作者簡(jiǎn)介:田莉(1987一),女,甘肅省酒泉市瓜州縣柳園學(xué)校。
在新時(shí)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(wú)法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。對(duì)此,教師可開展跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生在真實(shí)情境中運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決化學(xué)問題,以此提升學(xué)生的實(shí)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(shí)踐活動(dòng)的實(shí)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(shí)踐活動(dòng)時(shí)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(shí)為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)活動(dòng)。在設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí),教師要以化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ),創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境并融入其他學(xué)科的知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)和技能來(lái)解決化學(xué)綜合問題,凸顯化學(xué)知識(shí)在活動(dòng)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(shí)踐的過程中進(jìn)行團(tuán)隊(duì)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(shí),認(rèn)識(shí)到在攻克難題時(shí)借助團(tuán)隊(duì)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(shí)踐活動(dòng)的綜合性??鐚W(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)通常涵蓋多個(gè)領(lǐng)域,學(xué)生參與活動(dòng)能培育創(chuàng)新與實(shí)踐能力。在設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí),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(huì)服務(wù)、勞動(dòng)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(dòng)體系。這樣的設(shè)計(jì)不僅符合時(shí)代對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐人才的要求,還能為學(xué)生提供融合多元知識(shí)與提升能力的平臺(tái)。
二、核心素養(yǎng)背景下初中化學(xué)跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施流程
(一)確定活動(dòng)主題
1.梳理教材內(nèi)容
梳理教材內(nèi)容。在確定活動(dòng)主題時(shí),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(shí)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)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(shí),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(jì)算和模型構(gòu)建等相關(guān)的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)。
分析跨學(xué)科鏈接點(diǎn)。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(diǎn)。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(diǎn)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(duì)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(jià)值的實(shí)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(duì)食物化學(xué)反應(yīng)的影響”綜合實(shí)踐活動(dòng),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(duì)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(gè)學(xué)科的知識(shí),提高綜合素養(yǎng)和實(shí)踐能力。
(二)明確活動(dòng)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(dòng)目標(biāo),以此確保學(xué)生能夠全程參與活動(dòng)并獲得實(shí)質(zhì)性成果。例如,在開展“自制簡(jiǎn)易凈水器”跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)時(shí),教師可讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(cè)試,以此提升學(xué)生的化學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力和動(dòng)手操作能力。
2.解決真實(shí)社會(huì)問題
教師可讓學(xué)生體驗(yàn)解決如環(huán)境污染治理、資源合理利用等真實(shí)社會(huì)問題的過程。例如,在開展“社區(qū)水資源保護(hù)與凈化”活動(dòng)時(shí),教師可讓學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)檢測(cè)水質(zhì)和選擇凈化方法,并讓其根據(jù)地理知識(shí)分析水資源的分布情況及污染來(lái)源,通過實(shí)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(huì)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(yùn)用技術(shù)與工程思維解決與化學(xué)相關(guān)的實(shí)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(dòng)時(shí),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(shí),運(yùn)用工程設(shè)計(jì)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(shí)安排、實(shí)驗(yàn)構(gòu)思、學(xué)生實(shí)際情況與活動(dòng)主旨來(lái)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(dòng)時(shí),教師可根據(jù)課時(shí)安排,讓學(xué)生先進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí),然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),最后進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與分析。各項(xiàng)任務(wù)應(yīng)緊密圍繞活動(dòng)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(jì)一種環(huán)保建筑材料”的任務(wù),讓學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)的材料合成知識(shí)、物理的材料性能測(cè)試知識(shí)、生物的材料可降解性知識(shí)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(shí)與問題解決能力。
(四)制訂基于5E教學(xué)模式的活動(dòng)實(shí)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(shí)社會(huì)問題等,激發(fā)學(xué)生對(duì)跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)的興趣,引發(fā)他們的探究欲望,以此為后續(xù)實(shí)踐活動(dòng)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(shí)踐探索。例如,在“探究化學(xué)肥料對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響及環(huán)境效應(yīng)”這一活動(dòng)中,教師可讓學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)分析肥料成分,利用生物知識(shí)研究農(nóng)作物生長(zhǎng)指標(biāo),并運(yùn)用物理知識(shí)測(cè)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(shí)經(jīng)驗(yàn)。例如,在“探究空氣污染物的化學(xué)組成與來(lái)源及污染治理方法”這一活動(dòng)中,教師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)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(jì)具有挑戰(zhàn)性與實(shí)際意義的任務(wù),讓學(xué)生遷移運(yùn)用所學(xué)知識(shí),以此幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維與解決問題的能力。
