丁 健

“自主學(xué)習(xí)”是學(xué)習(xí)者旨在達(dá)成自己的目標(biāo)，由自身發(fā)動(dòng)的持續(xù)的有一定導(dǎo)向性的認(rèn)知、情感、行動(dòng)的過程。將學(xué)生培育成為“自主學(xué)習(xí)者”是一個(gè)復(fù)雜的、長(zhǎng)期的發(fā)展過程。從課堂實(shí)踐來看，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中會(huì)不斷地產(chǎn)生疑問，不斷地去解決問題，在這個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)能力的發(fā)展和素養(yǎng)的提升。下面筆者結(jié)合“魚缸水處理”教學(xué)案例淺談一下自主學(xué)習(xí)視域下的初中跨學(xué)科教學(xué)。

一、突出問題導(dǎo)向，重視學(xué)生遷移能力的培養(yǎng)

在“跨學(xué)科實(shí)踐”主題教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)具有綜合性、實(shí)踐性和開放性的真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和方法解決問題，不斷提升學(xué)生的問題解決能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

案例1：引入新課“瓶吞雞蛋”實(shí)驗(yàn)。

師：雞蛋被“吞入”瓶中？同學(xué)們能否用物理或化學(xué)知識(shí)來解釋這個(gè)現(xiàn)象？

生：燃燒消耗了瓶?jī)?nèi)氧氣；燃燒使瓶?jī)?nèi)的氣體受熱膨脹，一部分空氣跑到瓶外，用雞蛋封住瓶口，當(dāng)燃燒后，瓶?jī)?nèi)氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣壓小于瓶外氣壓，在大氣壓的作用下雞蛋被壓入瓶?jī)?nèi)。

師：消耗1 個(gè)氧氣分子，產(chǎn)生1 個(gè)二氧化碳分子，氣體體積幾乎不變。結(jié)合化學(xué)學(xué)科，請(qǐng)同學(xué)們探討空氣中氧氣體積的測(cè)量。

教師隨后展示魚缸系統(tǒng)并提出需要解決的問題：怎樣增加水中含氧量以提高魚的存活率？教師引導(dǎo)學(xué)生分組討論，用所學(xué)的化學(xué)、物理與生物知識(shí)，解決以上問題。

設(shè)計(jì)意圖：在物理課堂上出現(xiàn)化學(xué)知識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，魚缸增氧系統(tǒng)的創(chuàng)設(shè)，聯(lián)系了真實(shí)問題情境，從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。

二、貼近學(xué)生生活，關(guān)注學(xué)生的自主學(xué)習(xí)過程

案例2：增加水中含氧量的化學(xué)方案。

教師展示魚缸系統(tǒng)。提出問題：如何增加水中含氧量？

學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程如下：

學(xué)生首先想到用電解水實(shí)驗(yàn)來制造氧氣。學(xué)生先用大頭針作為電極做電解純水實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)純水的反應(yīng)速率太慢。然后學(xué)生從化學(xué)實(shí)驗(yàn)中想到可以用酸堿鹽溶液來加快電解水的速度。通過與老師的交流，學(xué)生明白不能用食用鹽，因?yàn)闀?huì)反應(yīng)生成有毒的氯氣（Cl2），而氫氧化鈉（NaOH）有一定的腐蝕性，最后采用小蘇打（NaHCO3）溶液實(shí)驗(yàn)。于是，學(xué)生配置了濃度為1%的NaHCO3溶液。

在這個(gè)過程中，有學(xué)生提出問題：電解水的氣體產(chǎn)生速率是否與NaHCO3濃度有關(guān)？隨后，學(xué)生分組配置了濃度分別為1%、2%、3%、4%、5%的五杯溶液。他們給五杯溶液分別連入相同電壓的電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過一段時(shí)間的反應(yīng)出現(xiàn)了這樣的問題：作為正極的大頭針會(huì)與溶液反應(yīng)，被腐蝕后阻止氧氣的產(chǎn)生。學(xué)生查閱資料后得知，大頭針的材質(zhì)是鐵，其作為正極會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Fe（OH）2。因而他們考慮使用較穩(wěn)定的導(dǎo)體替代，最終選用鉛筆芯作為正極，負(fù)極還是用大頭針，便于收集氣體來完成驗(yàn)證電解水氣體產(chǎn)生速率是否與NaHCO3濃度有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

接著，學(xué)生使用電壓為3V 的電池組電解水，反應(yīng)速率較慢。此時(shí)，學(xué)生提出可以用控制變量的物理方法來完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生猜想的變量有電源的電壓、電極間的距離、電解質(zhì)的濃度和電解質(zhì)的種類等。

于是，筆者找來了電壓為9V的學(xué)生用電源替代，速率明顯增快。學(xué)生在控制了電源的電壓、電極間的距離和電解質(zhì)的種類后發(fā)現(xiàn)，使用較小較細(xì)試管可以看到氣體的量增加明顯。從實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)NaHCO3溶液的濃度越高，反應(yīng)速率越快。

在實(shí)驗(yàn)中，由于氣體產(chǎn)生量少，學(xué)生因此想到了增加溶液的濃度，減少電極間的距離，增加電源電壓，尋找小試管來收集氣體等。大頭針的設(shè)計(jì)方案方便氣體的收集，但實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)正極會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀物（氫氧化鐵），因此改為負(fù)極收集氫氣。在此過程中，學(xué)生深刻體會(huì)到理論與實(shí)際的差別，感悟到動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的重要性。在整個(gè)過程中，教師要密切關(guān)注學(xué)生的進(jìn)展，及時(shí)提供幫助。

在跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)中，教師還應(yīng)注意引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生在跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)到知識(shí)、學(xué)會(huì)方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)樂學(xué)善學(xué)。同時(shí)，教師還要引導(dǎo)學(xué)生積極參與團(tuán)隊(duì)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)有效配合，提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作能力。

三、拓展教學(xué)資源，提升學(xué)生的社會(huì)參與能力

案例3：設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)的增氧循環(huán)系統(tǒng)。

器材：12V 直流水泵、2m 水管等，魚缸容器自行選擇設(shè)計(jì)。

1.小組進(jìn)行展示，通過流動(dòng)的水增加水中的含氧量。引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)知識(shí)（重力、液體壓強(qiáng)、能量守恒定律等）來解釋裝置原理。

2.教師展示增氧泵原理，從美學(xué)的角度評(píng)價(jià)小組的設(shè)計(jì)。

3.教師展示循環(huán)流水魚缸，其既能增加水的含氧量，又能體現(xiàn)美學(xué)。

學(xué)生組裝并解密，展現(xiàn)物理美學(xué)以及物理原理：二力平衡。

學(xué)生課前通過自主搜集，獲取了大量有用信息，從而增加了課堂內(nèi)容的綜合性、實(shí)踐性和拓展性，也讓學(xué)生真正體會(huì)到了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”。

在自主學(xué)習(xí)視域下，跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，活動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造體驗(yàn)機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生自我反思。