基于核心素養的理化交融性校本課程的開發研究

摘 要：新的課程教育改革指導綱要中，明確提出了施行“國家、地方和學校三級課程管理”的內容.在這一背景下，積極構建校本課程，充分發揮其補充和拓展價值，已成為培養和發展學生學科素養的重要途徑.以高中物理和化學課堂教學作為載體，針對核心素養下理化交融的校本課程開發進行探究，可以更好地培養學生的跨學科學習意識，融會貫通理化知識，提高學生的學習方法和技巧，培養學生的核心素養.

關鍵詞：核心素養；高中物理；高中化學；綜合交融；校本課程

中圖分類號： G 632 文獻標識碼： A 文章編號：1008-0333（2023）12-0050-03

收稿日期：2023-01-25

作者簡介：陳月秋（1990.8-），女，江蘇省揚州人，本科，中學一級教師，從事初中物理教學研究；

于進（1989.12-），江蘇省揚州人，本科，中學一級教師，從事初中化學教學研究.

基金項目：本文系揚州市教育科學“十二五”規劃課題“基于核心素養的理化交融性校本課程的開發研究”研究成果（課題編號：2020/ P /093）

在高中階段，物理和化學的知識點相對抽象，是學生學習的難點.從學科本質上，二者在知識基礎上具有相同性；在研究視角上，具有互補性.教師在教學的過程中，需關注物理與化學知識間的密切聯系，通過理化交融的校本課程幫助學生實現跨學科探究能力，提升學生的理化綜合素養.

1 校本課程與理化交融校本課程開發重要性研究

1.1 校本課程概述

伴隨著新課程改革的深化，適合本校具體情況的“校本課程”成了專家、學者研究的重點.自此之后，“校本課程”開始出現在師生的視野中，并以其獨特的教育價值彰顯出極大的魅力.與國家和地方課程體系相比，校本課程是素質教育的“有力抓手”，成為落實學科素養素養的主要途徑.校本課程的實施，有效彌補了國家統一性課程中存在的弊端，學校可結合自身的特點、學生的實際需求等，為學生量身定做針對性的課程.在校本課程中，課程的開發權利逐漸“下放”，逐漸從教育部、課程專家的手中，下放到學校的一線教師.一線教師則結合學校的實際情況、學生的學習需求，重新配置教育資源，融入本地的素材，積極構建具有針對性、具備特色的校本課程.

1.2 理化交融校本課程開發重要性研究第一，適應科學發展的必然趨勢.

當今時代，科學技術得到前所未有的發展、進步，且伴隨著人們對跨學科知識應用重要性認識的逐漸深化，各個學科之間的聯系、交叉也更加深入，傳統學科的界限逐漸被打破，跨學科教學理念逐漸興起.在這一背景下，促進物理、化學學科的有效整合，是科學發展的必然趨勢.

第二，適應新課程改革的必然要求.在新的課程標準中，明確了物理、化學學科的育人價值，要求教師應順應新課程改革的要求，創新人才培養模式，并結合理化學科的特點，從綜合性的角度出發，全面加強跨學科內容的教學，使得學生在學習的過程中，拓展自身的視野，開闊思路，能夠運用綜合性知識分析問題、解決問題.因此，從這一角度上來說，積極開發理化綜合性的校本課程，契合了新課程改革的要求.

第三，落實“立德樹人”的必然要求.在新的課程標準中，明確了“立德樹人”這一育人目標，旨在為社會培養出德智體美勞全面發展的綜合性人才.“立德樹人”充分體現了國家的教育思想、教育目標、教育內容.因此，在日常教學工作中，應充分發揮各個學科的育人價值，密切關注各個學科的聯系，借助跨學科的主題活動，將具備關聯的學科內容整合到一起，使得學生在綜合性課程學習中，形成一定的核心素養.

第四，教育適應社會發展的必然要求.新時代下，社會發展進入到前所未有的高度，同時也出現了新問題，包括溫室效應、能源問題等，并且這些問題日益復雜.在面對新的社會背景，學生唯有具備綜合性的知識，才能應對這類問題.因此，唯有適應社會發展的必然要求，打破學科的限制，密切相關學科的內在聯系，以便于學生在綜合性的課程中，為社會培養出綜合性、創造性的高素質人才.

2 核心素養視域下理化交融校本課程開發案例研究

2.1 積極尋找聯合整合點

基于核心素養視域下理化交融校本課程開發的原則和路徑，指向高中物理和化學學科素養的要求，教師結合具體的教學內容，搜集兩個學科的相同點，將其整合起來，開發基于理化交融的校本課程，滿足學生核心素養發展的需求.例如，在“電動勢”的理化校本課程開發和實施中，鑒于該知識點在物理和化學中所占據的地位，教師從整體的角度出發，分別指向兩個學科素養的內容，為學生設計了不同的校本課程探究任務.從化學的角度上來說，圍繞“化學反應與電能”相關知識，對“ Zn-Cu 稀硫酸原電池實驗”進行操作、觀察、討論，并運用所學的化學知識，將原電池的工作原理揭示出來；從物理學科的角度上來說，可將校本課程的任務設計為圍繞對電動勢能概念進行討論（如圖1所示）.

