摘" 要:本文基于跨學(xué)科整合的視角,探討初中化學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新路徑,通過(guò)深入分析化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系,提出了境脈化學(xué)教學(xué)模式,旨在為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)豐富、多維的學(xué)習(xí)環(huán)境.境脈化學(xué)教學(xué)模式不僅強(qiáng)調(diào)化學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)傳授,更注重通過(guò)跨學(xué)科整合,培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和解決問(wèn)題的能力.文章旨在通過(guò)具體的教學(xué)案例和策略分析,為初中化學(xué)教學(xué)的改革提供新的思路和方法.
關(guān)鍵詞:跨學(xué)科;境脈化學(xué);教學(xué)模式創(chuàng)新;初中化學(xué)
中圖分類號(hào):G632""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A""" 文章編號(hào):1008-0333(2025)05-0134-03
收稿日期:2024-11-15
作者簡(jiǎn)介:
王艷,本科,中學(xué)一級(jí)教師 ,從事化學(xué)教學(xué)研究;
吳華君,本科,中學(xué)高級(jí)教師,從事初中化學(xué)教學(xué)研究.
基金項(xiàng)目:江蘇省中小學(xué)第十四期教學(xué)研究立項(xiàng)課題“初中化學(xué)境脈浸潤(rùn)的課堂教學(xué)實(shí)踐研究”(課題編號(hào):2021JY14-L212);江蘇省2023年度“十四五”教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“境脈理念觀照下初中化學(xué)主線式教學(xué)行動(dòng)研究”(課題批準(zhǔn)號(hào):B/2023/03/256).
化學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)自然科學(xué),其知識(shí)體系與生物、物理、地理等學(xué)科緊密相連.因此,教師從跨學(xué)科整合的視角出發(fā),對(duì)初中化學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新,這具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值.境脈化學(xué)教學(xué)模式正是在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生,強(qiáng)調(diào)化學(xué)知識(shí)與實(shí)際情境、其他學(xué)科知識(shí)的融合,旨在通過(guò)跨學(xué)科整合,為學(xué)生的全面發(fā)展提供有力支持.
1" 境脈化學(xué)的內(nèi)涵與特征
“境脈”在不同領(lǐng)域有不同解讀,在初中化學(xué)課堂教學(xué)中,“境脈”是指“課堂教學(xué)情境脈絡(luò)化”.“教學(xué)情境”就是指種種蘊(yùn)含著知識(shí)的生活場(chǎng)景、活動(dòng)情景以及師生在教學(xué)過(guò)程中所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)背景等[1].“教學(xué)脈絡(luò)”即教學(xué)主線,能夠?yàn)榻處煹慕虒W(xué)進(jìn)程鋪設(shè)軌跡,為學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程指引方向,為學(xué)生的探究指示走向的脈動(dòng).境脈化學(xué)的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在將“境脈”概念引入化學(xué)教學(xué)中,從而構(gòu)建一種特殊的教學(xué)模式.因此,境脈化學(xué)可以理解為通過(guò)創(chuàng)設(shè)一個(gè)與化學(xué)知識(shí)緊密相關(guān)的主題情境,并將其作為教學(xué)的主線,貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程,學(xué)生能夠在真實(shí)的情境中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí),提高學(xué)習(xí)效果.同時(shí),境脈化學(xué)的內(nèi)涵還包括情境性、系統(tǒng)性、主體性.可見(jiàn),境脈化學(xué)的內(nèi)涵和特征體現(xiàn)了其獨(dú)特的教學(xué)理念和教學(xué)模式,有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和綜合素質(zhì).
2" 基于跨學(xué)科整合視角下初中境脈化學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新策略
2.1" 境脈化學(xué)與地理學(xué)科的結(jié)合
境脈化學(xué)與地理學(xué)科的結(jié)合,主要體現(xiàn)在兩個(gè)學(xué)科之間的交叉與融合,共同促進(jìn)學(xué)生對(duì)自然環(huán)境和人類活動(dòng)關(guān)系的深入理解[2].地理學(xué)研究地球表層的空間結(jié)構(gòu)、時(shí)間演變和相互作用機(jī)制,而化學(xué)關(guān)注物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律,兩者在多個(gè)領(lǐng)域存在交叉,如環(huán)境科學(xué)、地球化學(xué)等.地理學(xué)科中的自然地理涉及大量的化學(xué)變化,如巖石風(fēng)化、土壤形成等,這些化學(xué)過(guò)程對(duì)于理解地理現(xiàn)象,如地貌形成、生態(tài)變遷等,具有重要意義.
