淺談跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

徐麗萍

（甘肅省武威市涼州區(qū)下雙鎮(zhèn)九年制學(xué)校，甘肅武威 733000）

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，初中化學(xué)教學(xué)重視跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在跨學(xué)科的實(shí)踐活動(dòng)中形成科學(xué)探究與實(shí)踐能力，發(fā)展科學(xué)思維，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)。如此，越來(lái)越多的教師開始思考跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用。教師應(yīng)主動(dòng)加強(qiáng)跨學(xué)科教研聯(lián)系，準(zhǔn)確把握初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)的基本要素，以便錨定可行策略，完善日常課程。

一、初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)的基本要素

化學(xué)作為一門具有綜合性的學(xué)科，有機(jī)融合了數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科內(nèi)容，因此，數(shù)學(xué)、物理、生物等知識(shí)也是初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)的基本要素。

（一）數(shù)學(xué)知識(shí)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)學(xué)知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用集中體現(xiàn)在運(yùn)算階段，如直角坐標(biāo)系常與化學(xué)反應(yīng)速率等圖像結(jié)合，三角函數(shù)可用于計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的物理意義等問(wèn)題，極值思想可使一定質(zhì)量下的化學(xué)反應(yīng)生成物、反應(yīng)物問(wèn)題迎刃而解，十字交叉法可將復(fù)雜的化學(xué)方程化繁為簡(jiǎn)［1］。而比例、假設(shè)、函數(shù)圖像等數(shù)學(xué)思想和方法也有其妙用。教師可在對(duì)應(yīng)化學(xué)教學(xué)中點(diǎn)撥學(xué)生，使其自主認(rèn)識(shí)到化學(xué)背后隱藏的數(shù)學(xué)要素，推理應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)探究化學(xué)和解決實(shí)際問(wèn)題的基本邏輯。例如，在教學(xué)“物質(zhì)的量的計(jì)算”時(shí)，教師可結(jié)合下列例題指導(dǎo)學(xué)生跨學(xué)科應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)：“現(xiàn)有由Fe2O3、Fe3O4、FeCO3三種物質(zhì)構(gòu)成的混合物，其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，則該混合物中Fe3O4與FeCO3物質(zhì)的量的比是多少？”學(xué)生先結(jié)合題意判斷混合物中鐵元素與Fe2O3中鐵元素的內(nèi)在聯(lián)系，隨后列出相關(guān)方程，可輕松利用十字交叉法求得物質(zhì)的量比值。而比值就隱含“比例”數(shù)學(xué)知識(shí)。

（二）物理知識(shí)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

物理知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用集中體現(xiàn)在對(duì)化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)分析中，物理學(xué)科分析某個(gè)物理量變化前后物體變化的思想與知識(shí)點(diǎn)，也適用于對(duì)化學(xué)動(dòng)態(tài)反應(yīng)與平衡過(guò)程的分析。再者，浮力、壓強(qiáng)、密度等物理要素也經(jīng)常出現(xiàn)在化學(xué)問(wèn)題中。這要求教師將相關(guān)物理知識(shí)及時(shí)滲透于化學(xué)教學(xué)中，給予學(xué)生適當(dāng)點(diǎn)撥。教師也可觀察生活中相互關(guān)聯(lián)的物理、化學(xué)現(xiàn)象，結(jié)合生活實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生理解物理知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的跨學(xué)科應(yīng)用。例如，教師可在講解石灰石與鹽酸的反應(yīng)時(shí)，設(shè)計(jì)以下跨學(xué)科問(wèn)題：“在裝有一定量水的容器底部放置了裝有適量石灰石和鹽酸的廣口瓶，并通過(guò)氣球密封瓶口。過(guò)一會(huì)兒會(huì)看到怎樣的現(xiàn)象？這說(shuō)明廣口瓶所受到的浮力、水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)、容器對(duì)支持面的壓強(qiáng)存在哪些變化？”之后，教師可指導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系石灰石與鹽酸的反應(yīng)方程（化學(xué)知識(shí)）以及浮力、壓強(qiáng)（物理知識(shí)）解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的靈活應(yīng)用。

