陳佳陽

摘要：化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)是以化學(xué)為中心學(xué)科，其他學(xué)科共同參與的教學(xué)活動。從化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的概念、意義與實施三方面對現(xiàn)階段的中外化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的研究進行總結(jié)。認為中學(xué)化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)應(yīng)兼具育人價值與教學(xué)價值，同時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段教學(xué)實施還存在較多問題，如教學(xué)內(nèi)容選擇狹隘、教學(xué)活動手段單一等。通過存在問題的分析，對我國教學(xué)實踐提出幾點建議。

關(guān)鍵詞：化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)；研究評述；教學(xué)研究

文章編號：1005–6629（2016）3–0009–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1926年，Woodorth于當(dāng)時新成立的美國社會科學(xué)研究理事會（SSRC）首次提出跨學(xué)科（Interdisciplinarity）的概念[1，2]。在不到100年的時間內(nèi)，跨學(xué)科理論飛速發(fā)展，并提出了許多與跨學(xué)科相類似的概念，如交叉學(xué)科（Crossdisciplity）、多學(xué)科（Multidisciplity）、超學(xué)科（Transdisciplity）、元學(xué)科（Meta-disciplity）等[3，4]。

化學(xué)作為一門自然學(xué)科，在發(fā)展的過程中也在不斷與其他學(xué)科發(fā)生交叉聯(lián)系。18世紀中葉俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫首先把物理和化學(xué)聯(lián)系在一起[5]，開創(chuàng)了化學(xué)跨學(xué)科的先河。1953年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)就是由化學(xué)家和生物學(xué)家共同發(fā)現(xiàn)的劃時代的成果。進入21世紀，化學(xué)與其他學(xué)科交流更加密切，并且衍生出了物理化學(xué)、生物化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等跨學(xué)科專業(yè)?；瘜W(xué)跨學(xué)科研究正不斷成為熱點。

在這樣的背景下，中學(xué)階段化學(xué)作為化學(xué)教學(xué)的啟蒙時期，應(yīng)關(guān)注化學(xué)跨學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。本文通過梳理有關(guān)化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)研究的文獻，了解現(xiàn)階段化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)研究的現(xiàn)狀，思考現(xiàn)階段化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)中存在的問題，為推進跨學(xué)科教學(xué)實踐提供一些啟示。

1 化學(xué)教學(xué)、跨學(xué)科教學(xué)和化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的概念

了解化學(xué)教學(xué)、跨學(xué)科教學(xué)的相關(guān)概念及概念之間的關(guān)系有助于理解化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的概念。

魏壯偉等人定義化學(xué)教學(xué)是指教育目標規(guī)范下，化學(xué)教師引起、維持與促進學(xué)生學(xué)習(xí)的所有有意識的實踐活動。其內(nèi)涵主要包括“一個前提”（教師的教與學(xué)生的學(xué)雖然密切相關(guān)，卻相互獨立），與“三個關(guān)鍵詞”（化學(xué)學(xué)習(xí)、有意識的實踐活動與化學(xué)教師）。其外延在學(xué)校教育領(lǐng)域內(nèi)[6]。

杜慧潔與舒爾茨認為，跨學(xué)科教學(xué)以一門學(xué)科為中心，在這個學(xué)科中選取一個中心問題，圍繞這個中心問題，運用不同學(xué)科的知識，開展對所指向的共同問題進行討論和解決而設(shè)計的教學(xué)活動[7]。

化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的概念應(yīng)是化學(xué)教學(xué)與跨學(xué)科教學(xué)概念的融合，可以認為是在化學(xué)教育目標下，以化學(xué)學(xué)科為中心，選取問題并運用不同學(xué)科的知識解決問題的有意識的教學(xué)活動。

2 化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義

化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)意義大致可分為兩類：化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的育人意義與學(xué)科教學(xué)意義。M. Florentia等人指出，跨學(xué)科教學(xué)的一個目標是培養(yǎng)學(xué)生探索、調(diào)查客觀物質(zhì)世界的能力，同時建立組成這個物質(zhì)世界的各個部分之間的聯(lián)系。從近幾年跨學(xué)科教學(xué)在各個學(xué)科教育領(lǐng)域的發(fā)展來看，其帶來的可能性是無限的[8]。

