初中化學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)

新課程方案在基本原則中明確要求：加強(qiáng)綜合課程建設(shè)，完善綜合課程目標(biāo)設(shè)置，開展跨學(xué)科主題教學(xué)，強(qiáng)化課程協(xié)同育人功能?？鐚W(xué)科主題教學(xué)是指圍繞該中心主題，運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)和方法，開展對(duì)所指向的共同問題進(jìn)行討論和解決而設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)。因此，本課例嘗試融合生物、信息、地理等學(xué)科或理念，開展“探究酸堿性對(duì)種子發(fā)芽的影響”跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)。

一、跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容分析

“探究土壤酸堿性對(duì)植物生長(zhǎng)的影響”是實(shí)驗(yàn)探究類綜合實(shí)踐活動(dòng)，該實(shí)踐活動(dòng)的影響因素復(fù)雜，實(shí)踐周期較長(zhǎng)，實(shí)踐操作有一定的難度。調(diào)查學(xué)情后，筆者了解到學(xué)生生物課上學(xué)過模擬酸雨對(duì)種子發(fā)芽的影響實(shí)驗(yàn)，地理課上了解過南酸北堿的分布情況，因此，結(jié)合生物、地理學(xué)科所學(xué)，本次跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)確定為只探究酸堿性對(duì)種子發(fā)芽的影響。該跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)以溶液酸堿性為學(xué)科核心知識(shí)，以土壤的酸堿性對(duì)種子發(fā)芽影響的探究為載體，承載學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)“定性、定量比較溶液酸堿性”，融合初中化學(xué)、生物、地理等課程內(nèi)容。

二、跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)目標(biāo)

1.通過課前查閱資料和回顧生物學(xué)科所學(xué)，了解種子發(fā)芽的基本條件，并嘗試使用不同酸堿性溶液進(jìn)行種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，體會(huì)溶液酸堿性對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響，促進(jìn)學(xué)生意識(shí)到化學(xué)與生活息息相關(guān)。

2.通過反思課前實(shí)驗(yàn)的過程，學(xué)生自主明確任務(wù)，完成檢驗(yàn)溶液酸堿性和探究溶液酸堿度規(guī)律的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)檢驗(yàn)溶液酸堿性的基本方法，發(fā)展學(xué)生利用化學(xué)觀念和科學(xué)方法解決實(shí)際問題的意識(shí)。

3.自制酸堿指示劑鑒別種子發(fā)芽溶液的酸堿性，修正課前實(shí)驗(yàn)的失誤之處，再次設(shè)計(jì)控制單一變量的實(shí)驗(yàn)探究溶液酸堿性對(duì)種子發(fā)芽的影響，體會(huì)科學(xué)地利用物質(zhì)性質(zhì)對(duì)合理種植農(nóng)作物具有重要作用。

三、跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)實(shí)施過程

【任務(wù)1：前置實(shí)驗(yàn)】

學(xué)生活動(dòng)：1.梳理生物學(xué)科所學(xué)，思考以下問題，調(diào)研種子發(fā)芽的條件。

（1）你選擇哪種種子？ （2）種子發(fā)芽需要滿足哪些條件？（3）你能描述種子發(fā)芽的過程嗎？

2.模擬探究酸雨對(duì)種子發(fā)芽的影響實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：課前布置模擬酸雨對(duì)種子發(fā)芽影響的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生利用生物學(xué)科知識(shí)，設(shè)計(jì)并完成課前實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生感受學(xué)科間的融合，并且為課上發(fā)現(xiàn)問題、解決問題埋下伏筆。

【任務(wù)2：建構(gòu)新知】

環(huán)節(jié)1：展示課前實(shí)驗(yàn)，學(xué)生互評(píng)。

學(xué)生表現(xiàn)：不同小組采用了PPT、視頻等形式匯報(bào)了課前實(shí)驗(yàn)。部分小組根據(jù)生物所學(xué)，設(shè)置了相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境發(fā)芽種子，并且持續(xù)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象三到五天；部分小組做實(shí)驗(yàn)前沒有將種子充分浸泡，導(dǎo)致沒有發(fā)芽；部分小組在實(shí)驗(yàn)過程中給種子換水，換的是清水，導(dǎo)致溶液酸堿度發(fā)生了變化，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不具有參考價(jià)值。

教師引導(dǎo)：通過活動(dòng)，同學(xué)們對(duì)溶液酸堿性對(duì)種子發(fā)芽的影響有了新的認(rèn)識(shí)。并請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)一下其他組的作品。

學(xué)生表現(xiàn)：白醋和純堿溶液都對(duì)種子的發(fā)芽有影響；用少部分、大部分等詞來形容發(fā)芽率較籠統(tǒng)，若能有百分?jǐn)?shù)就更好了。在實(shí)驗(yàn)中，同為白醋組的溶液，種子的發(fā)芽率也不同，這兩份白醋溶液除了濃度不同，還有什么不同呢？