例1" 某科學(xué)探險(xiǎn)隊(duì)在地球某處發(fā)現(xiàn)了一些巖層,隨后
收集這些巖層的粉末,將其帶回進(jìn)行化學(xué)分析.該巖層為固體粉末狀態(tài),初步判斷可能由CaCO3、CaO、Na2CO3等一種或者多種物質(zhì)組成,為了確定該巖層粉末的組成,對(duì)其進(jìn)行如圖1所示的實(shí)驗(yàn).
求解:當(dāng)X化學(xué)溶解液只有一種溶質(zhì)時(shí),那么該溶質(zhì)的化學(xué)式是什么?對(duì)應(yīng)的巖層固體粉末組成是哪種?
解析" 從實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖中可以提煉出2個(gè)關(guān)鍵詞,白色沉淀和無(wú)色氣體,因此,結(jié)合題目已知的信息可知,白色沉淀必然是碳酸鈣,結(jié)合探險(xiǎn)隊(duì)所處的探險(xiǎn)位置,從而分析出碳酸鈣的存在有以下兩種情況[3].第一,巖層固體中含有碳酸鈣;第二,碳酸鈣是由氧化鈣溶于水形成氫氧化鈣,氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)后,可得到如下化學(xué)方程式
CaO+H2OCa(OH)2
Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH
在已知X溶液中只含有一種溶質(zhì)的情況下,同時(shí)又能和稀鹽酸反應(yīng)生成無(wú)色氣體,可得知X溶液中的溶質(zhì)為碳酸鈉,對(duì)應(yīng)的碳酸鈣只能是第一種存在情況,以此得出最終的結(jié)論為該巖層固體粉末中含有CaCO3、Na2CO3.結(jié)合探險(xiǎn)隊(duì)所處的位置為非洲某地,而對(duì)應(yīng)巖層以碳酸鈣居多,那么探險(xiǎn)隊(duì)所處的位置必然是遠(yuǎn)古非洲馬加迪湖的某處遺跡.在這種化學(xué)習(xí)題分析時(shí),結(jié)合地理相關(guān)知識(shí)點(diǎn),將其聯(lián)系在一起,能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的同時(shí)復(fù)習(xí)地理相關(guān)知識(shí)點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種學(xué)科知識(shí)的融合與鞏固目的.
2.2" 境脈化學(xué)與物理學(xué)科的結(jié)合
物理學(xué)科提出了“三大守恒”定律,分別為質(zhì)量守恒、電荷守恒、能量守恒,物理以探究宏觀宇宙為主,同時(shí)也包括微觀宇宙,而化學(xué)則主要是以微觀物質(zhì)和現(xiàn)象作為研究對(duì)象[4].那么物理中的“三大守恒”定律是否能夠在化學(xué)學(xué)科中依舊適用,則需要教師在教學(xué)中將這兩門(mén)學(xué)科進(jìn)行教學(xué)融合,并基于跨學(xué)科整合視角的方式,對(duì)化學(xué)“守恒”展開(kāi)教學(xué)探究.
例2" 在一定條件下,磷能夠和干燥的氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),通常情況下,0.25 g的磷能夠消耗掉314 mL的氯氣.當(dāng)磷和氯氣充分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后,會(huì)生成PCl3、PCl5這2種物質(zhì),如果按照“守恒”定律進(jìn)行計(jì)算,那么PCl3、PCl5物質(zhì)的量比約等于多少?
A.1∶2" B.2∶3" C.3∶1" D.5∶3
解析" 通常情況下,大部分學(xué)生面對(duì)這種類型的習(xí)題時(shí),會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算,不過(guò)這種方式比較繁瑣,且計(jì)算量較大.因此,根據(jù)“守恒”定律可知,物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)前后的“質(zhì)量”“能量”不變,變化的是物質(zhì)的“形態(tài)”“方式”等.
假設(shè):n(PCl3)=x mol
n(PCl5)=y mol
由于磷元素守恒,可知
x+y=0.2531.
同時(shí)氯元素守恒,則有
3x+5y=(0.314×2)22.4.
通過(guò)求解,可得出x=0.006,y=0.002
故最終正確的答案為C選項(xiàng).
