新課程背景下高中化學跨學科教學初探

摘 要：新課程背景下，高中化學教材中蘊含的豐富的跨學科內(nèi)容、化學新高考跨學科命題的發(fā)展趨勢，決定了高中化學教師加強跨學科教學的必要性。因此，高中化學教師在教學中應(yīng)當以新課程為指導(dǎo)，深化對跨學科教學的認識；以新教材為載體，把握學科知識交叉點；以新高考為方向，融入教學案例，引領(lǐng)學生關(guān)注化學社會熱點話題，全面提高學生跨學科解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：高中化學；跨學科；新課程

《普通高中化學課程標準》（2017年版2020年修訂）基于核心素養(yǎng)提出了“跨學科”的教育思想，強調(diào)教師在教學中應(yīng)當加強化學與其他學科的聯(lián)系，通過跨學科內(nèi)容的組織與選擇，引領(lǐng)學生在更為廣闊的平臺學化學、用化學，培養(yǎng)學生的化學核心素養(yǎng)?；谛抡n程背景，普通高中化學新教材內(nèi)容的編排，也凸顯了“跨學科”的特點。以人教版高中化學教材為例，教材的內(nèi)容編排，涉及物理、生物以及地理等學科，對學生知識的綜合運用能力提出了較高的要求[1]。

分析近年來新高考化學試題，本文認為：重視基礎(chǔ)、注重情境、凸顯社會價值和核心素養(yǎng)，是當前高考化學命題的走向。而情境化的試題，多需要學生綜合運用多學科知識解答。由此可見，加強高中化學跨學科教學，是新課程對當前化學教學的基本要求XlI6OdQRDVxrQ2HH8m/GZA==，是新高考發(fā)展的基本需要。

一、核心概念界定

（一）跨學科

跨學科（interdisciplinary），于20世紀20年代由美國心理學家伍德沃斯提出。伍德沃斯認為：跨學科是指涉及兩個或兩個以上學科的綜合研究?！杜＝蚋唠A英漢雙解詞典》將其解釋為：“多學科的”。美國科學院協(xié)會認為：跨學科是綜合兩個或兩個以上學科的內(nèi)容來解決單一學科無法解決的問題的研究模式。

與國外研究相比，國內(nèi)學者亦深化了跨學科教學的研究。如國內(nèi)學者劉仲林認為：跨學科是打破學科壁壘，融合多門學科知識、理論或方法進行研究或教育的路徑。綜合學術(shù)界研究，本文將跨學科定義為：打破學科壁壘，綜合兩門或兩門以上學科內(nèi)容、方法等解決復(fù)雜問題的教育路徑或研究模式。

（二）跨學科教學

美國學者舒梅克最早在教育領(lǐng)域引入了“跨學科”研究模式，通過課程的拆解、重構(gòu)并建立各環(huán)節(jié)之間的有意義聯(lián)系，在更為廣闊的領(lǐng)域完成教學活動。英國學者弗萊斯立足本國精英教育開展了跨學科教學研究，認為跨學科教學是引導(dǎo)學生廣泛探索不同科目知識，以促使自身技能綜合發(fā)展的教學活動。

綜合學術(shù)界相關(guān)研究，本文將跨學科教學定義為：在高中化學教學中，教師以化學學科為核心，綜合應(yīng)用多學科知識、方法和技能，引領(lǐng)學生在更為廣闊的平臺學化學，解決化學復(fù)雜問題的教學活動[2]。

二、新課程背景下高中化學跨學科教學的必要性分析

通過對人教版高中化學必修教材的梳理、對新高考化學試題的分析，本文認為：新課程背景下，高中化學跨學科教學具有必要性：

（一）高中化學新教材蘊含著豐富的跨學科內(nèi)容

教材是教學的載體。教師教學活動的開展、教學的改革創(chuàng)新等，都必須發(fā)揮教材的核心作用。在開展高中化學跨學科教學研究的過程中，筆者通過對人教版高中化學必修一、必修二教材的梳理與分析，明確高中化學新教材中蘊含著豐富的跨學科內(nèi)容，具體如下：

