(chuàng)新性思維得到充分鍛煉，且能夠樹立正確的人生觀和價值觀，進而促進學生健康發(fā)展和教育目標有效實現(xiàn)[5]。

3 人教版初中化學教材跨學科分析

教材是教師進行知識講授的重要載體，也是教師進行課堂設計的基本內(nèi)容來源。人教版初中化學教材上冊一共分為七個單元，下冊分為五個單元。通過對化學教材內(nèi)容的分析來進行跨學科融合的課堂設計，是至關重要的。本次研究通過內(nèi)容分析法對初中化學教材的12個單元進行分析整合，并依據(jù)跨學科的性質(zhì)，即以一個學科的一個中心為主題來對教材中所涉及到的物理知識和道德與法治知識進行整理，如表1、表2所示。

表1 初中人教版化學教材(上冊)的跨學科知識點內(nèi)容分析整合

表2 初中人教版化學教材(下冊)的跨學科知識點內(nèi)容分析整合

教材的內(nèi)容安排是循序漸進且符合學生認知發(fā)展規(guī)律的。根據(jù)物理、道德與法治這兩門學科的各自特點和與化學學科共通點來進行學科內(nèi)容的有效整合，也不違背學生的認知特點和規(guī)律。從宏觀角度來看，物理學科是更偏向于理性思維培養(yǎng)，道德與法治學科更偏向于感性思維培養(yǎng)，這是二者各自的特點。而這兩門學科教學與化學學科的學習背后所要進行的知識教育、培育的精神是不謀而合的。有很多的化學問題需要通過物理思維才能有效解決，有些情感態(tài)度與價值觀的教學目標也需要道德與法治學科的融入才能得以完成。學科融合是在教學的過程中通過相關實例來對學生的思維進行鍛煉，以及價值觀形成潛移默化的影響，從而達到共同的育人目標。

4 化學與物理、道德與法治跨學科課堂設計的策略

根據(jù)《義務教育化學課程標準2022》里面對初中化學教學內(nèi)容的建議，義務教育化學課程從學科、領域和跨領域三個層次對學生核心素養(yǎng)發(fā)展提出具體要求，是化學課程育人功能和價值的高度凝練。學生通過學科的學習能夠豐富知識儲備和提升自己的道德素養(yǎng)、鍛煉自己的思維，才能夠?qū)崿F(xiàn)最終育人的目的?；瘜W與物理學科的融合，除了一些共通的知識點還有物理解題思維，以及一些物理模型、原理的應用；而與道德與法治所進行融合主要是體現(xiàn)在三維目標中情感態(tài)度與價值觀目標的實現(xiàn)。所以在進行課堂設計時，從課前、課中和課后都要以教學目標為依據(jù)，知識為主體，為學生安排好合理的教學內(nèi)容。教材呈現(xiàn)的知識固然有系統(tǒng)有邏輯，但是教師能夠創(chuàng)造性地使用教材，靈活設計課堂，發(fā)揮課堂的最高效率，才是最有利于學生去接受知識的形式。

4.1 整合教材知識點，靈活設計跨學科問題

進行課堂設計首先是課前設計。教師要進行的準備工作主要是備課，教師合理安排好每一個教學環(huán)節(jié)才會使得課堂順利進行，在這里著重介紹的是在課堂中對問題進行設計，尤其是有意義的驅(qū)動性問題，可以是在課前也可以是在課中。對于化學，進行跨學科問題設計的素材有化學史實、社會熱點以及綠色化學等。

以第三單元物質(zhì)構成的奧秘為例，這一單元涉及到了分子的運動現(xiàn)象，而物理中也涉及分子熱運動知識點。在問題設計中可以先引入分子是一直做無規(guī)則運動的且分子之間是存在作用力的這一知識點，從而讓學生從微觀角度思考，物質(zhì)是由分子組成的。無論是無規(guī)則運動還是物理變化都是分子在起作用。那分子又是由什么組成的？此類問題是基于學生對相關知識已掌握的情況下設問的，可以激發(fā)學生主動學習思考。

