初中化學教學跨學科理念的融合應用研究

作者簡介：張嬌（1988～），女，漢族，貴州畢節人，黔西市杜鵑街道野壩學校，研究方向：中學化學教學。

摘 要：初中化學教學中，跨學科教學以建構主義理論、學習遷移理論為理論基礎，其核心思想在于通過多學科知識的融合，提高學生解決實際問題的能力。深入解讀《義務教育化學課程標準（2022年版）》，可見其課程理念、課程目標、課程內容均對跨學科教學提出了要求。基于新課標的指引，初中化學教師應當以化學學科為核心，遵循系統性、問題驅動和實踐性的基本原則，強化跨學科活動的設計與應用，凸顯學生在活動中的主體地位，引領學生綜合運用多學科知識解決實際問題，發展化學核心素養。

關鍵詞：初中化學；跨學科；融合應用

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）29-0099-06

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）的出臺，將“跨學科”“項目性”“綜合性”等作為新課標下課程改革的方向。教育部教材局局長田慧生在談及“新課標”時明確提到：新課標將以發展學生“核心素養”為導向，強化“跨學科”主題活動設計，以增強課程的綜合性與實踐性。為什么新課標要實施跨學科教育呢？研究者們給出了答案：學生生活是完整的，對相關問題的解決需要綜合運用多學科知識。在課程教育中強化跨學科理念的融合應用，更有助于凸顯教育的完整性。

在初中化學教學中，筆者近來深化了跨學科教學研究。通過跨學科理念在初中化學教學中的融合、跨學科主題實踐活動的開展，文章認為：與局限于化學學科本身的教育模式相比，跨學科教學模式在初中化學教學中的構建與應用，能夠讓學生在更為廣闊的平臺學化學、用化學，形成化學科學思維，提高解決生活問題的能力。基于跨學科理念在新課標下的重要價值意義，文章以初中化學教學為例，研究跨學科理念在初中化學教學中融合應用的策略。

一、 初中化學跨學科學習理論概述

（一）核心概念界定

1. 跨學科教學

早在20世紀20年代，“跨學科”一詞便在國外教育體系出現，并逐步形成了完整的教育體系。1926年，伍德沃斯公開使用“跨學科”一詞并對其內涵進行了定義，認為“跨學科”是“涉及兩個或多個學科的研究領域”。此后，很多國家學者開啟了“跨學科”教學研究，并基于研究對其內涵進行了界定。

20世紀80年代，我國學者開啟了“跨學科”教學的研究。國內學者吳維民認為：“跨學科”是由多門學科相互融合而形成的學科。劉仲林則認為：跨學科，是指不同學科理論、方法的有機融合；是突破學科邊界進行的研究或教育。

綜合學術界關于“跨學科”教學的研究，立足新課標，文章將跨學科教學定義為：以一門學科為中心，突破學科邊界，融合不同學科知識、方法解決問題的教學方式。文章中的中心學科，指初中化學學科。

2. 跨學科實踐活動

新課標強調化學教育要突出跨學科主題活動的設計與應用。那么，何為跨學科實踐活動呢？國內學者國立民認為：跨學科實踐活動，是以問題為載體，突破學科邊界，引領學生綜合應用多學科知識解決問題的學習活動。巫文昕在研究跨學科實踐活動的過程中提到：跨學科實踐活動，是綜合運用多學科知識解決真實復雜問題，以獲得最佳解決方案的項目式實踐活動。

本研究的觀點：跨學科實踐活動，是以解決復雜的、真實的問題為目標，綜合運用多學科知識探索解決方案的學習活動或實踐活動。

（二）理論基礎

1. 建構主義理論

建構主義理論，亦稱結構主義理論，代表人物主要有皮亞杰、維果斯基等人。通過梳理相關研究文獻可見：關于該理論的研究，最早可追溯到哲學家維柯，后皮亞杰等人在其思想理論的基礎上進一步研究，最終形成了建構主義理論。

建構主義理論內涵豐富，強調自主建構是學生知識習得的有效路徑。其中，建構主義理論的“知識觀”認為：知識具有情境性；而其學習觀認為：學習是一個“生成性”的過程，是學生在原有知識基礎上通過主動地、積極地認知而“生長出”新知識的過程。

文章中，筆者研究新課標下初中化學跨學科教學模式的構建，跨學科主題活動的設計，需要充分凸顯學生化學學習的主體性，強化學生在復雜問題解決過程中的自主建構。因此，文章認為：跨學科學習理論，是文章研究的理論基礎。

2. 學習遷移理論

學習遷移理論，是研究學習遷移現象的理論，以官能心理學為基礎，其代表人物為18世紀德國心理學家沃爾夫。學習遷移理論有多種不同的類型，如形式訓練說、相同要素說等，這兩種不同的類型，其主要區別在于對遷移是否需要條件的論述。

學習遷移理論的核心要義，是一種學習對另一種學習的影響，而這種影響，可能是積極的，也有可能是消極的。一般而言，具有促進作用的影響，被稱為正遷移；反之，具有消極作用的影響，則被認為是負遷移。

