核心素養(yǎng)背景下初中化學(xué)跨學(xué)科綜合實踐活動的實施

作者簡介：田莉（1987一），女，甘肅省酒泉市瓜州縣柳園學(xué)校。

在新時代教育背景下，初中化學(xué)教學(xué)面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式已無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。對此，教師可開展跨學(xué)科綜合實踐活動，讓學(xué)生在真實情境中運用多學(xué)科知識解決化學(xué)問題，以此提升學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力與合作能力。

一、核心素養(yǎng)背景下初中化學(xué)跨學(xué)科綜合實踐活動的實施原則

在核心素養(yǎng)背景下，初中化學(xué)教師在開展跨學(xué)科綜合實踐活動時需要遵循一些原則。

突出化學(xué)學(xué)科原則要求教師以化學(xué)學(xué)科知識為基礎(chǔ)來設(shè)計活動。在設(shè)計活動時，教師要以化學(xué)知識為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)真實情境并融入其他學(xué)科的知識，引導(dǎo)學(xué)生運用多學(xué)科的知識和技能來解決化學(xué)綜合問題，凸顯化學(xué)知識在活動中的核心地位。

合作性原則強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生合作解決問題的能力，讓學(xué)生在自主實踐的過程中進(jìn)行團(tuán)隊協(xié)作。通過合作探究，學(xué)生能夠培養(yǎng)交流表達(dá)能力和互助意識，認(rèn)識到在攻克難題時借助團(tuán)隊力量的重要性，獲得全面發(fā)展，提升綜合素養(yǎng)。

綜合性原則重視跨學(xué)科綜合實踐活動的綜合性?？鐚W(xué)科綜合實踐活動通常涵蓋多個領(lǐng)域，學(xué)生參與活動能培育創(chuàng)新與實踐能力。在設(shè)計活動時，教師應(yīng)突破學(xué)科教學(xué)的局限，整合研究性學(xué)習(xí)、社會服務(wù)、勞動與技術(shù)教育等多種元素，構(gòu)建內(nèi)容豐富、綜合性強(qiáng)的活動體系。這樣的設(shè)計不僅符合時代對培養(yǎng)創(chuàng)新實踐人才的要求，還能為學(xué)生提供融合多元知識與提升能力的平臺。

二、核心素養(yǎng)背景下初中化學(xué)跨學(xué)科綜合實踐活動的實施流程

（一）確定活動主題

1.梳理教材內(nèi)容

梳理教材內(nèi)容。在確定活動主題時，教師要全面梳理化學(xué)教材內(nèi)容，明確各章節(jié)的主題、知識點與實驗內(nèi)容，著重關(guān)注跨學(xué)科概念、方法。例如，教師在分析教材時，應(yīng)找出與物理的能量轉(zhuǎn)化、生物的生命現(xiàn)象與數(shù)學(xué)的計算和模型構(gòu)建等相關(guān)的化學(xué)知識點。

分析跨學(xué)科鏈接點。教師要標(biāo)記找出的內(nèi)容，并分析這些內(nèi)容與其他學(xué)科之間的聯(lián)系點。例如，教師可分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與物理學(xué)科中的能量守恒之間的關(guān)系。

挖掘?qū)嶋H問題。教師要分析這些鏈接點與資源利用、能源開發(fā)、材料創(chuàng)新、環(huán)境保護(hù)及人類健康等方面的問題的關(guān)聯(lián)。例如，教師可以從化學(xué)物質(zhì)對環(huán)境的影響延伸到環(huán)境保護(hù)問題。

2.從日常生活中獲得靈感

教師要尋找與學(xué)生生活聯(lián)系緊密且具有教育價值的實際問題。例如，教師可開展“廚房中的化學(xué)奧秘—探究不同調(diào)料對食物化學(xué)反應(yīng)的影響”綜合實踐活動，讓學(xué)生探究鹽、醋、糖等在烹飪過程中的化學(xué)變化，以及其對食物口感、色澤等的影響。在探究過程中，學(xué)生能夠綜合利用化學(xué)、生物、物理等多個學(xué)科的知識，提高綜合素養(yǎng)和實踐能力。

（二）明確活動目標(biāo)

1.突出學(xué)生主體地位

教師應(yīng)依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況確定活動目標(biāo)，以此確保學(xué)生能夠全程參與活動并獲得實質(zhì)性成果。例如，在開展“自制簡易凈水器”跨學(xué)科綜合實踐活動時，教師可讓學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，選擇合適的材料，并通過小組合作完成凈水器的制作與測試，以此提升學(xué)生的化學(xué)知識應(yīng)用能力和動手操作能力。