F. Calascibetta等人認為，學(xué)生、大眾和媒體都對化學(xué)具有廣泛的懷疑之感，因此他們會矛盾地將“自然”和“化學(xué)”區(qū)分開，造成這一現(xiàn)狀的重要原因之一是化學(xué)教學(xué)的方式。從學(xué)科發(fā)展歷史中可以發(fā)現(xiàn)，化學(xué)的發(fā)展離不開其他學(xué)科的進步，與其他學(xué)科關(guān)系密切。而現(xiàn)代教科書過于強調(diào)學(xué)科知識，忽略了化學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系。在化學(xué)課程中進行跨學(xué)科教學(xué)有利于改善學(xué)生、大眾和媒體對化學(xué)的懷疑[9]。

許厚琴認為化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義有四點：（1）在漢語言文化中再現(xiàn)化學(xué)過程，提高學(xué)生良好的科學(xué)人文素養(yǎng)；（2）數(shù)學(xué)知識在化學(xué)試題中的再現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生解決綜合問題的能力；（3）物理知識在化學(xué)試題中展示“才華”，讓學(xué)生更好地分析解決綜合試題；（4）更好地結(jié)合環(huán)保及生物知識進行化學(xué)教學(xué)，對開闊學(xué)生視野更有益處[10]。

張海燕指出不同形態(tài)的跨學(xué)科教學(xué)目標有共同性。這些共同的課程目標就稱為跨學(xué)科課程的教學(xué)目標?？鐚W(xué)科教學(xué)的目標為掌握學(xué)科性知識，形成完整的學(xué)科知識體系，同時掌握經(jīng)驗性知識，形成完整的經(jīng)驗體系[11]。

從上述文獻中可以發(fā)現(xiàn)，化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的育人意義更加宏觀，從素質(zhì)教育的特點、學(xué)科教學(xué)的目標、化學(xué)學(xué)科的社會價值等方面對化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義進行闡述。而化學(xué)跨學(xué)科的學(xué)科教學(xué)意義則更加微觀，以學(xué)生在化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)中學(xué)習(xí)的知識、技能、方法等作為化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義。

筆者認為，中學(xué)化學(xué)教師在進行化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)時，在注重學(xué)科教學(xué)目標的同時，還需進一步關(guān)注其育人價值的體現(xiàn)。注重學(xué)科教學(xué)意義即注重在化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)中，學(xué)生能得到哪些化學(xué)知識；學(xué)習(xí)哪些化學(xué)學(xué)科的技能、方法?；瘜W(xué)跨學(xué)科教學(xué)育人價值可以體現(xiàn)在通過化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)，學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的印象有所改變，并能通過學(xué)生改變家庭其他成員對化學(xué)學(xué)科的偏見；也可以體現(xiàn)在學(xué)生能客觀地看待物質(zhì)世界，并能初步建立物質(zhì)之間的聯(lián)系等。

3 化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的實施

化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的實施可分為三個部分：內(nèi)容的選擇、活動的設(shè)計和活動效果評價。

3.1 化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的選擇

化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的選擇十分廣泛。其中尤以化學(xué)與其他自然科學(xué)相關(guān)聯(lián)的部分作為教學(xué)內(nèi)容的居多，但不乏將化學(xué)與人文科學(xué)相關(guān)聯(lián)的部分作為教學(xué)內(nèi)容的，具體可分為三類。

第一類：高度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。Tamburini Fiona等人使用P2P（Paper to Plastics）作為教學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系了化學(xué)與生物學(xué)科，鼓勵學(xué)生進行科學(xué)探究并了解可生物降解的材料[12]。侯愛靜把“海水資源的開發(fā)和利用”作為教學(xué)主題，該主題又分為四個小課題，分別為“海水中的動物”、“海水中的微生物”、“海水中的礦物質(zhì)”、“海水中的植物”，進行化學(xué)-物理-生物的跨學(xué)科教學(xué)[13]。此類教學(xué)內(nèi)容的特點是以教學(xué)內(nèi)容為主體，選定的教學(xué)內(nèi)容中存在化學(xué)學(xué)科的相關(guān)知識、方法。并將化學(xué)與其他學(xué)科整合在一起，進行化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)。endprint

