摘 要：學科融合教學并非打破單一學科課堂教學形式的完整，而是從多角度、更深層次完善學生對知識體系的認知，提升分析問題、解決問題的綜合能力，在交錯的融合空間里落實學科協(xié)同育人。以化學與物理學科為例，闡述學科融合教學如何在核心素養(yǎng)、知識結構、教學形式、育人目標上互相滲透、補充、契合、交融。

關鍵詞：學科融合教學；核心素養(yǎng)；知識結構；教學形式；育人目標

隨著科技的發(fā)展，人類社會所面臨和需要解決的問題將越來越復雜，這對人才素質提出了新的要求——需要有跨學科的知識廣度和創(chuàng)新能力。在此背景下，教育也應順勢而變，以跨學科或學科融合教學，促進學生拓寬知識視野，實現(xiàn)知識、方法的融會貫通，訓練思維的靈活性，提高解決復雜問題的能力。

學科融合教學并非打破單一學科課堂教學形式的完整，而是從多角度、更深層次完善學生對知識體系的認知，提升分析問題、解決問題的綜合能力，在交錯的融合空間里落實學科協(xié)同育人。在教學實踐中筆者發(fā)現(xiàn)，學科融合教學有核心素養(yǎng)、知識結構、教學形式、育人目標這樣四個“交互點”。下面，以化學與物理學科為例，闡述學科融合教學如何在這四點上互相滲透、補充、契合、交融。

一、 核心素養(yǎng)的互相滲透

不同學科都有其對應的核心素養(yǎng)，但最終都指向學生應具備的、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。通過核心素養(yǎng)的互相滲透，學生能夠學會從多個角度思考問題，綜合運用不同學科的知識和方法解決復雜問題，提升綜合素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

具體到化學與物理學科，二者的學科核心素養(yǎng)在表述上略有差異：化學學科核心素養(yǎng)包括化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態(tài)度與責任，物理學科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任?？梢钥吹?，除了學科觀念外，這兩門學科核心素養(yǎng)互相滲透，聯(lián)系緊密，充分展現(xiàn)了化學與物理都屬于自然科學領域——領域的一致性是學科融合教學重要的基點。

化學與物理的學科觀念不同，是二者對自然科學觀察的視角不同而形成的?；瘜W視角探索物質微觀層面上的組成與結構、性質與應用，從中提煉并升華出物質轉化的規(guī)律，以此認識物質的變化，為解決實際問題奠定基礎。物理視角探索物質宏觀層面上的運動和相互作用，以及能量的轉換觀念，從中提煉并升華出物理概念和規(guī)律，為解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題奠定基礎。

化學與物理兩個學科的科學思維、科學探究以及科學態(tài)度與責任滲透為一體。作為都是以實驗為基礎的學科，這兩門學科的學習方式都是基于對實驗的入微觀察、對現(xiàn)象的精準描述、對證據(jù)的細致收集；繼而，提出學科觀點，形成猜想，運用比較、分析、論證等方法建構知識模型，培養(yǎng)思維能力、探究能力和創(chuàng)新能力。最終，實現(xiàn)“架構知識理解學科本質關聯(lián)科學技術與社會、環(huán)境之間的關系樹立民族偉大復興的使命擔當”的習得與內(nèi)化過程。

例如，“瓶吞蛋”實驗，化學學科的實驗步驟如下：（1） 在抽濾瓶的具支管處套一個裝有20mL、15%的氫氧化鈉溶液的氣球，用止水夾夾緊，備用；（2） 在抽濾瓶中集滿一瓶CO2氣體（約250mL）；（3） 將煮熟的雞蛋剝殼，放置于抽濾瓶瓶口；（4） 打開止水夾，將氫氧化鈉溶液全部擠壓進入抽濾瓶中。實驗現(xiàn)象為：雞蛋被拉長，并緩緩擠過瓶口，最后滑落瓶底。物理學科的實驗步驟如下：（1） 將空錐形瓶放置在90℃熱水中浸泡1分鐘左右；（2） 將煮熟的雞蛋剝殼，放在錐形瓶瓶口；（3） 將放有雞蛋的錐形瓶，趁熱放在冰水中浸泡。實驗現(xiàn)象為：雞蛋被拉長，并緩緩擠過瓶口，最后滑落瓶底。