2.解決真實社會問題

教師可讓學(xué)生體驗解決如環(huán)境污染治理、資源合理利用等真實社會問題的過程。例如，在開展“社區(qū)水資源保護(hù)與凈化”活動時，教師可讓學(xué)生運用化學(xué)知識檢測水質(zhì)和選擇凈化方法，并讓其根據(jù)地理知識分析水資源的分布情況及污染來源，通過實踐為社區(qū)水資源保護(hù)貢獻(xiàn)力量，從而增強(qiáng)他們的社會責(zé)任感。

3.促進(jìn)核心素養(yǎng)形成

教師要讓學(xué)生從化學(xué)的視角審視生活問題與跨學(xué)科問題，并引導(dǎo)學(xué)生運用技術(shù)與工程思維解決與化學(xué)相關(guān)的實際問題。例如，在開展“探究新能源汽車電池的化學(xué)原理與應(yīng)用”活動時，教師可讓學(xué)生結(jié)合化學(xué)電池的原理與物理電學(xué)知識，運用工程設(shè)計思維嘗試改進(jìn)電池模型，以此培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維和合作交流能力[]。

（三）設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)

1.具備科學(xué)性與合理性

教師要依據(jù)課時安排、實驗構(gòu)思、學(xué)生實際情況與活動主旨來規(guī)劃任務(wù)。例如，在開展“探究植物光合作用與呼吸作用中的化學(xué)變化”這一活動時，教師可根據(jù)課時安排，讓學(xué)生先進(jìn)行理論知識學(xué)習(xí)，然后進(jìn)行實驗設(shè)計，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與分析。各項任務(wù)應(yīng)緊密圍繞活動目標(biāo)，形成有機(jī)整體。

2.具備挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性

教師要設(shè)置能夠激發(fā)學(xué)生探索欲望的任務(wù)，并提供多元的探究路徑。例如，教師可設(shè)置“設(shè)計一種環(huán)保建筑材料”的任務(wù)，讓學(xué)生綜合運用化學(xué)的材料合成知識、物理的材料性能測試知識、生物的材料可降解性知識等，探究新的材料配方與制造工藝，以此培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識與問題解決能力。

（四）制訂基于5E教學(xué)模式的活動實施規(guī)劃

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)

教師可以通過創(chuàng)設(shè)情境或引入真實社會問題等，激發(fā)學(xué)生對跨學(xué)科綜合實踐活動的興趣，引發(fā)他們的探究欲望，以此為后續(xù)實踐活動的開展奠定基礎(chǔ)。

2.探究環(huán)節(jié)

教師可讓學(xué)生以小組為單位圍繞主題進(jìn)行實踐探索。例如，在“探究化學(xué)肥料對農(nóng)作物生長的影響及環(huán)境效應(yīng)”這一活動中，教師可讓學(xué)生運用化學(xué)知識分析肥料成分，利用生物知識研究農(nóng)作物生長指標(biāo)，并運用物理知識測量土壤的物理性質(zhì)。在探究中，學(xué)生要思考肥料的使用量、肥料種類與農(nóng)作物產(chǎn)量、土壤質(zhì)量及周邊水體環(huán)境之間的關(guān)系[2]。

3.解釋環(huán)節(jié)

教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生整理和內(nèi)化他們通過探索所得的知識經(jīng)驗。例如，在“探究空氣污染物的化學(xué)組成與來源及污染治理方法”這一活動中，教師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實驗數(shù)據(jù)與調(diào)查結(jié)果，理解復(fù)雜的化學(xué)污染反應(yīng)原理，并幫助他們總結(jié)探究成果，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究與推理能力。

4.遷移環(huán)節(jié)

教師應(yīng)設(shè)計具有挑戰(zhàn)性與實際意義的任務(wù)，讓學(xué)生遷移運用所學(xué)知識，以此幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維與解決問題的能力。

5.評價環(huán)節(jié)

教師應(yīng)全面客觀地評價學(xué)生的表現(xiàn)，包括跨學(xué)科知識掌握情況、實踐活動表現(xiàn)、合作能力與創(chuàng)新思維發(fā)展水平等。