圖1

根據圖1中的甲圖進行分析，以化學知識作為中心，學生圍繞教師設計的以下問題展開探究性學習：

問題一：金屬電極是金屬晶體，以微粒種類作為研究的角度，分析金屬晶體中蘊含的微粒都包括哪些？

問題二：從微粒運動這一視角出發，將金屬電極插入到溶液中，會出現什么樣的溶解平衡現象？當達到動態平衡的時候，金屬表面的電荷層、溶液中相反的電荷離子之間會形成一個穩定的雙電層，且這一雙電層會產生一定的電勢差.通常，金屬的性質越是活躍，電勢就會越低.那么，金屬鋅和金屬銅分別又是什么極？

問題三：從粒子移動這一角度出發，金屬銅的電勢要明顯高于金屬鋅，兩級之間存在電勢差的現象.當電路接通之后，會立即形成電場，而電場中電子則以光速傳遞，使得外電路中的電子出現整體定向移動的現象，負極失電子的物質、正極得到電子的物質所發生還原反應的方程式是什么？

問題四：從微粒變化的角度進行研究，在電場的作用下，溶液中的 H+、SO 2-4是如何通過定向移動的方式，最終實現了電荷平衡的目的？

問題五：從宏觀的角度出發，對正、負極現象進行觀察，并結合所學的知識將電極上發生的化學反應表示出來？

同時，再次引導學生圍繞圖1中的乙圖進行觀察，引導學生從物理的角度上，圍繞電源電動勢概念的建立，完成相關知識的探究學習：

探究任務一：在電源外部，正電荷受到電場力的作用，會出現從正極到負極移動的現象，電場力做功的情況如何.

探究任務二：為了保證正負極之間存在電勢差，需要將負極中堆積的正電荷不斷移動并輸送到正極中.

探究任務三：在電源內部存在一種搬運力，將正電荷從負極搬運到正極.這個力會對正電荷做正功，而從化學的角度上來說，就是陽離子不斷進行遷移，最終達到正極.

探究任務四：從能量的角度上來說，電源是借助非靜電力做功，并將其他形式的能量進行轉化，使其成為電能.

探究任務五：在物理學中，非靜電力做功和被移動電荷的比值，對非靜電力做功的本領進行精準反應，并將其定義成為電動勢.

2.2 融入生活素材

在理化交融性校本課程開發中，為了進一步提升探究學習的結果，促使學生對此知識點形成更加全面、深刻的認知，教師需要將理化交融性校本課程內容與學生實際生活進行有效鏈接，收集和整理學生生活中的資源和素材，開發和利用本地的理化資源，積極地融入理化交融性校本課程中，激趣勵學，增強學生的探究動力，實現理化知識的本地化、趣味化和綜合化，為學生的各項探究活動提供支持.以學生在冬天中常用的“暖寶寶”作為切入點，引導學生閱讀其說明書，使得學生在閱讀中，明確其構成原料：鐵、蛭石、無機鹽、活性炭、水.在這些原料中，學生對蛭石比較陌生，教師就為學生補充了相關的課外資料，使其明白蛭石是一種鐵鎂質鋁硅酸鹽礦物，當其在受熱的情況下，就會產生迅速猛漲的現象.如此，以生活情境作為探究學習的基礎，圍繞“暖寶寶工作實質”進行化學實驗探究，運用導線，將鐵片和碳棒連接起來，使其成為兩個電極.之后，再在導線之間接入靈敏電流計，將實驗中的兩個電極平行插入到一個原電池反應槽中，其中含有5%的 NaCl 溶液.在該實驗的過程中，當電流計指針出現了偏轉的現象，鐵片上就會出現一紅褐色的物質.如此，學生經過化學實驗就會對“暖寶寶”工作實質形成深刻認知：原料中的鐵會在潮濕的環境中發生化學反應，鐵和炭在化學反應的過程中，會對鐵的氧化反應產生加速的現象，進而導致其產生更多的熱量；同時，依然以“暖寶寶”這一生活情境，引導學生從物理學的角度進行思考和分析，圍繞“原電池中的電動勢”進行探究，即：電動勢就是電路中每通過1C的電荷，電源將化學能轉化為電能，使其成為電能所做的功.

2.3 構建與其相適應的評價體系

核心素養下，在構建理化一體的校本課程時，為了保證整個校本課程的效果，還應圍繞學生探究學習的結果進行評價.鑒于理化交融性校本課程的內涵，必須要轉變以往傳統課程評價的方式.具體來說，在理化交融性校本課程學習中，教師在學生完成之后，可指導學生借助實驗報告的方式將其呈現出來，而教師在理化交融性校本課程教學進行評價的時候，不僅僅要關注學生的實驗結果，關注呈現出來的實驗報告，還應關注學生運用跨學科知識解決實際問題的能力，確保教學評價標準更加全面、客觀.另一方面，在理化交融性校本課程的探究性學習中，是以小組的形式進行的.因此，在實施評價的時候，也遵循了學生的主體地位，引導學生對理化交融性校本課程學習進行回顧，并按照教師給定的標準，對小組內其他學生、自己進行評價，促使學生在參與評價的過程中，對自己形成全面、清晰的認知，明確未來努力的方向.

綜上所述，新課程改革背景下，基于高中物理和高中化學學科的特點，積極尋找兩門學科的連接點，適當地融入本地的素材和資源，契合學生的生活實際，開發并設計理化交融性校本課程.通過理化交融性校本課程的開發和應用，有效地豐富學生學習內容，拓展學生視野，使之成為培養學生學科素養的“有力抓手”，實現學生能力與素養的提升.

參考文獻：

阮偉文，張濱.高中物理實驗校本課程開發的思考與策略.中學理科園地，2021，17（06）：27-28.

包琴.高中物理與化學學科交叉內容的教學設計研究.蘭州：西北師范大學，2021.

穆銘.理化生融合項目式學習實踐可行性研究.中小學校長，2021（04）：14-20.

李文智.高中化學、物理、生物跨學科知識整合與實踐研究.銀川：寧夏大學，2020.

［責任編輯：李 璟］