本研究中，筆者研究初中化學跨學科教學。“跨學科”的本質，凸顯的亦是一種學科學習對另一種學科學習的影響，且強化的是具有促進作用的影響。因此說：學習遷移理論，是本研究的理論基礎。

二、 初中化學課程標準對化學跨學科教學的要求分析

新課標對初中化學實施跨學科教學格外重視，并明確了化學教育要開展跨學科實踐活動的要求，這是我國教育發展史上首次以課程標準的形式正式提出跨學科教學。為全面充分了解初中化學教學跨學科教學模式的組織實施，筆者深入梳理了新課標，并從課程理念、課程目標以及課程內容等方面，簡要闡述初中化學課程標準對化學跨學科教學的要求。

（一）課程理念對跨學科教學的要求

深入解析初中化學新課標，可見其凝練了5個課程新理念，其中有3個是針對跨學科教學實踐活動的，具體為：

一是發展“核心素養”的要求。新課標明確了“核心素養”在課程教育中的統領地位。深入解析化學學科核心素養，可見其與物理、生物學科核心素養具有高度的一致性。尤其是其關于學生“科學思維”“科學探究與實踐”的論述，化學、物理、生物等學科的論述具有高度的契合性。

二是“大概念”統領的要求。新課標強調了知識教育“整體性”的要求。大概念統領，則具有促進知識結構化的功能。而“注重學科內的融合與學科間的聯系”，則是初中化學“大概念統領”的要點。深入解析初中化學跨學科主題實踐活動，可見其關聯學習主題大概念有明確的對應關系。例如，初中化學跨學科實踐活動“微型空氣質量‘檢測站’的組裝與使用”，對應的大概念為物質的多樣性、化學與可持續發展。

基于上述分析可見：新課標之“課程理念”，明確了初中化學教學中構建跨學科教學模式的要求。

（二）課程目標對跨學科教學的要求

新課標的一大顯著亮點，在于構建了基于“核心素養”的課程目標體系。其中，“科學思維”“科學探究與實踐”等目標要求，對教師構建跨學科教學提出了明確的要求。尤其是其中關于“設置跨學科問題，拓寬學生解決問題的視角”的相關論述，進一步明確跨學科教學對培養學生科學思維、提升學生創造性解決問題能力的重要性。

（三）課程內容對跨學科教學的要求

課程內容是課程實施的載體，是一切教學活動開展的前提和基礎。因此，對化學課程內容的解讀，對幫助教師構建跨學科教學具有積極的促進作用。

深入解析新課標的內容要求，可見其中多個類型的實踐活動，都凸顯了跨學科教學理念。以“調查研究”類的跨學科主題實踐活動為例，“垃圾的分類與回收利用”“海洋資源的綜合利用與制鹽”等，都是其中極為重要的活動類型。相關主題實踐活動的開展，都需要學生綜合利用多學科知識，以促進活動項目目標的實現。

以“垃圾的分類與回收利用”實踐活動為例，實踐活動的開展，需要綜合應用化學、生物、地理、道德與法治等學科知識內容。其中，涉及“化學”的內容為：金屬與金屬礦物；化學與資源、能源、材料、環境等；涉及“生物”的內容為：生活垃圾的分類、垃圾處理主要辦法：涉及“地理”學科的內容為：垃圾的產生、分布、危害以及處理；涉及“道德與法治”的內容為：有關垃圾分類和回收利用的相關法律法規。

從上述分析可見：初中化學主題實踐活動的內容，需要綜合運用跨學科知識點方能得到完美的解決。因此說：在初中化學教學中構建跨學科教學模式，是新課標對初中化學教學的基本要求。

三、 初中化學教學跨學科理念融合應用現狀調查研究

為全面、充分了解初中化學教學中跨學科理念融合應用的現狀，筆者以所執教地區的初級中學為例開展了調查研究。研究發現：現階段的初中化學教育，依然局限于化學學科本身，教師跨學科理念、跨學科教學模式的融合應用不足。具體問題如下：

（一）教學理念層面：教師跨學科意識不強

常言道：思想是行動的指南。新課標下，初中化學教師的教育理念是否與新課標相契合，很大程度上決定了其教學內容、教學組織實施方式是否符合新課標的改革與發展。通過深入開展調查研究，文章認為：現階段，初中化學教師客觀存在跨學科意識不強的問題。例如，在訪談中，針對問題“你是否了解跨學科學習理念？”，絕大多數教師表示“了解一點”，但要深入解讀其內涵，多數教師不能完整地論述“跨學科教學”。又如，針對“你是否了解新課標中課程理念、課程目標、課程內容以及課程評價模塊關于跨學科教學的論述？”這一問題，考查的不僅僅是教師對跨學科教學的解讀，更是其對新課標的解讀。問題調查的結果表明：對新課標，初中化學教師的解讀普遍停留在淺層層面而缺乏深層次的認知。尤其是新課標關于跨學科教學的論述，多數教師并沒有敏銳地捕捉到其深層次的內涵。