三、核心素養(yǎng)背景下初中化學(xué)跨學(xué)科綜合實踐活動實施案例

下面筆者將深入探討以“基于面粉不同發(fā)酵方式探究胖饅頭之謎”為主題的跨學(xué)科綜合實踐活動的實施過程。

（一）確定活動主題

食物與人類日常生活關(guān)系密切。在深入研究九年級化學(xué)教材后，筆者發(fā)現(xiàn)主食制作背后隱藏著諸多科學(xué)原理。因此，筆者將化學(xué)中的“氧氣”“二氧化碳的制取”“生活中常見的鹽”與生物學(xué)的“酵母菌的呼吸作用”以及物理的“壓強(qiáng)”“升華”等知識有機(jī)結(jié)合，確定了“基于面粉不同發(fā)酵方式探究胖饅頭之謎”這一實踐活動主題。

（二）明確活動目標(biāo)

第一，提升學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣與實踐能力。通過“饅頭制作”綜合實踐活動，讓學(xué)生在真實情境中將化學(xué)理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作，深入探究化學(xué)原理在日常生活中的應(yīng)用，從而有效激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，提升其實踐操作能力。

第二，促進(jìn)跨學(xué)科知識的融合與創(chuàng)新。通過創(chuàng)新的跨學(xué)科綜合實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生綜合運用化學(xué)及其他學(xué)科知識，對具有現(xiàn)實意義的饅頭制作問題展開研究。這樣能凸顯化學(xué)學(xué)科知識的作用，促進(jìn)化學(xué)知識、生物學(xué)知識、物理知識的深度融合與創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力。

第三，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作與溝通能力。讓學(xué)生以小組合作的形式完成饅頭制作項目，并進(jìn)行深入交流與評價，以此培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神，提高學(xué)生的分工協(xié)作與溝通能力，為學(xué)生未來的學(xué)術(shù)研究與職業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)[3]。

（三）設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)

第一，選擇發(fā)酵粉品種與物料配比開展實驗。學(xué)生在課前需要搜集饅頭的做法、常見發(fā)酵粉的種類及其發(fā)酵原理、判斷發(fā)酵完成的標(biāo)準(zhǔn)等資料。在課堂上，學(xué)生小組要選擇不同的發(fā)酵粉進(jìn)行實驗，并設(shè)置無發(fā)酵粉的空白對照實驗，以探究不同發(fā)酵粉對面粉發(fā)酵效果的影響，為后續(xù)制作饅頭奠定基礎(chǔ)。

第二，細(xì)致觀察發(fā)酵情況，蒸制饅頭。在發(fā)酵過程中，學(xué)生要依據(jù)收集的資料，利用多種方法判斷面團(tuán)是否發(fā)酵充分，并對比不同發(fā)酵粉的發(fā)酵效果。之后，學(xué)生要利用發(fā)酵后的面團(tuán)制作大小一致的饅頭。

第三，深入探究發(fā)酵粉在饅頭制作中的關(guān)鍵作用。學(xué)生要根據(jù)課前收集到的資料討論常見發(fā)酵粉的成分和發(fā)酵原理，并填寫學(xué)習(xí)單。之后，學(xué)生要設(shè)計實驗探究不同發(fā)酵粉在饅頭制作過程中產(chǎn)生的氣體，并繪制收集氣體的裝置圖。

第四，依據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)品鑒饅頭并分享心得體會。學(xué)生要以小組為單位對饅頭的外觀、松軟程度、味道和口感等進(jìn)行評估，并填寫學(xué)習(xí)單，提出建議。之后，學(xué)生要回顧活動中運用的知識和思維方法，整理收獲與體會，思考化學(xué)發(fā)酵、生物發(fā)酵的優(yōu)劣以及物理發(fā)酵的可能性，討論如何進(jìn)一步改善饅頭制作工藝。

（四）制訂活動實施規(guī)劃

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)：情境創(chuàng)設(shè)—胖饅頭之謎

筆者引入了“地理環(huán)境對飲食文化的影響”等資料，以此激發(fā)學(xué)生對饅頭制作的探究興趣。同時，筆者通過提出“從普通面粉到白胖饅頭的奇妙過程中隱含的科學(xué)原理是什么？”這一問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，為后續(xù)活動的開展奠定基礎(chǔ)[4]。

2.探究環(huán)節(jié)：“廚”步體驗 -面粉發(fā)酵

任務(wù)一：選擇發(fā)酵粉品種與物料配比開展實驗。在課前，學(xué)生自主搜集資料，了解饅頭制作的相關(guān)知識。在課堂上，學(xué)生以小組為單位開展相關(guān)實驗，對比不同發(fā)酵粉的發(fā)酵效果。

任務(wù)二：細(xì)致觀察發(fā)酵情況，蒸制饅頭。學(xué)生依據(jù)課前資料和所學(xué)知識，運用多種方法判斷面團(tuán)發(fā)酵是否充分，從而加深對發(fā)酵原理的理解。學(xué)生在制作饅頭的過程中，要重視饅頭外觀和大小的一致性，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際成果，以此獲得良好的實驗體驗。