1.化學與生物學科的交叉

生化不分家。這里的“生”，指生物學科；“化”，則指化學學科。生化不分家，指生物和化學兩門學科知識技能方面有很多相似、相通之處，兩者相輔相成。通過對2019年人教版高中化學新教材進行梳理，可見在人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，化學與生物著實有大量的交叉知識點。

以人教版高中化學必修一教材為例，教材中“電解質(zhì)的電離”知識點，交叉生物學科“細胞中的無機鹽”；“氧化還原反應(yīng)”與生物學科“維生素C可以治療壞血病”知識點交叉；化學“酸雨及防治”與生物學科“人類活動對于生態(tài)環(huán)境的影響”知識點交叉等。

整體而言，在高中化學新教材中，與生物學科知識點交叉的內(nèi)容較多，為教師構(gòu)建跨學科化學教學模式奠定了基礎(chǔ)。

2.化學與物理學科的交叉

化學、物理學均屬于自然學科。學科門類的同一性，使得兩者之間有著密不可分的關(guān)系，學科交叉內(nèi)容也較多。通過對2019年人教版高中化學教材的梳理，可見教材與物理學科有大量交叉內(nèi)容。

例如，高中化學必修一“氧化還原反應(yīng)實質(zhì)”與物理學科“電荷守恒定律”知識點交叉；“磁性氧化鐵Fe3O4”與物理學科“磁鐵”知識點交叉；“化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化”知識點與物理學科“能源與可持續(xù)發(fā)展”知識點交叉等。

由此可見，高中化學新教材中，與物理學科知識交叉的內(nèi)容也較為豐富。

3.化學與地理學科的交叉

化學與地理學科的交叉，主要體現(xiàn)在環(huán)境治理、資源利用等方面。以2019年人教版高中化學新教材為例，教材中亦有很多知識內(nèi)容與地理學科有交叉。例如，必修一教材中“膠體聚沉”知識點，與地理學科《地貌》章節(jié)中長江三角洲、黃河三角洲等知識點交叉；化學“鐵及其化合物Fe2O3”與地理學科“云南東川的紅壤景觀”知識點交叉；化學“酸雨及其防治”與地理學科“走向人地協(xié)調(diào)”知識點交叉。

綜合上述分析可見，正是因為高中化學新教材與生物、物理、地理等學科知識有大量的交叉，使高中化學教師加強跨學科教學具有必要性。

（二）高中化學新高考試題跨學科命題的發(fā)展趨勢

2019年，教育部明確了“一核四層四翼”的《中國高考評價體系》。其中，“四翼”指“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”的考試要求?；谛赂呖家?，近年來的高考化學試題中也出現(xiàn)了很多考查學生綜合能力的跨學科試題。例如，2020年全國甲卷第11題考查了元素周期表、元素周期律的知識，學生需要根據(jù)物理學知識“核反應(yīng)”發(fā)生前后質(zhì)量數(shù)不變的知識點解答該題。因此，該題是化學與物理學科的交叉試題。2022年全國甲卷第7題，該題綜合性較強，試題交叉了化學、生物學等相關(guān)知識點，對學生綜合知識體系要求較高。

整體而言，“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”的試題命題發(fā)展趨勢，決定了在高中化學教學中，教師的教學不能局限于單一學科知識點，而應(yīng)當凸顯學科融合，提高學生綜合應(yīng)用多學科知識解決問題的能力[3]。

綜合上述分析，本文認為：新課程背景下，立足高中化學新教材中蘊含的豐富的跨學科知識點以及新高考化學跨學科命題的發(fā)展趨勢，高中化學教師構(gòu)建跨學科教學模式具有必要性。

三、新課程背景下高中化學跨學科教學的有效策略

（一）以新課程為指導(dǎo)，深化跨學科教學的認識

思想是行動的指南。高中化學教學中，教師對跨學科教學的認識，是決定教學行動的關(guān)鍵因素。當前，高中化學教師“跨學科”教學的意識依然較為淡薄，部分教師對高中化學新課程解讀不足，對高考前沿資訊敏銳度不夠，導(dǎo)致化學教學具有一定的滯后性。因此，新時代的高中化學教師，應(yīng)當以新課程為指導(dǎo)，深化跨學科教學的認識，夯實高中化學跨學科教學基礎(chǔ)。