以第七單元燃料及其利用為例：可以通過多媒體展示在日常生活中涉及到的一些燃燒現(xiàn)象或者是燃燒的發(fā)展歷史，如從鉆木取火、通過火烤熟食物到近現(xiàn)當代火箭發(fā)射；燃素說到氧化學說。以這種遞進式方式進行呈現(xiàn)[7]，不僅讓學生了解了燃燒的發(fā)展歷史，還能夠讓學生明白化學發(fā)展雖坎坷但是是有意義的。以此讓學生思考：從燃素說到氧化學說的發(fā)展，引起了你怎樣的思考？如果發(fā)生小范圍火災首先應該保持怎樣的心態(tài)？以及應該采取什么樣的方式進行滅火？通過對燃燒的發(fā)展的了解，你認為我們要有怎么樣的科學精神？課前設疑，引起學生有意注意，這種讓學生主動求知比被動接受知識的方式更能達到好的教學效果。最后再根據(jù)討論結果教師進行因勢利導，分析得出答案。在這個過程中，不僅讓學生學到了知識，還讓學生明白任何事物的發(fā)展都有其存在的意義，且推動事物的發(fā)展需要探索精神、堅持不懈的精神，推動化學的發(fā)展更需要良好的科學精神和素養(yǎng)。

4.2 合理選擇跨學科教學形式

在進行課中設計時，也就是具體的教學內(nèi)容的呈現(xiàn)過程。我們通過對一些文獻的閱讀以及具體實施的案例得知一種游戲教學相比之下更適用于化學知識的講授，即希沃白板設計的游戲[8]，可以加深對學生思維敏捷性的培養(yǎng)。

以第五單元化學方程式為例，通過小組合作進行可操作實驗以及回答討論環(huán)節(jié)的問題。教師向?qū)W生展示課前準備好的利用希沃白板設計PK游戲，主要是通過小組競爭對設計的問題進行判斷對錯或者是分類。如教師可以以“點擊下列幾組方程式進行配平”讓幾組學生進行PK。這不僅可以檢驗學生對知識的掌握情況，還可以鍛煉學生的思維靈敏性以及實踐能力，進而培養(yǎng)耐心和專注力。

4.3 設計安排多元化作業(yè)

在課后設計上，安排給學生多元化的作業(yè)來鞏固知識。有意義形式的作業(yè)在此顯得尤為重要，不僅可以減輕學生作業(yè)繁多的負擔，還可以鍛煉學生的思維方式。

雖然研究教具是教師要進行的工作，但是往往一些新的想法也需要師生共同創(chuàng)造出來?？梢员?中酸堿部分融合內(nèi)容為例，中和反應的自制教具利用了物理原理，采用滑輪技術來達到實驗目的。對于較難部分的知識點，可以用其他學科的知識來進行化解?？梢怨膭顚W生思考對于像配平反應、物質(zhì)顏色的記憶、溶液的計算等這類繁雜的知識點，物理中哪些解題思維可以幫助化學知識點記憶，什么樣的教具可以起到輔助作用。

根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線中遺忘規(guī)律第二條：人們對于骨架支柱的內(nèi)容不容易遺忘，細微枝節(jié)容易遺忘。根據(jù)這一點，教師可以引導學生自己總結知識點成思維導圖，先記住主支柱內(nèi)容，再重復記憶細枝末節(jié)。教師可以先示范思維導圖的大體框架形式，但學生可以不局限于這種形式(如圖1)。

圖1 第四單元自然界的水課題2 水的凈化 常用方吸附、沉淀和過濾 思維導圖

可以鼓勵學生結合化學史實資料、社會熱點來鞏固知識，提高道德素養(yǎng)。課后搜索本節(jié)課所學內(nèi)容的相關微課來鞏固知識，以及對下節(jié)課將要學習的知識進行預習思考。

5 結語

初中化學與“物理”和“道德與法治”之間進行跨學科課堂設計有很大的優(yōu)勢。進行跨學科融合教學，教師也要具備良好的道德素質(zhì)和對學科內(nèi)容充分理解，才能使課堂順利地進行。與此同時，教師在進行課堂設計時也要牢牢把握課時問題。進行跨學科的課堂設計也不能拘泥于一種模式，教育工作不單是讓學生豐富自己的知識素養(yǎng)，還要培養(yǎng)學生適應社會生活的能力和品格。所以教師也要在教學的過程中不斷地提升自己的專業(yè)素質(zhì)和道德修養(yǎng)，并在教學的過程中充分利用其他的學科來與化學學科進行融合，鍛煉學生的思維能力，從而達到良好的教學效果?？鐚W科融合需要進一步的探究，以便探索更多能夠提升學生化學學科核心素養(yǎng)的方法。