2.3" 境脈化學(xué)與生物學(xué)科的結(jié)合
以“分子到細(xì)胞”為例,對(duì)于初中學(xué)生來(lái)說(shuō),理解生物體如何執(zhí)行各種生命活動(dòng)的基礎(chǔ)在于深入探討細(xì)胞——這一生命體系的基本單元,特別是構(gòu)成細(xì)胞的分子層面.教學(xué)中,如果僅僅強(qiáng)調(diào)“細(xì)胞是生命的基本單位”這一核心概念,而忽略了跨學(xué)科知識(shí)的融合,學(xué)生對(duì)該概念的理解很可能僅停留在抽象詞匯的認(rèn)知上.因此,通過(guò)將化學(xué)原理與分子層面的知識(shí)融入生物學(xué)教學(xué),可以促使學(xué)生思維向更深層次發(fā)展,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)作為工具,去探索和解決生物學(xué)領(lǐng)域的問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融會(huì)貫通和實(shí)際應(yīng)用能力的提升.
基于跨學(xué)科整合視角下概念模型分析“分子到細(xì)胞”這一主題時(shí),應(yīng)基于生物和化學(xué)兩學(xué)科的具體概念[5].
(1)生物學(xué)科:生物大分子以碳鏈作為骨架,能夠使其具有穩(wěn)定性和多樣性,也可以從不同位置發(fā)生斷裂,將參加生物體化學(xué)反應(yīng)中釋放出的能量作為生活活動(dòng)所需;
所有生物都由單細(xì)胞組成;
動(dòng)物需能量、空氣以及水外,還需要適應(yīng)的生存環(huán)境;
植物需二氧化碳、水以及光合作用.
(2)化學(xué)學(xué)科:
所有物質(zhì)都是由分子、原子等粒子構(gòu)成;
分子則是由原子以不同序列組成;
由100種當(dāng)前已知元素組成地球上的一切物體;
化學(xué)反應(yīng)屬于分子中原子的重新組合.
(3)生物與化學(xué)學(xué)科交叉后的概念:細(xì)胞由分子組成;
所有生物依賴于食物鏈獲取能量.
(4)跨學(xué)科核心概念:細(xì)胞構(gòu)成了生命的基本單位,承載著所有生命活動(dòng),細(xì)胞內(nèi)的各個(gè)組成部分協(xié)同工作,執(zhí)行特定任務(wù),而蛋白質(zhì)作為核心生物大分子,通過(guò)不斷的代謝活動(dòng)支撐起細(xì)胞的多樣化功能.教育過(guò)程中,通過(guò)從分子(化學(xué)層面)上升到細(xì)胞乃至動(dòng)植物組織與器官(生物學(xué)層面)的系統(tǒng)性比較分析,如圖2所示,學(xué)生能夠逐步建立起對(duì)“細(xì)胞為基本生命系統(tǒng)”這一概念的深刻理解和認(rèn)同.這一過(guò)程不僅讓復(fù)雜的化學(xué)分子變得生動(dòng)有趣,而且通過(guò)聯(lián)系日常生活中的生物實(shí)例,抽象概念得以具體化,促進(jìn)了知識(shí)的內(nèi)化吸收與綜合應(yīng)用,深化了學(xué)生對(duì)生命本質(zhì)的理解.在生物與化學(xué)學(xué)科相結(jié)合的教學(xué)基礎(chǔ)上,學(xué)生往往更容易接受細(xì)胞作為生物體結(jié)構(gòu)基本單位的概念,而非完全理解其作為功能執(zhí)行者的作用.因此,在初中化學(xué)學(xué)科的課程設(shè)計(jì)時(shí),教師逐步揭示實(shí)現(xiàn)細(xì)胞功能背后的化學(xué)基礎(chǔ)顯得尤為重要.此外,鑒于初中課程設(shè)有“分子與細(xì)胞”模塊,初中階段的跨學(xué)科整合學(xué)習(xí)有助于學(xué)生提前熟悉細(xì)胞功能的分子機(jī)制,減輕后續(xù)學(xué)習(xí)的難度,縮小知識(shí)斷層,為深入探索生命科學(xué)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).
3" 結(jié)束語(yǔ)
跨學(xué)科整合視角下的初中境脈化學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新,是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)模式的革新和挑戰(zhàn).不僅要求教師在教學(xué)過(guò)程中要關(guān)注化學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)傳授,更要注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和解決問(wèn)題的能力.通過(guò)跨學(xué)科整合,教師能夠?yàn)閷W(xué)生構(gòu)建一個(gè)豐富、多維的學(xué)習(xí)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望.相信在未來(lái)的教學(xué)實(shí)踐中,境脈化學(xué)教學(xué)模式將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用和推廣,為培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的復(fù)合型人才做出更大貢獻(xiàn).
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[責(zé)任編輯:季春陽(yáng)]