3.解釋環(huán)節(jié)：殊途同歸——解釋發(fā)酵原理

任務(wù)三：深入探究發(fā)酵粉在饅頭制作中的關(guān)鍵作用。在小組討論活動中，學(xué)生依據(jù)課前收集的資料，對常見發(fā)酵粉的成分與發(fā)酵原理進(jìn)行深入討論，并填寫學(xué)習(xí)單，從而加深對相關(guān)知識的理解。同時，學(xué)生通過實驗探究不同發(fā)酵粉在饅頭制作過程中產(chǎn)生的氣體，以此培養(yǎng)科學(xué)思維與實驗設(shè)計能力。

4.遷移環(huán)節(jié)：多維思考——創(chuàng)新發(fā)酵

第一，思考替代發(fā)酵物質(zhì)。學(xué)生基于已探究的發(fā)酵原理，從物理、化學(xué)、生物等多個方面討論能否用其他在化學(xué)反應(yīng)中能產(chǎn)生 CO₂ 的物質(zhì)替代傳統(tǒng)發(fā)酵粉，并評估方案的可行性。這一環(huán)節(jié)能拓寬學(xué)生的思維視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與跨學(xué)科思維能力。

第二，評價發(fā)酵方案。學(xué)生對不同的發(fā)酵方案進(jìn)行評估，從不同角度分析其優(yōu)缺點，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力與批判性思維。此外，學(xué)生通過觀看“制作可樂饅頭”視頻，獲得創(chuàng)新靈感。

第三，探討其他氣體的可行性。學(xué)生探討能夠替代 CO₂ 的氣體，回憶相關(guān)氣體的制取原理，并討論將其運用到饅頭制作中的可行性。通過相應(yīng)的討論，學(xué)生能認(rèn)識到在食品制作中要綜合考慮安全、效率、效果與成本等多種因素，進(jìn)而提升技術(shù)評價能力與安全意識。

5.反饋環(huán)節(jié)：“品”學(xué)“鑒”優(yōu)——品鑒饅頭

第一，學(xué)生匯報、互評并交流探討。學(xué)生以小組為單位品鑒饅頭，填寫學(xué)習(xí)單，并進(jìn)行互評與交流探討。這一過程能培養(yǎng)學(xué)生的自評與互評能力，使其學(xué)會從他人的視角審視自己的成果。

第二，總結(jié)與拓展思考。教師對活動進(jìn)行總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生回顧關(guān)鍵知識點與思想方法，梳理收獲與體會。同時，教師提出思考問題，如化學(xué)發(fā)酵與生物發(fā)酵哪個更好、能否運用物理發(fā)酵的方法發(fā)酵面團(tuán)以及如何改善饅頭制作工藝等，為學(xué)生的課后學(xué)習(xí)與實踐提供方向，鼓勵他們將所學(xué)知識應(yīng)用到實際生活中，實現(xiàn)知識的遷移運用[5]

結(jié)語

總而言之，教師遵循相應(yīng)的原則開展初中化學(xué)跨學(xué)科綜合實踐活動，按一定的流程有序推進(jìn)活動，能有效整合多學(xué)科知識，激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)其跨學(xué)科思維與團(tuán)隊協(xié)作精神，為初中化學(xué)教學(xué)改革提供參考。

[參考文獻(xiàn)]

[1］馬薇，付嬈，路紅燕，等．大概念統(tǒng)領(lǐng)下的初中化學(xué)跨學(xué)科實踐活動：垃圾的分類與回收利用[J].化學(xué)教育（中英文），2024，45（21）：17-25.

[2」趙江華，王璐，凡曉宇.跨學(xué)科實踐活動融入初中化學(xué)大單元教學(xué)的課例研究：以《水資源及其利用》為例[J].河南教育（教師教育），2024（10）：40-41.

[3］朱玉林.融入優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的初中化學(xué)學(xué)科實踐活動設(shè)計：以“自制西瓜霜”為例［J]，化學(xué)教學(xué)，2024（10）：58-63.

[4］柏品良.點面結(jié)合：初中化學(xué)跨學(xué)科實踐活動實施策略［J].化學(xué)教學(xué)，2024（9）：27-30.

[5］劉秋芳，張玉芳，葉永謙，等，初中化學(xué)“自制簡易魚泵”跨學(xué)科實踐活動設(shè)計［J］.化學(xué)教育（中英文），2024，45（7）：37-42.