第二類：中度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。M. Rash Agnes等人設(shè)計7個單元的化學(xué)跨學(xué)科課程，將數(shù)學(xué)與化學(xué)緊密結(jié)合。單元題目有：分子的對稱性、溫度-濕度目錄、藥品中的濃度等[14]。張妍將“生命體中的化學(xué)物質(zhì)”作為化學(xué)-生物跨學(xué)科教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。從身體對這些營養(yǎng)物質(zhì)的需求及如何獲取這些營養(yǎng)物質(zhì)的角度切入，討論了這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，復(fù)習(xí)了相關(guān)官能團的化學(xué)性質(zhì)[15]。此類教學(xué)內(nèi)容的特點是以化學(xué)學(xué)科教學(xué)作為核心，將其他相關(guān)學(xué)科中與化學(xué)學(xué)科有關(guān)系的部分整合起來，進行化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)。其中尤以化學(xué)與生活的內(nèi)容居多。

第三類：低度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。王愛團將二氧化碳滅火原理作為課時教學(xué)內(nèi)容，進行化學(xué)-英語跨學(xué)科教學(xué)[16]。Y. Furlan Ping等人將化學(xué)與人文學(xué)科進行聯(lián)系，鼓勵學(xué)生利用他們的想象力和創(chuàng)造性寫出與化學(xué)有關(guān)的詩歌[17]。此類教學(xué)內(nèi)容的特點是以化學(xué)學(xué)科作為主體，其他學(xué)科只是作為工具或推手，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)，而在實際教學(xué)內(nèi)容上沒有建立實質(zhì)的聯(lián)系。

3.2 化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動的設(shè)計

對化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動的設(shè)計，其文獻數(shù)量雖多，但同質(zhì)化嚴重。多數(shù)研究所設(shè)計的活動作為課堂教學(xué)的一個或幾個環(huán)節(jié)，以教師與學(xué)生的互動為呈現(xiàn)形式。具體形式有提問、小組討論等。

孫玨提出11個項目來設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)活動。其中包括學(xué)生提出問題，并分析評價問題；學(xué)生對同伴、教師的挑戰(zhàn)、評論、意見等[18]。張文平提出在設(shè)計活動時需要考慮的11個因素。其中包括：考慮學(xué)生的參與和親歷，提供學(xué)生更多進入社會實踐的機會等[19]。

K. Patrick等人研究藝術(shù)生對化學(xué)-藝術(shù)跨學(xué)科課程的學(xué)習(xí)。研究者將17名具有不同化學(xué)學(xué)習(xí)水平的學(xué)生分為對照組和實驗組。實驗組在進行攝影教學(xué)的同時，進行為期三周的化學(xué)學(xué)科教學(xué)。在化學(xué)教學(xué)中，注重照片沖洗液調(diào)配的實驗。通過調(diào)節(jié)照片沖洗液的化學(xué)成分、pH與照片曝光時間，得到照片的不同沖洗效果。在活動設(shè)計時，偏向于讓學(xué)生體驗不同配比的沖洗液沖洗出照片的不同風(fēng)格，從而進一步了解照片藝術(shù)[20]。

T. Fiona等人將“紙張變?yōu)樗芰稀保≒2P）分為六個模塊，如紙張脫墨、乳酸發(fā)酵等。每一個模塊均對應(yīng)一個實驗，每個實驗又各有側(cè)重。有的實驗偏重生物，如使用纖維素酶硝化紙張，有的實驗偏重于有機化學(xué)或高分子化學(xué)，如丙交酯的聚合。通過這六個實驗建立化學(xué)實驗與生物實驗、化學(xué)學(xué)科與生物學(xué)科之間的聯(lián)系[21]。

F. Ping等人進行有關(guān)化學(xué)詩歌創(chuàng)作的跨學(xué)科教學(xué)。首先，讓學(xué)生了解如何書寫一篇好的詩歌，其中包括書寫詩歌的一般方法、鑒賞優(yōu)秀的詩歌等。其次，學(xué)習(xí)如何在海報上闡述自己的想法，其中包括理論學(xué)習(xí)、觀看優(yōu)秀作品。最后教師鼓勵學(xué)生進行化學(xué)詩歌的創(chuàng)作。在創(chuàng)作的詩歌中必須含有一至二個化學(xué)概念，可以含有一些化學(xué)幽默[22]。