（三）生物知識(shí)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

生物知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用集中體現(xiàn)在生命體的活動(dòng)與環(huán)保方面，涉及光合作用、血紅蛋白的生理功能、動(dòng)物的呼吸作用、胃液的酸性等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，經(jīng)常以綜合題形式出現(xiàn)。這便需要教師在實(shí)際教學(xué)中，有策略地滲透光合作用、呼吸作用等生物知識(shí)。例如，教師可通過(guò)以下綜合題展開教學(xué)：“在一個(gè)密閉的玻璃容器中放置一盆花和一只盛有水的燒杯，水上有一顆質(zhì)量適中的鐵球。將該容器置于太陽(yáng)光下照射一段時(shí)間，可觀察到哪些現(xiàn)象？如何解釋其原因？”題目為生物知識(shí)與化學(xué)知識(shí)的綜合，要求學(xué)生結(jié)合生物知識(shí)推理化學(xué)現(xiàn)象并解釋其原因。學(xué)生在教師指導(dǎo)下分析此題目，可進(jìn)一步掌握生命體活動(dòng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)或變化的影響，理解化學(xué)與生物知識(shí)點(diǎn)的辯證統(tǒng)一關(guān)系。

二、跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略

明確基礎(chǔ)要素后，教師可依據(jù)《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》要求與提示，以簡(jiǎn)單的問(wèn)題、實(shí)踐活動(dòng)、主題學(xué)習(xí)活動(dòng)等為載體，推進(jìn)初中化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)。但在此期間，教師應(yīng)注意教學(xué)策略的合理性、科學(xué)性、實(shí)用性。譬如，教師首先應(yīng)使學(xué)生夯實(shí)跨學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，其次應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，最后應(yīng)組織實(shí)踐活動(dòng)。

（一）夯實(shí)跨學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)

我國(guó)著名數(shù)學(xué)家蘇步青先生曾說(shuō)“扎扎實(shí)實(shí)地打好基礎(chǔ)，練好基本功，我認(rèn)為這是學(xué)好數(shù)學(xué)的秘訣”，學(xué)好物理、生物、化學(xué)又何嘗不是如此。學(xué)生只有扎實(shí)地掌握跨學(xué)科知識(shí)，才能在實(shí)際應(yīng)用中駕輕就熟。因此，教師應(yīng)使學(xué)生夯實(shí)跨學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，做到熟知、熟記、熟用［2］。那么，導(dǎo)學(xué)案、微課、思維導(dǎo)圖、生活化教學(xué)、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)均有一定可行性。教師可在基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)中獨(dú)立運(yùn)用任意工具或策略，也可將其融合運(yùn)用。比如，在教學(xué)“化學(xué)方程式”時(shí)，教師可在導(dǎo)學(xué)案中分別設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)方程與化學(xué)方程，督促學(xué)生自主對(duì)比探究，總結(jié)二者異同，鞏固其數(shù)學(xué)方程基礎(chǔ)，并使其對(duì)化學(xué)方程式形成初步認(rèn)識(shí)。之后在課堂教學(xué)中，教師可通過(guò)微課、聯(lián)系生活、連環(huán)追問(wèn)等方式引導(dǎo)學(xué)生深入分析化學(xué)方程式的特點(diǎn)及其與數(shù)學(xué)方程的內(nèi)在聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)跨學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的深度掌握。而對(duì)于思維導(dǎo)圖工具，教師可將其應(yīng)用在課時(shí)、章節(jié)、單元等整體復(fù)習(xí)中，通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生繪制跨學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)思維導(dǎo)圖，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)、物理、生物知識(shí)在化學(xué)中的應(yīng)用印象。

（二）培養(yǎng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，是學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，是保持探究積極性的法寶。而培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)經(jīng)歷“是什么”“為什么”“怎么做”三個(gè)階段。

第一階段，教師應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到初中化學(xué)教學(xué)所應(yīng)用的跨學(xué)科知識(shí)包括哪些基本內(nèi)容，即數(shù)學(xué)、物理、生物，解決學(xué)生“什么是跨學(xué)科知識(shí)”的疑惑。在此基礎(chǔ)上，教師可以引申“跨學(xué)科學(xué)習(xí)”概念：“涉及兩門或多門學(xué)科的學(xué)習(xí)”。學(xué)生逐漸觸摸到跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用本質(zhì)，也有利于培養(yǎng)興趣向下一階段的過(guò)渡。

第二階段，教師應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的核心應(yīng)用價(jià)值：促進(jìn)探究、鍛煉思維、發(fā)展素養(yǎng)等。學(xué)生就此意識(shí)到跨學(xué)科學(xué)習(xí)對(duì)自身成長(zhǎng)的諸多益處，增進(jìn)學(xué)習(xí)動(dòng)力，自然提高學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，為師生合作探究“怎么做”帶來(lái)便利。

第三階段，教師應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的主要應(yīng)用方法——實(shí)踐。實(shí)踐更能使跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用取得良好效果。教師可立足實(shí)際教學(xué)進(jìn)度與學(xué)情，定期組織跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)，并為實(shí)踐適當(dāng)添加背景、主題或問(wèn)題，這也是下文將重點(diǎn)討論的內(nèi)容。

（三）組織跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)

