跨學(xué)科融合教學(xué)在初中化學(xué)實驗設(shè)計與實施中的運用

陜西省咸陽市楊陵區(qū)第一實驗學(xué)校 李 燕

目前，在教育領(lǐng)域，跨學(xué)科的融合教學(xué)是一種行之有效的方式，可以使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高，同時也可以使學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造性思維得到很大提升。在初中化學(xué)實驗中，如何有效運用跨學(xué)科融合教學(xué)，將理論知識與實踐結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐技能，是本文主要探討的內(nèi)容。

一、跨學(xué)科融合教學(xué)的理論基礎(chǔ)與價值

跨學(xué)科融合教學(xué)最初源自西方的課程整合運動，其核心理念是打破學(xué)科壁壘，實現(xiàn)學(xué)科間的有機融合。這種教學(xué)方式強調(diào)整體性、關(guān)聯(lián)性和實際性，旨在讓學(xué)生通過全面、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，建立起寬廣而深入的知識體系。

學(xué)科交叉與融合理論是跨學(xué)科融合教學(xué)的理論基礎(chǔ)之一。這一理論指出，不同學(xué)科之間存在內(nèi)在的關(guān)聯(lián)和互動，它們的知識可以通過某種方式相互融合，從而產(chǎn)生新的知識。例如，化學(xué)和生物、物理、地理等學(xué)科有著密切的關(guān)系，學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，如果能將這些學(xué)科的知識有機融合起來，就能從多角度和深層次上理解和掌握化學(xué)知識。

整體性學(xué)習(xí)理論是一種強調(diào)全面和系統(tǒng)學(xué)習(xí)過程的教育理論。與傳統(tǒng)的碎片化學(xué)習(xí)方式相比，整體性學(xué)習(xí)理論更注重知識之間的聯(lián)系和整體理解，認為學(xué)習(xí)不僅僅是知識的積累，更是知識結(jié)構(gòu)的建立和優(yōu)化。在整體性學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要通過學(xué)習(xí)各種相關(guān)的知識，建立起全面、系統(tǒng)的知識體系。這樣的學(xué)習(xí)方法，既能改善學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，又能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。

整體學(xué)習(xí)是一種重視知識關(guān)聯(lián)的教學(xué)方法。這就需要在教學(xué)中不斷把新的和已有的知識，有聯(lián)系、有系統(tǒng)、有體系地結(jié)合起來。這種結(jié)合式的學(xué)習(xí)方法，有利于學(xué)生加深對所學(xué)內(nèi)容的理解和增強記憶能力。

整體性學(xué)習(xí)理論注重知識的應(yīng)用。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要將所學(xué)知識應(yīng)用到實際問題中，這樣才能真正理解和掌握知識。這種應(yīng)用性的學(xué)習(xí)方式有助于提高學(xué)生的思維能力和解決問題的能力，同時也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。

整體性學(xué)習(xí)理論提倡積極的學(xué)習(xí)態(tài)度。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要積極參與，主動探索，這樣才能實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。這種積極的學(xué)習(xí)態(tài)度有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷提高和成長。

整體性學(xué)習(xí)理論以一個全面、系統(tǒng)的視角看待學(xué)習(xí)過程，強調(diào)知識的關(guān)聯(lián)性、應(yīng)用性和積極性，這對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力具有重要意義。主題教學(xué)理論是另一種支持跨學(xué)科融合教學(xué)的理論。這種理論強調(diào)，教學(xué)應(yīng)該圍繞一定的主題進行，通過主題教學(xué)，學(xué)生可以更好地理解和應(yīng)用知識。例如，在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師可以選擇“環(huán)保”“能源”等主題，讓學(xué)生通過實驗探究相關(guān)的化學(xué)知識，了解這些知識在實際生活和其他學(xué)科中的應(yīng)用（見表1）。

表1 初中化學(xué)實驗教學(xué)中跨學(xué)科融合教學(xué)的案例和數(shù)據(jù)表

在初中化學(xué)實驗教學(xué)中，跨學(xué)科融合教學(xué)的價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：它可以幫助學(xué)生理解化學(xué)知識在實際生活和其他學(xué)科中的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力；通過設(shè)計和實施具有跨學(xué)科特色的化學(xué)實驗，學(xué)生可以在實踐中掌握化學(xué)知識，提高實踐能力；通過交叉學(xué)科的整合，學(xué)生的創(chuàng)造性思維得到充分的發(fā)揮，綜合素質(zhì)得到提高。