從上述研究中發(fā)現(xiàn)，對于化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計的重點應(yīng)在于建立化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科之間的聯(lián)系。一個優(yōu)質(zhì)的化學(xué)跨學(xué)科活動的設(shè)計應(yīng)在設(shè)計時充分考慮化學(xué)學(xué)科在該跨學(xué)科內(nèi)容下的作用，讓學(xué)生在活動中認識學(xué)科之間的聯(lián)系。

3.3 學(xué)生評價

化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動效果評價相關(guān)文獻較多，總體來說分為兩大部分：過程性評價和紙筆評價。大多數(shù)文獻將兩種評價方式整合并進行使用。

K.Patrick等人將不同組的學(xué)生有關(guān)化學(xué)的攝影進行評分。同時還進行相關(guān)問題的研究，通過三個研究問題來指導(dǎo)數(shù)據(jù)的分析：與對照組相比，實驗組在照片設(shè)計、照片工藝、照片理解上有何區(qū)別[23]。

江中根探討了跨學(xué)科化學(xué)綜合實驗題的分類和解法。從與物理知識相結(jié)合、與生物知識相結(jié)合和與多學(xué)科知識相結(jié)合三個部分、六個小點進行分析。每一個小點均舉了一至二個例子進行闡述、分析，題后進行詳細的解答[24]。

鄭剛以英國北愛爾蘭為例，對跨學(xué)科教學(xué)實施過程中的評估進行分類，主要有：（1）成績評價。對教學(xué)過程中的學(xué)科性知識學(xué)習(xí)結(jié)果的評定，類似于考試或小測驗，題型以簡答題為主。（2）過程評價。在跨學(xué)科學(xué)習(xí)的過程中，收獲了哪些知識、方法，有哪些積極的影響等。通過學(xué)生自我評價和教師評價兩方面，對學(xué)生努力情況、進步情況等進行評價[25]。

從上述研究中可以發(fā)現(xiàn)，在進行化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)評價時，教師或研究者已經(jīng)意識到多方面評價的重要性，也試著從多方面對學(xué)生進行評價。多樣的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)評價給予學(xué)生全面的評價，也給予教師反觀教學(xué)成果的途徑。

4 我國化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)啟示

4.1 教學(xué)內(nèi)容選擇

前文總結(jié)的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容按整合程度分為三類：高度整合、中度整合、低度整合。高度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容設(shè)計需要對多門學(xué)科進行統(tǒng)籌性的考慮，對一線化學(xué)教師有一定的難度。低度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)則很難體現(xiàn)跨學(xué)科特有的育人價值。

中度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)既能體現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)的特點，又較易實施。若想開展內(nèi)容中度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)，在內(nèi)容選取時可以遵循以下兩點：

（1）選取“化學(xué)與生活”主題作為切入口，尋找教學(xué)內(nèi)容?！盎瘜W(xué)與生活”貼近學(xué)生的日常生活，且容易涵蓋其他相關(guān)學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容容易尋找。

（2）在尋找內(nèi)容時，應(yīng)更加偏向于化學(xué)與其他自然科學(xué)相聯(lián)系的部分。化學(xué)雖然可以與人文科學(xué)進行跨學(xué)科教學(xué)，但更多浮于形式，容易形成低度整合。而與自然科學(xué)聯(lián)系，則能對問題進行深入探討。

4.2 教學(xué)活動設(shè)計

為了解決化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動同質(zhì)化嚴重的問題，設(shè)計活動時應(yīng)首先找尋不同學(xué)科之間的聯(lián)系，其次深挖聯(lián)系設(shè)計教學(xué)活動。實驗作為自然科學(xué)的一種重要手段，是聯(lián)系不同自然科學(xué)的重要手段，也是最常用的手段。在化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動設(shè)計時，應(yīng)充分利用此方法，建立不同學(xué)科的聯(lián)系。

4.3 教學(xué)評價應(yīng)用endprint

化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)評價時，對學(xué)生的多元評價已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。在設(shè)計評價量表時，應(yīng)有所側(cè)重。過程性評價量表應(yīng)偏重學(xué)生自身在進行化學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)前后動手水平、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣等方面的比較，而紙筆評價則偏重于進行化學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)后學(xué)生對該學(xué)科知識的學(xué)習(xí)程度的比較。

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