1.提煉大概念。此環(huán)節(jié)多為教師主導(dǎo)，是確定跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)主題與內(nèi)容的先決條件?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》圍繞初中化學(xué)學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)要求設(shè)計(jì)了10 個(gè)可供選擇的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，教師可依據(jù)班級(jí)教學(xué)實(shí)況，選擇具有更高契合度的實(shí)踐活動(dòng)，提煉其大概念，為引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)做足準(zhǔn)備。比如，“基于碳中和理念設(shè)計(jì)低碳行動(dòng)方案”跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，可提煉“可持續(xù)發(fā)展”大概念，并由此明確“使學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、生物、化學(xué)等跨學(xué)科知識(shí)，秉持可持續(xù)發(fā)展觀，設(shè)計(jì)、評(píng)估和解決實(shí)際問(wèn)題，提出科學(xué)方案”等活動(dòng)目標(biāo)?；趯?shí)踐活動(dòng)主題、大概念與目標(biāo)的共同引領(lǐng)，跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用可順利展開。

2.梳理知識(shí)要素。梳理知識(shí)要素，即對(duì)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)所需知識(shí)的整理，需要教師與學(xué)生的共同參與。對(duì)學(xué)生而言，基于實(shí)踐活動(dòng)前期梳理知識(shí)要素，能夠有效鞏固跨學(xué)科關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)內(nèi)容，以便在具體實(shí)踐中順利調(diào)取已有經(jīng)驗(yàn)，避免手忙腳亂；而對(duì)教師來(lái)說(shuō)，監(jiān)督學(xué)生梳理知識(shí)要素的過(guò)程，也是評(píng)估學(xué)生跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)實(shí)力的重要過(guò)程。教師可依據(jù)學(xué)生梳理知識(shí)要素的相關(guān)表現(xiàn)，列舉其可能發(fā)生的跨學(xué)科綜合實(shí)踐問(wèn)題與解決辦法，進(jìn)而在其實(shí)踐過(guò)程中及時(shí)干預(yù)、指導(dǎo)，幫助學(xué)生在最短時(shí)間內(nèi)掙脫困境，使跨學(xué)科知識(shí)實(shí)現(xiàn)更深層次的應(yīng)用。

3.任務(wù)驅(qū)動(dòng)。如果討論有利于學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐的教學(xué)方法，則不能忽略任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是以一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)為中心，使學(xué)生在教師的幫助、強(qiáng)烈的問(wèn)題與探究動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)資源的主動(dòng)利用達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。以此方法輔助跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，教師可基于跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)主題拆分大概念，設(shè)計(jì)分層任務(wù)，并使分層任務(wù)滿足以下前提：能夠有效串聯(lián)跨學(xué)科知識(shí)要素［3］。之后，教師可將任務(wù)通過(guò)報(bào)告書、PPT 等多種途徑告知學(xué)生，同時(shí)利用部分趣味性音像文件展示任務(wù)對(duì)應(yīng)實(shí)踐活動(dòng)情境。情境具有生動(dòng)、直觀等優(yōu)勢(shì)，以此豐富對(duì)任務(wù)與實(shí)踐活動(dòng)的介紹，可顯著提高學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)積極性。最終，作為跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)真正的主人，學(xué)生可主動(dòng)應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)，教學(xué)目標(biāo)逐步達(dá)成。

4.自主實(shí)踐。此處自主實(shí)踐，以學(xué)生為主體，以合作為根本。雖然學(xué)生是獨(dú)立的個(gè)體，對(duì)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)有個(gè)性化觀點(diǎn)，但由于初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)的復(fù)雜性，學(xué)生以個(gè)人為單位的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)參與形式存在一定局限性，自主合作更被提倡。初中化學(xué)教師應(yīng)建立此意識(shí)，充分關(guān)注和區(qū)分學(xué)生自主獨(dú)立實(shí)踐與自主合作實(shí)踐成果差異，找準(zhǔn)時(shí)機(jī)引導(dǎo)學(xué)生自主建立小組，展開合作實(shí)踐。與此同時(shí)，教師應(yīng)向?qū)W生提出一定自主合作實(shí)踐規(guī)則，規(guī)避因責(zé)任不清等因素引起的小組矛盾。學(xué)生自主合作實(shí)踐進(jìn)入尾聲，教師還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生填寫跨學(xué)科學(xué)習(xí)報(bào)告，選派代表匯報(bào)小組跨學(xué)科學(xué)習(xí)成果。這既為學(xué)生提供了總結(jié)與展示的空間，也為后續(xù)評(píng)價(jià)提供了參考，使跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用具有一定系統(tǒng)性與整體性。