又如，“沸騰”實驗，化學學科的實驗步驟和現(xiàn)象如下：（1）取用25mm×200mm規(guī)格平口試管，加入0.2g二氧化錳黑色粉末，向試管中倒入20mL質量分數(shù)為30%的雙氧水；有氣泡從液體內(nèi)部涌動而出，液體呈翻涌狀態(tài)。（2） 用溫度計監(jiān)測反應容器內(nèi)液體的溫度；溫度上升最高為102℃，并持續(xù)一段時間。（3） 將帶火星的木條置于管口；反應前期，帶火星的木條能復燃，反應后期，能使燃燒的木條熄滅。（4） 用鑷子沾上無水硫酸銅白色粉末，置于管口；硫酸銅白色粉末變藍。物理學科的實驗步驟和現(xiàn)象如下：（1） 取用25mm×200mm規(guī)格平口試管，加入20mL水（試管容積約為80mL）。（2） 用酒精燈持續(xù)加熱，用溫度計監(jiān)測反應容器內(nèi)液體的溫度；有氣泡從液體內(nèi)部涌動而出，液體呈翻涌狀態(tài)，溫度上升最高為102℃，并持續(xù)一段時間。（3） 用帶火星的木條置于管口，其始終不能復燃。（4） 用鑷子沾上無水硫酸銅白色粉末，置于管口，硫酸銅白色粉末變藍。

不難看出，不管是化學實驗，還是物理實驗，其科學探究過程是一致的：設計實驗步驟進行實驗探究用準確的語句描述實驗現(xiàn)象從學科視角提出問題進行證據(jù)推演得出規(guī)律性結論。

二、 知識結構的互相補充

學科融合教學，“融合”的核心在于立足學科共生的知識點。由此，從不同的學科視角，獲取知識能力，通過知識的互補促生融合，構建起立體的知識脈絡。

例如，對于“瓶吞蛋”實驗，化學與物理學科共生知識點為“瓶內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓，雞蛋被壓入瓶內(nèi)”?；瘜W與物理各自的學科視角詳見表1。瓶內(nèi)氣體壓強變小的原因可以是發(fā)生化學變化使得氣體分子數(shù)目減少，也可以是在氣體分子數(shù)目不變的前提下，微粒熱運動造成分子間間隔變小。同理，推演出瓶內(nèi)壓強變大的原因。

又如，對于“沸騰”實驗，化學與物理學科共生知識點為對實驗現(xiàn)象的精準描述，即氣泡從液體內(nèi)部涌動而出，液體呈現(xiàn)翻涌的狀態(tài)?；瘜W與物理各自的學科視角詳見表2。氣體從液體內(nèi)部涌動而出，為“沸”。這是物質變化的表征。這種表征到底是由化學變化還是物理變化引發(fā)的呢？追本溯源，要看涌動而出的氣體是原子重新排列得到的新物質，還是微粒之間間隔的變化。前者屬于化學變化，后者屬于物理變化。

三、 教學形式的互相契合

學科知識的呈現(xiàn)，依托于教學的形式。知識的探尋過程即教學形式在思維層面上的展示。學科融合教學的實施，立足科學思維的高度匹配，運用教學形式的多邊作戰(zhàn)，進行設計、組織和引導。教師應最大限度地發(fā)揮各種教學形式在知識呈現(xiàn)上的潛力，促使學生的學習在觀摩、交流、踐行和討論中真正發(fā)生，以此構建出更加豐腴的知識體系。

化學和物理學科天然的契合點，就是以真實實驗情境為媒介，以觀察實驗、描述現(xiàn)象、積累證據(jù)、推演規(guī)律等實際任務環(huán)環(huán)相扣，驅動課堂教學。這也使得學科融合教學過程呈現(xiàn)出連貫性、統(tǒng)一性和完整性。

