初中化学跨学科实践教学的设计与思考

【摘要】《义务教育化学课程标准（2022年版）》明确提出了跨学科实践的要求，文章探索在“双减”背景下的跨学科实践教学，结合“基于物质分离和提纯思想制作食用盐”和“基于酸碱盐的性质和转化设计土壤改良方案”两个教学设计案例，详细介绍了项目的育人价值、内容结构、活动设计、实施建议，并且在此基础上对跨学科实践教学和传统教学在教学方式和作业设计上进行对比，为“双减”背景下化学课程创新提供建议。

【关键词】初中化学；跨学科实践；教学设计；思考

【中图分类号】G633.8【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2023）03—0087—04

《义务教育化学课程标准（2022年版）》提出，全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，培养有理想、有本领、有担当的时代新人，因此常规教学要向跨学科实践迈进，敢于打破学科壁垒，从生活走进化学，从化学走向社会，培养学生在用中学、学以致用的综合能力[1]。探索在“双减”背景下的跨学科实践教学，对提升学生的化学核心素养具有重要意义。

一、跨学科实践教学设计

（一）案例1——基于物质分离和提纯思想制作食用盐

1.项目的育人价值。“基于物质分离和提纯思想制作食用盐”项目是培养学生对从古至今食盐生产技术变迁的了解以及对其中所含的物质分离和提纯思想的认识所设计的，属于化学与食盐生产技术领域的物质生产类实践活动，具有培养学生社会责任感和使命感的现实意义。

该项目以食盐的生产技术为主要研究对象，探究自然界中得到粗盐、粗盐中提纯氯化钠、制作不同功能的食用盐的思路与方法，承载学生必做实验“粗盐中难溶性杂质的去除”“一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制”，融合物理、地理、劳动教育等课程的相关内容，促进学生学习能力的培养，进一步构建“系统与模型”“结构与功能”“因果关系”等跨学科大概念。

该项目让学生从真实情境中分析自然界中的盐如何经过一系列工艺流程，得到不同功能的食用盐，让学生了解古代制盐技术和现代制盐技术的异同点，引导学生体会社会发展带动科技进步的优势，同时体会到古代制盐技术中蕴含的科学观念，培养学生的民族自豪感，通过自己动手制作食用盐提升学生解决实际问题的能力，让化学知识融入社会生活，促进知、情、意、行的统一。

2.内容结构。“基于物质分离和提纯思想制作食用盐”项目涉及多个学科的内容：溶液的性质、溶质质量分数的简单计算、溶解度是“物质的性质与应用”的核心知识；人类从古代社会开始利用温度改变海水的状态，通过水的蒸发逐渐富集进而得到食盐，属于物理学科物质与变化的范畴；通过动手实验，体会传统食盐生产工艺的原理和新技术对传统工艺的改进，属于劳动学科的内容；在人类获取盐和使用盐的历史上，感受知识的发展和技术的进步对食盐工业化生产造成的影响，理解技术创新与时代发展的关系，属于道德与法治课程的相关内容。

3.活动设计。以“食用盐”为项目作品，通过实验探究、交流研讨、调查分析等活动，完成三个主任务及其子任务，体会物质分离和提纯的思路，让学生经历完整的问题解决过程。

任务一：从自然界中得到粗盐。

子任务1：分离海水中的盐和水。学生通过阅读资料，了解古人“天日映成”、海水煮盐等制盐工艺所用原理，仿照其原理进行实验探究，设计从食盐水中分离氯化钠的实验方案并进行实验，在实验过程中记录实验现象，进行实验反思，初步掌握蒸发实验的步骤、饱和溶液和不饱和溶液的概念及其相互转化等核心内容。

子任务2：了解海水的产盐量。学生通过交流研讨发现熬煮海水和实验室配制的食盐水得到盐的质量不同，了解溶质的质量分数的概念以及计算方法，设计配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液的实验方案并进行实验，然后用该溶液进行蒸发操作，探究氯化钠饱和溶液的溶质质量分数。最后阅读分离食盐和水的生产工艺相关资料，体会物质分离的基本思路。

任务二：从粗盐中提纯氯化钠。

子任务1：设计从粗盐中分离出氯化钠的食盐方案。学生通过交流研讨，归纳从粗盐中分离氯化钠需要考虑的问题并设计实验方案尝试解决上述问题，在此过程中锻炼学生分析解决实际问题的能力，初步掌握用过滤的方法去除溶液中难溶杂质的实验步骤以及溶解度的概念。接下来学生对如何调控物质的溶解和结晶相关问题进行实验探究，设计实验方案并从上个任务中制备的氯化钠饱和溶液中析出晶体，讨论快速得到饱和溶液的制备方法。