跨學(xué)科融合教學(xué)是一種富有創(chuàng)新的教學(xué)理念和方法，它對提高初中化學(xué)實驗教學(xué)的效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)具有重要意義。

二、跨學(xué)科融合教學(xué)在初中化學(xué)實驗設(shè)計中的應(yīng)用

實驗設(shè)計是實現(xiàn)跨學(xué)科融合教學(xué)的關(guān)鍵步驟。通過科學(xué)的實驗設(shè)計，教師可以把化學(xué)知識與生物、物理、地理等學(xué)科的知識有機融合，讓學(xué)生在實驗中全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化學(xué)知識，同時還能了解和掌握其他學(xué)科的知識。

設(shè)計跨學(xué)科的化學(xué)實驗，需要教師具有深厚的專業(yè)知識和廣闊的知識視野。教師需要深入理解化學(xué)與其他學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系，挖掘出這些學(xué)科之間的交叉點，然后以此為依據(jù)，設(shè)計出既能讓學(xué)生掌握化學(xué)知識，又能讓學(xué)生了解和掌握其他學(xué)科知識的實驗項目。

實驗的趣味性是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力的關(guān)鍵因素。對初中化學(xué)實驗來說，趣味性可以通過選擇與日常生活、自然現(xiàn)象或社會熱點話題相關(guān)的實驗來提高。例如，教師可以設(shè)計一個“制作自己的洗手液”的實驗，讓學(xué)生了解化學(xué)在日常生活中的應(yīng)用，或者設(shè)計一個“模擬溫室效應(yīng)”的實驗，讓學(xué)生了解化學(xué)在環(huán)保問題中的作用。

實驗的趣味性也可以通過使用具有吸引力的實驗材料或?qū)嶒灧椒▉硖岣摺１热纾處熆梢宰寣W(xué)生使用鮮艷的指示劑進行酸堿反應(yīng)實驗，或者使用光電效應(yīng)設(shè)備進行光電效應(yīng)的實驗。這樣的實驗不僅能吸引學(xué)生的注意力，也能讓學(xué)生在觀察和操作中體驗到化學(xué)的魅力。

教師在設(shè)計化學(xué)實驗時，還可以借鑒STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）教育的理念和方法，把科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識有機融入化學(xué)實驗中。通過STEM教育，教師可以讓學(xué)生在做實驗的過程中，既能學(xué)習(xí)化學(xué)知識，又能接觸和掌握科學(xué)研究的方法和工程技術(shù)的應(yīng)用，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

教師可以設(shè)計一個“制作生物柴油”的實驗項目，在這個實驗中，學(xué)生需要用生物學(xué)知識了解生物柴油的原料——植物油和動物脂肪的來源和性質(zhì)；需要用化學(xué)知識學(xué)習(xí)和掌握生物柴油的制作過程——酯化反應(yīng)；需要用物理知識和工程技術(shù)設(shè)計和制作實驗設(shè)備；需要用數(shù)學(xué)知識計算和比較生物柴油和石油柴油的能量密度等。這樣一個跨學(xué)科的實驗項目，不僅能讓學(xué)生學(xué)到豐富的知識，還能讓學(xué)生在實踐中體驗科學(xué)研究和工程技術(shù)的魅力，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

跨學(xué)科融合教學(xué)在初中化學(xué)實驗設(shè)計中的運用，既可以提高化學(xué)實驗的教學(xué)效果，也可以豐富化學(xué)實驗的內(nèi)容，提高化學(xué)實驗的趣味性，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