5.綜合評(píng)價(jià)。教學(xué)、學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)是構(gòu)成完整初中化學(xué)教學(xué)活動(dòng)的三大要素，因此，新課標(biāo)在初中化學(xué)教學(xué)方面提出了“教學(xué)評(píng)”一體化的根本要求，提倡通過(guò)改進(jìn)終結(jié)性評(píng)價(jià)、加強(qiáng)過(guò)程性評(píng)價(jià)、深化綜合評(píng)價(jià)、探索增值評(píng)價(jià)來(lái)發(fā)揮評(píng)價(jià)的育人功能?？鐚W(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，教師亦可通過(guò)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果改進(jìn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)以實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)結(jié)果促跨學(xué)科學(xué)習(xí)，促進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用。這要求教師結(jié)合實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，滲透核心素養(yǎng)，也要求教師建立“自評(píng)”“互評(píng)”“師評(píng)”多主體評(píng)價(jià)模式。具體來(lái)說(shuō)，教師可在學(xué)生結(jié)束對(duì)跨學(xué)科知識(shí)的階段性應(yīng)用后，依次引導(dǎo)學(xué)生展開自主評(píng)價(jià)與相互評(píng)價(jià)，再對(duì)照學(xué)生自評(píng)與互評(píng)結(jié)果，補(bǔ)充教師評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)對(duì)象與評(píng)語(yǔ)越具體，越能對(duì)跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用發(fā)揮積極的促進(jìn)作用。

三、初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)的其他要點(diǎn)

跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，與跨學(xué)科教研成果息息相關(guān)，體現(xiàn)在跨學(xué)科試題與作業(yè)方面［4］。為此，初中化學(xué)教師還應(yīng)與數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科教師加強(qiáng)教研聯(lián)系，融合跨學(xué)科知識(shí)，優(yōu)化化學(xué)作業(yè)與試題。

（一）加強(qiáng)教研聯(lián)系

傳統(tǒng)教研通常以學(xué)科為中心，同年級(jí)同學(xué)科教師匯聚一處，對(duì)階段性教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)、方法等展開研討，制訂相關(guān)計(jì)劃，雖然能滿足基本的教學(xué)要求，但是與跨學(xué)科教學(xué)需求存在一定距離。所以，教師應(yīng)通過(guò)加強(qiáng)教研聯(lián)系彌補(bǔ)此不足。譬如，初中化學(xué)教師可以在應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)組織教學(xué)前，主動(dòng)聯(lián)系數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科教師，與其一同討論數(shù)學(xué)、物理、生物、化學(xué)等學(xué)科核心知識(shí)點(diǎn)，歸納數(shù)學(xué)、物理、生物等知識(shí)在化學(xué)探究與實(shí)踐方面的作用和表現(xiàn)?；谄渌麑W(xué)科教師的幫助，初中化學(xué)教師能夠系統(tǒng)地把握跨學(xué)科知識(shí)，篤定跨學(xué)科知識(shí)在教學(xué)中的應(yīng)用重點(diǎn)與難點(diǎn)，意義不言而喻。

（二）重視跨學(xué)科作業(yè)與試題

作業(yè)是對(duì)教學(xué)的拓展與延伸，試題是對(duì)教學(xué)的檢驗(yàn)，發(fā)揮著不同的“教學(xué)增效”作用。因此，跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用還需重視跨學(xué)科作業(yè)與試題的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。作業(yè)方面，教師可以結(jié)合日常教學(xué)反饋情況獨(dú)立設(shè)計(jì)跨學(xué)科作業(yè)，監(jiān)督學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)解答相關(guān)問(wèn)題，糾正錯(cuò)題并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。試題方面，教師可以利用教研契機(jī)，與數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科教師合作設(shè)計(jì)化學(xué)試題，然后定期展開化學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)。學(xué)生先完成作業(yè)，后在試題中深化反思、查缺補(bǔ)漏，反作用于跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，“跨學(xué)科”是初中化學(xué)教學(xué)改革、創(chuàng)新與發(fā)展的必經(jīng)之路，跨學(xué)科知識(shí)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)為初中化學(xué)教學(xué)大勢(shì)所趨。因此，教師應(yīng)貫徹新課標(biāo)初中化學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)與主題學(xué)習(xí)活動(dòng)要求，自覺落實(shí)跨學(xué)科教學(xué)，幫助學(xué)生掌握和應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)。此外，教師也應(yīng)加強(qiáng)跨學(xué)科教研聯(lián)系，重視跨學(xué)科作業(yè)與試題的內(nèi)在價(jià)值，通過(guò)及時(shí)、深刻的跨學(xué)科交流與創(chuàng)新，讓跨學(xué)科知識(shí)在化學(xué)教學(xué)中展現(xiàn)更高能量。