1.更新教育觀念，樹立學科融合理念

在知識大爆炸的時代，培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的綜合型人才，是教育改革發(fā)展的必然趨勢。教師作為教育改革的參與者、推動者，應(yīng)當以發(fā)展的眼光看待問題、審視教育，及時更新教育觀。緊密結(jié)合當前學科融合的必然趨勢，樹立學科融合的教育理念，為構(gòu)建高中化學跨學科教學模式奠定基礎(chǔ)。

2.加強多學科知識儲備，夯實學科融合基礎(chǔ)

與傳統(tǒng)局限于單一學科的教學模式相比，跨學科融合對教師教學能力和業(yè)務(wù)水平提出了更高的要求。而加強多學科知識的儲備，則有助于教師在跨學科教學中做到游刃有余。于高中化學教學而言，在教學實踐中，教師不僅要加強對化學學科理論性、實踐性知識的解讀，同時還要涉足與化學學科緊密相連的物理、生物、地理等學科，通過知識體系的完善與交叉融合，夯實學科融合基礎(chǔ)[4]。

此外，新課程背景下，高中化學教師還應(yīng)當結(jié)合最新的高考資訊，解析教育改革發(fā)展趨勢，以此引領(lǐng)化學教育與時俱進發(fā)展。

（二）以新教材為載體，深入尋找學科交叉點

1.深入解讀教材，把握跨學科知識內(nèi)容

本文第二大部分，筆者在分析高中化學跨學科融合必要性時，對2019年人教版高中化學教材進行了深入的梳理與分析，可見教材中蘊含著豐富的跨學科知識，包括化學與物理、化學與生物、化學與地理等。本部分，筆者之所以在“教學建議”模塊再次提及教材解讀，緣于部分高中化學教師在教學中，因教學的視野僅僅局限于化學學科本身，對其他學科知識的解讀不足，導(dǎo)致化學學科教育難以打破學科壁壘。由此可見，對教材的深入解讀，是當下高中化學教師的必修課。

以人教版高中化學新教材必修二“化學反應(yīng)與熱能”教學為例，該知識點隸屬于“化學反應(yīng)與能量變化”模塊。在教學設(shè)計中，教師通過深入梳理教材，把握了每一個教學板塊需要融合的跨學科內(nèi)容，如“體會元素的存在”環(huán)節(jié)，教師需要結(jié)合地殼中元素含量、人體中元素含量的科學知識，實現(xiàn)化學教學與地理、生物學科的交叉融合。

整體而言，高中化學教師優(yōu)化教學、加強跨學科融合的前提，是對教材的深入解讀。唯有教師立足新課程改革標準，讀透教材，把握好學科交叉的點，方能在跨學科教學中做到游刃有余。

2.優(yōu)化教學環(huán)節(jié)，開展跨學科教學活動

高中化學教學中的跨學科融合應(yīng)當是靈活而巧妙的。優(yōu)化教學環(huán)節(jié)，加強教學情境的創(chuàng)設(shè)，積極開展教學活動，有助于提高高中化學教師跨學科融合的有效性。以“化學反應(yīng)與熱能”相關(guān)內(nèi)容的教學為例，為提升跨學科融合的有效性，教師采取了如下教學方式：

一是注重情境教學。教學實踐中，“情境”被認為是教師優(yōu)化教學的最佳手段。以高中化學跨學科教學為例，情境教學法的引入，有助于幫助教師全面提高跨學科融合的有效性。如在“化學反應(yīng)與熱能”的教學中，為引領(lǐng)學生感受生活中“能量”的存在，教師采取圖文并茂的方式，以神舟十三號載人航天飛船案例作為情境導(dǎo)入，引領(lǐng)學生思考問題：神舟十三號載人航天飛船是怎樣發(fā)射到太空的呢？是用了哪種能量？能量又是如何產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的呢？等，“情境+問題”整合的方式，有助于幫助教師在其中融合跨學科的知識，實現(xiàn)化學學科與其他學科知識的巧妙融合。