子任务2：合理利用盐资源。学生通过阅读资料，了解盐资源的构成除了海水还有盐矿石，并对资料所述从盐矿石中分离出氯化钠的实验方案进行交流研讨，分析每一步的功能和原理，并对实际操作过程中可能遇到的问题进行假设与建议。然后学生继续阅读资料，对“夏天晒盐，冬天捞碱”的制作工艺进行交流研讨，从溶解度和温度的关系上分析该工艺的实验原理，初步掌握不同物质的结晶方法，体会物质提纯的基本思路。

任务三：制作不同功能的食用盐。

子任务1：了解含碘盐的生产工艺。学生通过对如何在氯化钠中均匀地加入碘酸钾进行交流研讨，设计实验方案，分析各种实验方案的优缺点，选择最佳的实验方案并进行实验。接着通过阅读食盐加碘技术的改进资料，了解工业生产中的固体混匀工艺。

子任务2：设计适合自己家庭的食用盐。学生通过对生活中的营养盐种类进行调查分析，选择适合自己家庭的食用盐，设计在食盐中添加营养素的实验方案。小组合作，利用教师提供的腌制盐完成实验，最终得到添加营养素的食用盐，即项目作品，并在小组间进行展示、交流、评价，反思和总结食用盐的制备思路和经验。

4.实施建议。开展“基于物质分离和提纯思想制作食用盐”项目活动，建议紧密结合溶液的性质、溶解度、溶质质量分数简单计算及学生必做实验等核心内容。如果学生尚未学习相关内容，该项目活动的实施需要7课时，其中任务一、任务二各用2课时，任务三需要3课时。在教师的引导和组织下，学生进行实验探究、交流研讨、调查分析、展示交流、总结反思等活动。如果学生已经学习了相关内容，可以用2课时完成任务三。

在实施过程中，教师要给学生提供对物质分离和提纯思路总结反思的机会，让制作食用盐的过程和学生的认知发展过程相辅相成，帮助学生构建物质分离和提纯的思维模型，体会知识升华和技术发展共同促进社会进步。

建议师生共同制定评价量表，用于学生自我诊断、组间互评，以及教师的评价反馈。

（二）案例2——基于酸碱盐的性质和转化设计土壤改良方案

1.项目的育人价值。“基于酸碱盐的性质和转化设计土壤改良方案”项目是为探究植物生长与土壤酸碱性、土壤肥力之间的关系而设计的，属于化学与生物、环境领域的方案改进类实践活动，学生能够通过该项目的学习了解植物的生长过程，体会科技进步对农业生产的促进作用，具有重要的现实意义。

该项目以植物生长需要的土壤成分为主要研究对象，探究酸碱盐的性质和转化在改良土壤酸碱性和提高土壤肥力上所起的作用，提出符合要求的土壤改良方案，承载学生必做实验“常见酸、碱的化学性质”，融合生物学、环境学等课程相关内容，促进学生发展物质观、转化观、实验观等化学观念的培养，进一步构建“系统和模型”“物质与能量”“因果关系”等跨学科大概念。

该项目从种植一盆植物入手，引导学生思考如何让植物生长得更快更好，通过多种活动分析问题，调查取证，设计方案，发展科学、技术融合解决实际问题的能力，形成科技改变农业生产的意识，强化社会责任，培养民族自豪感，促进知、情、意、行的统一。

2.内容结构。“基于酸碱盐的性质和转化设计土壤改良方案”项目涉及多个学科的内容：酸碱盐的性质和转化是化学学科“物质的性质和应用”学习主题的核心知识；根据植物生长发育所需的环境条件，设计恰当的土壤成分，观察植物在生长发育过程中的变化，属于生物学科的重要内容；选择自己喜爱的植物，体验植物从种子阶段一步步茁壮成长的快乐，初步掌握种植活动的基本技能，属于劳动学科的重要内容；形成良好的劳动品质，和道德与法治课程的内容相关。

3.活动设计。“基于酸碱盐的性质和转化设计土壤改良方案”项目涉及真实的种植和土壤调节过程，是一个综合、复杂、开放的实践活动。学生在完成活动任务的过程中，不仅需要关注所选植物和土壤的特定需求，还要遵循种植、土壤调节、施肥等技术手段的一般过程和方法，在多次试验的基础上优化土壤改良方案并完成种植要求。