例如，教學《常見的堿》一課時，筆者就以“瓶吞蛋”作為串聯(lián)整堂課的主線情境：

首先，以物理“瓶吞蛋”實驗作為課堂教學的第一板塊，引導學生回憶物理學科中關于微粒熱運動的規(guī)律，得出：溫度降低，瓶內(nèi)氣體分子間間隔變小，體積收縮，氣體壓強減小。以物理規(guī)律為起點，教師接著拋出一個思維擴展問題：“減小瓶內(nèi)氣體壓強，除了縮小氣體分子間間隔，還可以用什么方法？”由此，引發(fā)學生對化學學科知識的思考。

接著，課堂教學進入第二板塊。用化學“瓶吞蛋”實驗詮釋“減少瓶內(nèi)氣體分子的數(shù)量，也可以減小瓶內(nèi)氣體壓強”。這一實驗的實質就是《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“化學課標”）課程內(nèi)容中的二級主題“常見的堿”的核心內(nèi)容。化學課標對“常見的堿”的內(nèi)容要求是：以氫氧化鈉和氫氧化鈣為例，通過實驗探究認識堿的主要性質和用途［1］。

在課堂教學的第三板塊，沿用化學“瓶吞蛋”實驗裝置，開展質量分數(shù)20%的氫氧化鈉溶液與飽和澄清石灰水的對比探究實驗。通過對比探究實驗得到現(xiàn)象上的差異，一方面，和學生一起研學習得常見堿的共性和差異性；另一方面，將定性實驗轉入半定量實驗，闡明瓶內(nèi)氣體分子數(shù)量減少得越多，氣體壓強下降得越明顯。

最后，回觀課堂之初的物理“瓶吞蛋”實驗，給學生搭建一個獨立創(chuàng)新實驗的平臺，請學生課后自主設計實驗，證明微粒熱運動規(guī)律中溫度高低與壓強大小之間的關系。

四、 育人目標的互相交融

育人始終是教育的終極目標，而目標又直指學科課程的現(xiàn)實價值。學科融合教學，構建更立體的知識脈絡，最終是為了達成構筑科技興國的遠大理想。

《變化中看物質》專題復習課就以“沸騰”實驗作為化學與物理學科融合教學的媒介，達成雙學科協(xié)同育人的目標。

《說文解字》中對“沸”的解釋是液體翻騰的一種狀態(tài)。而促發(fā)液體翻騰的原因是氣態(tài)物質在液體內(nèi)部及表面同時劇烈地涌動而出。物理“沸騰”實驗，從實驗現(xiàn)象中可以歸納并推演出沸騰的定義，即：物質達到沸點且物質在液體表面及內(nèi)部同時發(fā)生劇烈的汽化現(xiàn)象，且溫度恒定在沸點?；瘜W“沸騰”實驗，從實驗現(xiàn)象中收集證據(jù)，通過論證獲悉溢出液體的氣體是液體內(nèi)部和表面同時發(fā)生劇烈的化學反應得到的新物質，而該物質的狀態(tài)在常溫常壓下是氣態(tài)。兩版“沸騰”實驗，實驗現(xiàn)象相似，但發(fā)生的機理卻截然不同。

本課中，化學“沸騰”實驗選用了質量分數(shù)30%的雙氧水。通過仔細觀察、詳細記錄實驗現(xiàn)象，不難發(fā)現(xiàn)在反應程度達到峰值的時刻，化學“沸騰”實驗其實兼容了物理“沸騰”實驗。在現(xiàn)實生活里，化學變化和物理變化何嘗不是伴生相隨呢！引導學生建立學科觀念的“上帝”視角，對培養(yǎng)學生理解自然現(xiàn)象、提升解決實際問題的能力有重要的現(xiàn)實意義。真實的自然現(xiàn)象從不割裂學科知識。打通學科之間的壁壘，對學生形成科學本質觀、科學態(tài)度以及社會責任感有極強的推進作用。

在整合核心素養(yǎng)的基礎上，立足多學科共生知識，運用契合的教學形式，更好地達成多學科協(xié)同育人的目標。教師要讓教育真正發(fā)生在學生的需求中，指導學生構建立體的知識脈絡，激發(fā)創(chuàng)新思維，觀照遠大理想，根植責任擔當。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022：19.

（張皙鈺，江蘇省蘇州市第三十中學校。）