教師引導(dǎo)：了解溶液的酸堿性，利用酸堿指示劑或試紙定性地檢驗(yàn)不同溶液的酸堿性。利用實(shí)驗(yàn)儀器，結(jié)合課前調(diào)研和課本知識(shí)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律。

環(huán)節(jié)2：定性探究溶液的酸堿性

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：分別用紫色石蕊試液和酚酞液檢驗(yàn)了白醋、純堿溶液、肥皂水、檸檬汁、石灰水等溶液的酸堿性；了解了指示劑的發(fā)現(xiàn)史及生活中有很多物質(zhì)遇到酸堿性不同的溶液都會(huì)變色，課前自制了牽?；ㄖ瓩z驗(yàn)溶液的酸堿性。

學(xué)生總結(jié)規(guī)律：酸性溶液可以使紫色石蕊試液變成紅色，不能使無色酚酞試液變色，堿性溶液可以使紫色石蕊試液變成藍(lán)色，使無色酚酞試液變成紅色；堿性溶液可以使紅色小紙條變成藍(lán)色，酸性溶液可以使藍(lán)色小紙條變成紅色，使用試紙比指示劑溶液更方便。

教師引導(dǎo)：清楚了溶液的酸堿性，接下來的任務(wù)便是了解溶液的酸堿度，利用pH試紙或pH計(jì)檢驗(yàn)不同溶液的酸堿度，并總結(jié)規(guī)律。

環(huán)節(jié)3：定量探究溶液的酸堿度

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：學(xué)生利用pH試紙測(cè)量了兩組不同濃度的白醋溶液，兩組不同濃度的純堿溶液和清水的pH值；可以更精確測(cè)量溶液酸堿度的方法——pH計(jì)。

學(xué)生總結(jié)規(guī)律：酸性溶液的pH值小于7，堿性溶液的pH值大于7，中性溶液的pH值等于7；溶液的酸堿度與溶液中H+或OH-的濃度有關(guān)。因此同為白醋組或純堿組的種子發(fā)芽率不同的原因可能是溶液中H+或OH-的濃度不同。但是不同的離子究竟對(duì)種子的發(fā)芽造成怎樣的影響，需要再查資料。

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生的展示和互相評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生從多角度思考問題，提高學(xué)生解決問題的能力。通過問題引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、合作學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)探究等途徑，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中建構(gòu)新知，同時(shí)解決真實(shí)問題。

四、跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)作業(yè)設(shè)計(jì)

【任務(wù)3：拓展實(shí)驗(yàn)】

學(xué)生活動(dòng)1：從地理學(xué)科角度，調(diào)查國(guó)家土壤南酸北堿的情況和植物的生長(zhǎng)情況，全面了解“南橘北枳”的原因。

學(xué)生活動(dòng)2：結(jié)合課上所學(xué)和課后調(diào)查，反思課前實(shí)驗(yàn)，重新設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——探究不同酸堿性的溶液中種子的發(fā)芽率。

學(xué)生表現(xiàn)：購買pH計(jì)，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；修改第一次實(shí)驗(yàn)的記錄方式，不再使用“少部分、大部分”這樣的形容詞，而是記錄發(fā)芽率。

設(shè)計(jì)意圖：以拓展實(shí)驗(yàn)的形式作為跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的作業(yè)，既加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，發(fā)展了學(xué)生創(chuàng)新能力。并且，通過反思和二次實(shí)驗(yàn)，明確知識(shí)和方法，關(guān)注核心思路方法和大概念，促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展。

五、跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)反思

1.聯(lián)系實(shí)際

以種子發(fā)芽率的探究為任務(wù)主線，通過聯(lián)系生物學(xué)科和地理學(xué)科所學(xué)，幫助學(xué)生從已有認(rèn)知出發(fā)，發(fā)現(xiàn)新的問題，促進(jìn)學(xué)生自主探究溶液酸堿性的新知。在真實(shí)情景中引導(dǎo)學(xué)生從跨學(xué)科視角分析及解決問題，建立生活問題、學(xué)科問題相互轉(zhuǎn)化的思路方法。

2.優(yōu)化形式

本次跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生搜集資料、甄別資料內(nèi)容的能力，動(dòng)手設(shè)計(jì)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力，知識(shí)遷移的能力，整理信息并表達(dá)的能力得到了提升。通過活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣思考，像工程師一樣解決問題，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)分析、科學(xué)推理的能力。

（作者單位：要明月 煙臺(tái)第八中學(xué)；張永華 煙臺(tái)芝罘區(qū)教科研中心；王雅麟 煙臺(tái)港城中學(xué)）