三、跨學(xué)科融合教學(xué)在初中化學(xué)實驗實施中的應(yīng)用

跨學(xué)科融合教學(xué)的運用在初中化學(xué)實驗環(huán)節(jié)中顯得尤為重要。這種方法將化學(xué)與其他學(xué)科的理論緊密結(jié)合，通過實踐將抽象的理論具體化，讓學(xué)生深刻感受各學(xué)科之間的緊密聯(lián)系。在化學(xué)實驗教學(xué)階段，教師可以借助實物模型、圖解、多媒體等多樣化的教學(xué)形式來解釋復(fù)雜的化學(xué)概念，如反應(yīng)的變化、離子的遷移、反應(yīng)的熱效應(yīng)等，從而使學(xué)生更直觀、更深入地理解和記憶知識。此外，教師還可以結(jié)合實驗的特定主題，設(shè)計具有跨學(xué)科特色的實際操作，如在教授密度實驗時結(jié)合物理學(xué)的浮力理論，或者在講解周期表時結(jié)合歷史背景，這樣不僅能增強學(xué)生的實際操作能力，還能鍛煉他們的跨學(xué)科思維。跨學(xué)科實驗教學(xué)同樣能鼓勵學(xué)生探索化學(xué)知識在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的實際應(yīng)用，甚至可以通過網(wǎng)絡(luò)資源引導(dǎo)學(xué)生接觸科學(xué)的最前沿研究。這樣做不僅讓學(xué)生看到了學(xué)科知識的實際意義，還能激發(fā)他們對學(xué)習(xí)的熱情。通過跨學(xué)科實驗教學(xué)，學(xué)生不僅可以積累化學(xué)知識，還能拓寬視野，理解各學(xué)科之間的相互聯(lián)系和影響。這樣的教學(xué)方法還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。總而言之，跨學(xué)科融合教學(xué)在初中化學(xué)實驗實施中的應(yīng)用，不僅豐富了教學(xué)手段，增加了實驗趣味性，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和創(chuàng)新能力，是一種值得推廣的先進教學(xué)模式。

四、跨學(xué)科融合教學(xué)在初中化學(xué)實驗評價中的應(yīng)用

評價是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，反饋教學(xué)效果的重要手段。在跨學(xué)科融合教學(xué)中，評價的角度更加廣泛和深入，在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種新的教學(xué)模式，旨在提高學(xué)生在教學(xué)中的應(yīng)用價值。

在初中化學(xué)實驗教學(xué)評價中，首先，教師需要對學(xué)生的實驗操作進行評價。評價內(nèi)容包括學(xué)生是否能熟練掌握和應(yīng)用實驗儀器，是否能按照實驗步驟進行操作，是否能注意實驗安全等。這種評價方式有助于教師了解學(xué)生的實驗技能掌握程度，以及在操作過程中存在的問題和不足。

其次，教師還應(yīng)該對學(xué)生的實驗結(jié)果和實驗報告進行評價。這主要是看學(xué)生是否能正確收集和處理實驗數(shù)據(jù)，是否能科學(xué)地分析實驗結(jié)果，是否能在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題并提出解決辦法。另外，在教學(xué)中要注重學(xué)生的反應(yīng)與感受，并對他們的理解與反省進行評估。

再次，在教學(xué)中可以采取同伴評鑒，讓學(xué)生們互相評鑒、取長補短，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與協(xié)作學(xué)習(xí)的能力；可以進行自我評價，讓學(xué)生自我反思，發(fā)現(xiàn)自身的優(yōu)點和不足，提高自我調(diào)整和自我改進的能力；還可以采用過程評價，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程而不僅僅是學(xué)習(xí)結(jié)果，如學(xué)生的參與度、思考過程、問題解決過程等，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力。

最后，在進行跨學(xué)科融合教學(xué)評價時，教師應(yīng)當(dāng)強調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新能力和跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力。比如，教師可以評價學(xué)生在實驗中運用其他學(xué)科知識解決問題的情況，或者評價學(xué)生是否能在實驗中發(fā)現(xiàn)新的問題，是否能提出新的觀點，是否能進行創(chuàng)新性的操作等。這樣，可以切實提升學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

跨學(xué)科融合教學(xué)在初中化學(xué)實驗評價中的應(yīng)用，其目的在于從多個方面對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行全面、多角度的評估，注重對學(xué)生的全面發(fā)展，尤其是對他們的創(chuàng)新能力和跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力的提高。這對增強學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，增強他們的學(xué)習(xí)成效，促進他們的全面發(fā)展，增強他們的創(chuàng)造力，都是很有意義的。

五、結(jié)語

跨學(xué)科融合教學(xué)是一種以學(xué)生為主體，以全面發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展為目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上提出了一種新的、有針對性的、可持續(xù)發(fā)展的、具有較強生命力的課程。在初中化學(xué)實驗教學(xué)中，通過合理的實驗設(shè)計，科學(xué)的實驗實施，多元化的實驗評價，可以有效實現(xiàn)跨學(xué)科融合教學(xué)，提高化學(xué)實驗教學(xué)的效果。然而，跨學(xué)科融合教學(xué)也對教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力提出了更高要求，這就要求教師不斷更新自己的教育教學(xué)觀念，提高自身的職業(yè)素養(yǎng)，更好地實現(xiàn)跨學(xué)科融合教學(xué)，為學(xué)生的全面發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。