許俊杰

（江蘇省常州市第一中學，江蘇 常州）

20世紀以來的一個重要發(fā)展趨勢是科學、技術與社會的相互滲透，這使科學更加變成了一項社會綜合事業(yè)和工程，甚至不通過跨學科研究的方式，就不會有真正的科學突破。人們常說的STS（科學、技術與社會）研究就是對這一新興領域和研究方式的集中概括。2014年教育部印發(fā)《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》，明確提出學生發(fā)展核心素養(yǎng)主要是指學生應具備的能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。高中化學學科核心素養(yǎng)是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，誠然發(fā)展學生核心素養(yǎng)的前提是發(fā)展化學教師的核心素養(yǎng)。

高中化學核心素養(yǎng)五大維度第四點是科學探究與創(chuàng)新意識，化學是一門以實驗為基礎的學科，因此實驗探究成為高中化學學習過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)，其中有些實驗就需要教師具備跨學科素養(yǎng)。蘇教版化學必修二專題二第三單元化學能與電能的轉(zhuǎn)化中的實驗探究“原電池的構成條件”，可以與物理學科相結合，本節(jié)的教學內(nèi)容中就有物理電學中的相關概念，如正負極、電流方向等概念的理解就需要借助物理學科的支持。筆者在《化學能轉(zhuǎn)化為電能》一節(jié)公開課上播放了一段優(yōu)酷網(wǎng)上用2380片橙子給蘋果手機充電的視頻后對實驗創(chuàng)新與跨學科產(chǎn)生更深層次的理解，與物理學科老師合作制作“水果時鐘”，以此為基礎開展了一系列的實驗探究，作為校本課程的組成部分，豐富了學生的課外學習生活。以下為水果時鐘的實驗設計方案：

一、實驗裝置設計圖和電路圖

二、實驗操作步驟與測量結果

1.選擇新鮮多汁的水果，以檸檬效果最佳。

2.以銅絲為正極、鎂條為負極，將兩電極插入水果內(nèi)。

3.紅色導線鱷魚夾夾住銅絲，黑色導線鱷魚夾夾住鎂條。

4.觀察石英鐘的走動，打開數(shù)顯電壓表開關，讀取電壓表數(shù)值。

實驗結果：檸檬、番茄、蘋果等都可以作為水果電池使用，其中以檸檬效果最佳。水果個體差異（水果品質(zhì)、新鮮程度等）很大，對實驗結果影響較大。大多數(shù)情況，單個水果就能使石英鐘正常工作；少數(shù)情況，水果不夠新鮮、水分減少，或電極插入位置不夠理想，造成工作電壓過低（小于1V），石英鐘無法正常工作，此時將兩個或多個水果串聯(lián)，即可以達到理想效果。在本次實驗中，以檸檬為水果，銅絲（φ1mm×60mm）為正極、鎂條（4mm×60mm）為負極，電極插入深度35mm、電極間距5mm。石英鐘起始時間8:00、起始電壓1.08V，工作電壓基本穩(wěn)定在1V，并逐漸緩慢衰減，比較石英鐘與計時器的走時，兩小時誤差小于1秒，最終停止于時間11:50、電壓0.87V。水果電池在2小時內(nèi)工作狀態(tài)良好，電壓基本穩(wěn)定，走時誤差小于1S，可以滿足課堂實驗的需求，實驗效果理想。

三、創(chuàng)新之處

1.實驗裝置操作簡便，結果可視化，更有生活的趣味性，結合校本課程動手實踐效果更佳。

2.實驗裝置可以繼續(xù)圍繞不同的電極材料、電極間距、電極深度等因素進行探究，同時也可以對單液電池和雙液電池的實際效果有直觀的體驗。

3.結合物理學科電學的相關儀器，與化學原電池的工作原理相結合，進行跨學科的技術融合，給學生更深刻的印象，化學是真實的、有用的學科。

發(fā)展教師實驗創(chuàng)新與跨學科素養(yǎng)，才能確保教師成為學生發(fā)展核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的有力的引導者、輔導者、咨詢者與合作者，最終實現(xiàn)師生核心素養(yǎng)的共同提升。《基礎教育課程改革綱要（試行）》指出新課程結構重視了學科知識、社會生活和學生經(jīng)驗的整合，加強了學科之間的相互滲透，從而改變了現(xiàn)行課程過分強調(diào)學科本位的現(xiàn)象?；瘜W與物理、生物等學科進行學科間融合，培養(yǎng)學生在復雜環(huán)境中提取有用信息的能力，創(chuàng)設真實的貼近生活的情境，嘗試從多學科的角度來分析和解決問題。同時，實驗創(chuàng)新和跨學科素養(yǎng)對教師專業(yè)發(fā)展提出了新的要求，給學生一杯水，教師自己要有一桶水，學無止境，教學相長。