二是開展化學實驗。在高中化學教學中，化學實驗是學生“從做中學”的主要方式，同時也是教師加強跨學科融合的有效路徑。為全面提高跨學科融合的實效，高中化學教師要立足教學需要，積極開展化學實驗，引領(lǐng)學生在化學實驗中，融合多學科知識解決化學實驗中的各種問題，提高學生綜合問題分析和解決能力。在“化學反應(yīng)與熱能”教學中，為深化學生對知識本質(zhì)的理解，教師開展了豐富的實驗活動，如吸放熱反應(yīng)的實驗探究、微觀判斷依據(jù)；在能量之間相互轉(zhuǎn)化的教學模塊，引入了重力勢能轉(zhuǎn)化為動能、電能轉(zhuǎn)化為機械能，再轉(zhuǎn)化為勢能的物理知識點，巧妙地實現(xiàn)了學科的交叉與融合。

（三）以新高考為方向，融入跨學科案例

教學評價具有診斷性、導(dǎo)向性的關(guān)鍵作用。以新高考為例，考試改革的方向，乃教育發(fā)展的方向。因此，對新高考政策的深入解讀，近年來高考化學試題的解析，有助于指引教師教學發(fā)展的方向，推動高中化學跨學科融合發(fā)展。

1.深入解讀《中國高考評價體系》

《中國高考評價體系》由教育部考試中心研制，是高考命題、評價與改革的實踐指南。深入解析該體系，可見其分別從核心功能、考查內(nèi)容、考查要求三個方面，回答了“為什么考、考什么和怎樣考”的根源性問題。由此可見，對高考評價體系的深入解讀，能夠讓高中化學教師進一步明晰教學改革發(fā)展的基本方向，同時立足高考評價體系“綜合性”的特點加強跨學科知識的融合。

綜合上述分析，本文認為：新高考改革背景下，高中化學教師應(yīng)當深入解讀《中國高考評價體系》，以體系為主線思考“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”的問題，以新高考為方向加強跨學科融合，推動高中化學教學改革創(chuàng)新。

2.基于新高考加強跨學科試題案例講解

新時代的高中生不僅要形成較強的跨學科融合意識和思維能力，同時還要具備整合跨學科知識解決綜合性問題的能力。為進一步促進高中化學跨學科教學，提升學生跨學科綜合素養(yǎng)，筆者在一線高中化學教學中，結(jié)合近年來高考化學跨學科試題真題，通過加強案例講解的方式，加強了學生跨學科解題能力的訓練。這種案例教學的方式，不僅體現(xiàn)在日?；瘜W教學中，也體現(xiàn)在高考化學復(fù)習中。

3.引領(lǐng)學生關(guān)注化學社會熱點

基于新高考，可見涉及化學社會熱點的考題比比皆是。一般而言，一個社會熱點話題，涉及的可能是多個學科知識。因此，基于跨學科視角的高中化學教學，教師在教學中要引領(lǐng)學生關(guān)注化學社會熱點，如溫室效應(yīng)、大氣污染、酸雨、光化學煙霧等。通過化學社會熱點的引入，指導(dǎo)學生綜合運用多學科知識分析相關(guān)問題，進一步推動高中化學跨學科教學目標的實現(xiàn)。

結(jié)束語

綜上所述，新課程背景下，高中化學教學加強跨學科融合具有必要性。高中化學教師在教學中，應(yīng)當以新課程改革為指導(dǎo)，深化化學跨學科教學的認識；以新教材為載體，把握跨學科融合點；以新高考為方向，融合跨學科案例，全面提高學生綜合應(yīng)用多學科知識解決復(fù)雜問題的能力。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]念敏慧.高中化學和生物學科交叉內(nèi)容的教學研究[D].福州：福建師范大學，2020.

[3]阿茹娜.高中化學中滲透相關(guān)物理知識的教學實踐研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學，2019.

[4]郭統(tǒng).高中化學跨學科融合教學案例設(shè)計與實踐研究[D].開封：河南大學，2020.