摘" 要:本文基于跨學科整合的視角,探討初中化學教學模式的創(chuàng)新路徑,通過深入分析化學學科與其他學科的內(nèi)在聯(lián)系,提出了境脈化學教學模式,旨在為學生構建一個豐富、多維的學習環(huán)境.境脈化學教學模式不僅強調化學知識的系統(tǒng)傳授,更注重通過跨學科整合,培養(yǎng)學生的綜合思維能力和解決問題的能力.文章旨在通過具體的教學案例和策略分析,為初中化學教學的改革提供新的思路和方法.
關鍵詞:跨學科;境脈化學;教學模式創(chuàng)新;初中化學
中圖分類號:G632""" 文獻標識碼:A""" 文章編號:1008-0333(2025)05-0134-03
收稿日期:2024-11-15
作者簡介:
王艷,本科,中學一級教師 ,從事化學教學研究;
吳華君,本科,中學高級教師,從事初中化學教學研究.
基金項目:江蘇省中小學第十四期教學研究立項課題“初中化學境脈浸潤的課堂教學實踐研究”(課題編號:2021JY14-L212);江蘇省2023年度“十四五”教育科學規(guī)劃重點課題“境脈理念觀照下初中化學主線式教學行動研究”(課題批準號:B/2023/03/256).
化學作為一門基礎自然科學,其知識體系與生物、物理、地理等學科緊密相連.因此,教師從跨學科整合的視角出發(fā),對初中化學教學模式進行創(chuàng)新,這具有重要的現(xiàn)實意義和長遠價值.境脈化學教學模式正是在這一背景下應運而生,強調化學知識與實際情境、其他學科知識的融合,旨在通過跨學科整合,為學生的全面發(fā)展提供有力支持.
1" 境脈化學的內(nèi)涵與特征
“境脈”在不同領域有不同解讀,在初中化學課堂教學中,“境脈”是指“課堂教學情境脈絡化”.“教學情境”就是指種種蘊含著知識的生活場景、活動情景以及師生在教學過程中所進行的實驗背景等[1].“教學脈絡”即教學主線,能夠為教師的教學進程鋪設軌跡,為學生的學習過程指引方向,為學生的探究指示走向的脈動.境脈化學的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在將“境脈”概念引入化學教學中,從而構建一種特殊的教學模式.因此,境脈化學可以理解為通過創(chuàng)設一個與化學知識緊密相關的主題情境,并將其作為教學的主線,貫穿整個教學過程,學生能夠在真實的情境中學習化學知識,提高學習效果.同時,境脈化學的內(nèi)涵還包括情境性、系統(tǒng)性、主體性.可見,境脈化學的內(nèi)涵和特征體現(xiàn)了其獨特的教學理念和教學模式,有助于提高學生的學習效果和綜合素質.
2" 基于跨學科整合視角下初中境脈化學教學模式創(chuàng)新策略
2.1" 境脈化學與地理學科的結合
境脈化學與地理學科的結合,主要體現(xiàn)在兩個學科之間的交叉與融合,共同促進學生對自然環(huán)境和人類活動關系的深入理解[2].地理學研究地球表層的空間結構、時間演變和相互作用機制,而化學關注物質的組成、結構、性質以及變化規(guī)律,兩者在多個領域存在交叉,如環(huán)境科學、地球化學等.地理學科中的自然地理涉及大量的化學變化,如巖石風化、土壤形成等,這些化學過程對于理解地理現(xiàn)象,如地貌形成、生態(tài)變遷等,具有重要意義.
例1" 某科學探險隊在地球某處發(fā)現(xiàn)了一些巖層,隨后
收集這些巖層的粉末,將其帶回進行化學分析.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組成,為了確定該巖層粉末的組成,對其進行如圖1所示的實驗.
求解:當X化學溶解液只有一種溶質時,那么該溶質的化學式是什么?對應的巖層固體粉末組成是哪種?
解析" 從實驗過程圖中可以提煉出2個關鍵詞,白色沉淀和無色氣體,因此,結合題目已知的信息可知,白色沉淀必然是碳酸鈣,結合探險隊所處的探險位置,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后,可得到如下化學方程式
CaO+H2OCa(OH)2
Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH
在已知X溶液中只含有一種溶質的情況下,同時又能和稀鹽酸反應生成無色氣體,可得知X溶液中的溶質為碳酸鈉,對應的碳酸鈣只能是第一種存在情況,以此得出最終的結論為該巖層固體粉末中含有CaCO3、Na2CO3.結合探險隊所處的位置為非洲某地,而對應巖層以碳酸鈣居多,那么探險隊所處的位置必然是遠古非洲馬加迪湖的某處遺跡.在這種化學習題分析時,結合地理相關知識點,將其聯(lián)系在一起,能夠使學生在學習化學知識的同時復習地理相關知識點,從而實現(xiàn)對兩種學科知識的融合與鞏固目的.