5.評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)
教師應(yīng)全面客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的表現(xiàn),包括跨學(xué)科知識(shí)掌握情況、實(shí)踐活動(dòng)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(shí)踐活動(dòng)實(shí)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(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施過程。
(一)確定活動(dòng)主題
食物與人類日常生活關(guān)系密切。在深入研究九年級(jí)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(shí)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(shí)踐活動(dòng)主題。
(二)明確活動(dòng)目標(biāo)
第一,提升學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣與實(shí)踐能力。通過“饅頭制作”綜合實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生在真實(shí)情境中將化學(xué)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)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(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,提升其實(shí)踐操作能力。
第二,促進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)的融合與創(chuàng)新。通過創(chuàng)新的跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)及其他學(xué)科知識(shí),對(duì)具有現(xiàn)實(shí)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(shí)的作用,促進(jìn)化學(xué)知識(shí)、生物學(xué)知識(shí)、物理知識(shí)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(duì)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(xiàng)目,并進(jìn)行深入交流與評(píng)價(jià),以此培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)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(lái)的學(xué)術(shù)研究與職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)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(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn),并設(shè)置無(wú)發(fā)酵粉的空白對(duì)照實(shí)驗(yàn),以探究不同發(fā)酵粉對(duì)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(duì)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(jì)實(shí)驗(yàn)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(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)品鑒饅頭并分享心得體會(huì)。學(xué)生要以小組為單位對(duì)饅頭的外觀、松軟程度、味道和口感等進(jìn)行評(píng)估,并填寫學(xué)習(xí)單,提出建議。之后,學(xué)生要回顧活動(dòng)中運(yùn)用的知識(shí)和思維方法,整理收獲與體會(huì),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(dòng)實(shí)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(duì)飲食文化的影響”等資料,以此激發(fā)學(xué)生對(duì)饅頭制作的探究興趣。同時(shí),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(dòng)的開展奠定基礎(chǔ)[4]。
2.探究環(huán)節(jié):“廚”步體驗(yàn) -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(shí)驗(yàn)。在課前,學(xué)生自主搜集資料,了解饅頭制作的相關(guān)知識(shí)。在課堂上,學(xué)生以小組為單位開展相關(guān)實(shí)驗(yàn),對(duì)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(shí),運(yùn)用多種方法判斷面團(tuán)發(fā)酵是否充分,從而加深對(duì)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(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果,以此獲得良好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。
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(dòng)中,學(xué)生依據(jù)課前收集的資料,對(duì)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(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。同時(shí),學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
4.遷移環(huán)節(jié):多維思考——?jiǎng)?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(gè)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(píng)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(shí)與跨學(xué)科思維能力。
第二,評(píng)價(jià)發(fā)酵方案。學(xué)生對(duì)不同的發(fā)酵方案進(jìn)行評(píng)估,從不同角度分析其優(yōu)缺點(diǎn),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(yùn)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(shí)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(píng)價(jià)能力與安全意識(shí)。
5.反饋環(huán)節(jié):“品”學(xué)“鑒”優(yōu)——品鑒饅頭
第一,學(xué)生匯報(bào)、互評(píng)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(píng)與交流探討。這一過程能培養(yǎng)學(xué)生的自評(píng)與互評(píng)能力,使其學(xué)會(huì)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(duì)活動(dòng)進(jìn)行總結(jié),引導(dǎo)學(xué)生回顧關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)與思想方法,梳理收獲與體會(huì)。同時(shí),教師提出思考問題,如化學(xué)發(fā)酵與生物發(fā)酵哪個(gè)更好、能否運(yùn)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(shí)踐提供方向,鼓勵(lì)他們將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移運(yùn)用[5]
結(jié)語(yǔ)
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(shí)踐活動(dòng),按一定的流程有序推進(jìn)活動(dòng),能有效整合多學(xué)科知識(shí),激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,培養(yǎng)其跨學(xué)科思維與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,為初中化學(xué)教學(xué)改革提供參考。
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