以土壤改良方案为项目作品，通过四个核心活动，让学生经历完整的问题解决过程。

活动一：学生通过查阅资料，调查分析植物在土壤中健康生长的要素，了解土壤中含有的化学元素所形成的物质以及从环境进入土壤中的物质对植物的生长发育有重要的影响，之后以小组为单位进行交流研讨，确定项目的核心任务、重点活动、展示内容，让学生对问题解决的一般思路和方法有初步的认识，为土壤改良方案的设计作铺垫。

活动二：学生在探究溶液酸碱性的过程中了解土壤的酸碱性，然后通过实验测定土壤酸碱性的强弱。接着学生通过小组合作查阅资料，了解植物生长适应土壤的pH范围，在此基础上以绿豆为例进行模拟实验，探究土壤酸碱性对植物生长的影响。最后学生选取周围生活区的土壤，测定其酸碱性的强弱，查阅资料了解自己所种植物适应的土壤酸碱度范围，为植物种植打好基础。

活动三：学生通过实验探究了解酸碱反应，酸、碱、氧化物之间的反应是土壤酸碱性变化的原理，接着根据教师提供的土壤样品进行模拟实验，改良土壤样品的酸碱性。接着学生通过调查分析了解农业上改良土壤酸碱性的方法，根据所种植物适应土壤的pH范围选择合理的措施调节土壤的酸碱性，完善项目作品。

活动四：学生通过调查分析了解农业生产中常用化肥的种类和功能，通过实验探究明确铵态氮肥的检验以及盐类物质之间的反应原理，对鉴别肥料、科学合理地施用化肥起到重要的指导作用。最后小组合作进行交流研讨，选择既有利于所选植物生长，又不破坏生态环境的化肥施用方案，提高土壤的肥力。

活动五：展示自己小组种植的植物，汇报项目作品——土壤改良方案，讲述该方案对土壤酸碱性的改良情况和施肥情况，并针对所选植物设计一个围绕植物生长所适宜的土壤的酸碱性环境和需要施用肥料情况的个性化铭牌。

4.实施建议。开展“基于酸碱盐的性质和转化设计土壤改良方案”项目活动，建议紧密结合酸碱盐的性质和转化内容及学生必做实验。如果学生尚未学习相关内容，该项目的实施需要课时，其中活动一、活动二、活动四、活动五各用1课时，活动三需要2课时。在教师的引导和组织下，学生进行调查分析、实验探究、交流研讨、作品展示、总结反思等活动。如果学生已经学习了相关内容，需要用1课时开展活动三。

在实施过程中，教师要给学生提供对土壤改良方案不断改进完善、展示交流的机会，方案的改进过程与学生的认知发展相辅相成，从迷思走向澄清，从浅显走向深刻，教师要关注学生的认知发展进阶，针对性地给予引导和评价反馈。

建议师生共同制定评价量表，用于学生自我诊断、组间互评，以及教师的评价反馈。

二、跨学科实践教学与传统教学的对比

（一）教学方式

在传统教学中，教学活动都是分门分科进行的，学生的知识结构单一，无法形成学科之间的相互联系，从而影响学习效果。通过跨学科实践教学，教师可以把所教学科的某个模块知识作为出发点，建立其与其他学科的横向联系，并通过教师的启发诱导帮助学生把所学知识融会贯通。在教师的引导下，学生通过不同学科的交叉渗透对知识形成整体性和系统性的认知，有利于开阔学生视野，增进学生对知识的理解和掌握，有利于学生综合素质的培养。

（二）作业设计

相对于死记硬背、机械重复的常规作业，跨学科实践作业通过小组合作完成，有利于学生的创造性学习和实践操作，让每个学生都可以结合自己的兴趣和特长来完成，培养其动手能力的同时，加强对各学科知识的综合应用能力[2]。

三、总结与反思

笔者所阐述的跨学科实践教学设计案例，让学生通过动手实践掌握科学知识，深化知识的理解与运用，逐渐建立起利用跨学科的知识、技能解决实际问题的意识和能力，培养学生的科学素养，并按照“双减”的要求，减轻常规作业负担。未来可以进一步探索如何在“双减”背景下借助日益发展的数字化手段进行跨学科实践线上教学设计，有效地提高网课期间学生的综合能力，切实培养学生核心素养、创新精神和信息素养，落实创新驱动发展的战略要求[3]。

参考文献

[1]王雨，毕华林.跨学科实践活动的特征及其教学评价——基于《义务教育化学课程标准（2022年版）》的分析[J].中学化学教学参考，2022（13）：05.

[2][3]罗乐，张鐇心，赵语凝.“双减”背景下初中科创教育的探索与实践[J].中小学信息技术教育，2022（08）：03.

编辑：张昀