2.2" 境脈化學與物理學科的結合
物理學科提出了“三大守恒”定律,分別為質量守恒、電荷守恒、能量守恒,物理以探究宏觀宇宙為主,同時也包括微觀宇宙,而化學則主要是以微觀物質和現(xiàn)象作為研究對象[4].那么物理中的“三大守恒”定律是否能夠在化學學科中依舊適用,則需要教師在教學中將這兩門學科進行教學融合,并基于跨學科整合視角的方式,對化學“守恒”展開教學探究.
例2" 在一定條件下,磷能夠和干燥的氯氣發(fā)生化學反應,通常情況下,0.25 g的磷能夠消耗掉314 mL的氯氣.當磷和氯氣充分進行化學反應后,會生成PCl3、PCl5這2種物質,如果按照“守恒”定律進行計算,那么PCl3、PCl5物質的量比約等于多少?
A.1∶2" B.2∶3" C.3∶1" D.5∶3
解析" 通常情況下,大部分學生面對這種類型的習題時,會根據(jù)化學方程式計算,不過這種方式比較繁瑣,且計算量較大.因此,根據(jù)“守恒”定律可知,物質發(fā)生反應前后的“質量”“能量”不變,變化的是物質的“形態(tài)”“方式”等.
假設:n(PCl3)=x mol
n(PCl5)=y mol
由于磷元素守恒,可知
x+y=0.2531.
同時氯元素守恒,則有
3x+5y=(0.314×2)22.4.
通過求解,可得出x=0.006,y=0.002
故最終正確的答案為C選項.
2.3" 境脈化學與生物學科的結合
以“分子到細胞”為例,對于初中學生來說,理解生物體如何執(zhí)行各種生命活動的基礎在于深入探討細胞——這一生命體系的基本單元,特別是構成細胞的分子層面.教學中,如果僅僅強調“細胞是生命的基本單位”這一核心概念,而忽略了跨學科知識的融合,學生對該概念的理解很可能僅停留在抽象詞匯的認知上.因此,通過將化學原理與分子層面的知識融入生物學教學,可以促使學生思維向更深層次發(fā)展,引導學生運用化學基礎知識作為工具,去探索和解決生物學領域的問題,從而實現(xiàn)知識的融會貫通和實際應用能力的提升.
基于跨學科整合視角下概念模型分析“分子到細胞”這一主題時,應基于生物和化學兩學科的具體概念[5].
(1)生物學科: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,將參加生物體化學反應中釋放出的能量作為生活活動所需;
所有生物都由單細胞組成;
動物需能量、空氣以及水外,還需要適應的生存環(huán)境;
植物需二氧化碳、水以及光合作用.
(2)化學學科:
所有物質都是由分子、原子等粒子構成;
分子則是由原子以不同序列組成;
由100種當前已知元素組成地球上的一切物體;
化學反應屬于分子中原子的重新組合.
(3)生物與化學學科交叉后的概念:細胞由分子組成;
所有生物依賴于食物鏈獲取能量.
(4)跨學科核心概念:細胞構成了生命的基本單位,承載著所有生命活動,細胞內(nèi)的各個組成部分協(xié)同工作,執(zhí)行特定任務,而蛋白質作為核心生物大分子,通過不斷的代謝活動支撐起細胞的多樣化功能.教育過程中,通過從分子(化學層面)上升到細胞乃至動植物組織與器官(生物學層面)的系統(tǒng)性比較分析,如圖2所示,學生能夠逐步建立起對“細胞為基本生命系統(tǒng)”這一概念的深刻理解和認同.這一過程不僅讓復雜的化學分子變得生動有趣,而且通過聯(lián)系日常生活中的生物實例,抽象概念得以具體化,促進了知識的內(nèi)化吸收與綜合應用,深化了學生對生命本質的理解.在生物與化學學科相結合的教學基礎上,學生往往更容易接受細胞作為生物體結構基本單位的概念,而非完全理解其作為功能執(zhí)行者的作用.因此,在初中化學學科的課程設計時,教師逐步揭示實現(xiàn)細胞功能背后的化學基礎顯得尤為重要.此外,鑒于初中課程設有“分子與細胞”模塊,初中階段的跨學科整合學習有助于學生提前熟悉細胞功能的分子機制,減輕后續(xù)學習的難度,縮小知識斷層,為深入探索生命科學奠定堅實的基礎.
3" 結束語
跨學科整合視角下的初中境脈化學教學模式創(chuàng)新,是對傳統(tǒng)化學教學模式的革新和挑戰(zhàn).不僅要求教師在教學過程中要關注化學知識的系統(tǒng)傳授,更要注重培養(yǎng)學生的綜合思維能力和解決問題的能力.通過跨學科整合,教師能夠為學生構建一個豐富、多維的學習環(huán)境,激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望.相信在未來的教學實踐中,境脈化學教學模式將會得到更廣泛的應用和推廣,為培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實踐能力的復合型人才做出更大貢獻.
參考文獻:[1] 鄧蓓,張寶歌,高梅香.境脈學習理論視域下初中地理跨學科教學探究:以“西溪濕地:探索人與自然和諧密碼”為例[J].地理教學,2022(16):33-36.
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[5] 劉新陽.從學習的境脈轉換本質看STEM教育[J].上海教育,2019(36):70-71.
[責任編輯:季春陽]