整體而言，現階段，正是因為初中化學教師對跨學科教學意識不強，影響了跨學科學習理念在初中化學教學中的融合應用。

（二）教學行動層面：缺乏跨學科教學的實踐經驗

教師是否具有跨學科教學的組織實施經驗，不僅影響跨學科教學組織實施的頻度，同時也影響效度。關于初中化學跨學科實踐活動組織實施的頻度，新課標有了明確的規定，即跨學科實踐主題學習活動占本學科總課時的10%。但研究發現：現階段，初中化學教師跨學科主題實踐活動的組織實施經驗較為匱乏。

首先，化學教育依然以講授為主，實踐活動開展不足。雖然新課標強調初中化學的教育應當強化學習活動的設計與應用，強化科學探究與實踐，以促進學生化學科學思維能力的提升。然而，研究發現：現階段，初中化學的教育依然以講授為主，且“講授”以教師向學生的單向講授為主。這種以“講”為主的化學教育，導致相關實踐活動的開展明顯不足，這不僅制約了學生科學探究與實踐能力的發展，更影響了初中化學教學的改革創新。

其次，跨學科教學實踐經驗缺失。對初中化學新課標的解讀表明：新課標首次提出了“跨學科”教學理念。“首次”這一概念表明：在以往的課標中，并沒有涉及“跨學科”這一思想。可以說：在初中化學教育史上，“跨學科”是一個全新的教育理念。正是因為這一理念于現代教師而言較“新”，從而使得教學實踐中，教師關于跨學科教學的組織實施尚處于摸索的階段，組織實施經驗的缺失，在一定程度上影響了跨學科理念在初中化學教學中的推廣應用。

四、 初中化學教學跨學科教學理論建構

（一）跨學科教學設計的基本原則

1. 化學學科中心性原則

“跨學科”教學，是以一門學科為中心，綜合應用多學科知識解決復雜問題的教學實踐模式。由此可見，教師在構建跨學科模式的過程中，務必要把握好中心學科，以突出學科知識綜合應用的主與次。因此，初中化學教師在構建跨學科教學模式的過程中，應當遵循化學學科中心性原則，有效規避主次不分的桎梏。

例如，“基于碳中和理念設計低碳行動方案”跨學科實踐活動，本次實踐活動，不僅需要應用化學學科知識，同時還需要綜合應用生物、技術與工程的內容，以推動教學目標的實現。其中，在實踐活動設計的過程中，為凸顯化學學科的中心性，教師主要從CO2的性質、轉化入手，基于物質及其應用的角度，引導學生認識CO2的再利用，而后設計可行的低碳行動方案。在此過程中，生物、技術與工程的知識內容，主要發揮其輔助性作用。

從上述教學案例可以看出，在教學設計中，教師充分遵循著化學學科的中心性原則，其他學科知識的輔助性原則。這種主次分明的跨學科教學設計，不僅能夠突出核心知識點，同時也有助于培養學生的跨學科學習思維，提高教學的質量。

2. 系統性原則

在初中化學教學中構建跨學科教學實踐模式，其核心在于凸顯教育的完整性與系統性。因此，初中化學教師在設計跨學科實踐活動的過程中，要關注不同學科知識之間的內在聯系性，基于整體的視角規劃實踐活動內容，科學合理地設置內容結構，確保各學科知識之間基于一定的邏輯關系緊密結合。同時，整合碎片化的、孤立的知識結構，建立緊密的知識網絡體系，更有助于深化學生對知識的理解，從而達到1+1>2的教學效果。

例如，“基于碳中和理念設計低碳行動方案”跨學科實踐活動，本次實踐活動，教師以化學學科為中心，融合了生物、工程與技術相關內容，以搭建系統化的CO2知識結構體系。實踐活動過程中，從行動內容、方案的設計開始到作品的展示，教師都基于整體性的視角，優化教學內容結構，充分凸顯了教學系統性的基本原則。

3. 問題驅動原則

在初中化學教學中構建跨學科教學模式，以建構主義理論為基礎。而建構主義理論的學習觀，則強調學習是學生自主建構，是“生成性”的過程。因此，跨學科實踐活動的設計，教師在設計的過程中，要遵循問題驅動的基本原則，以“問題”驅動學生深度思維，從而促使其自主建構和“生成”新的知識。

例如，在“比較不同果蔬中維生素C的含量”跨學科活動設計中，筆者以“養生廚房”為真實情境，基于“問題驅動”的基本原則，以“問題”貫穿整個實踐活動的始終，不僅深化了學生對實踐活動內容的理解，同時也有效地激活了學生的跨學科學習思維，提高了教學實效。如在任務明確環節，設計并提出問題：你知道，果蔬中維生素C排名第一的是哪一種嗎？為引領學生設計日常補充維生素C的方案，設計問題：日常生活中，我們如何補充和預防維生素C的流失？

整體而言，這種以問題為驅動的跨學科實踐活動設計，不僅能夠更好地引領實踐活動發展的方向，培養學生的跨學科學習思維，亦有助于推動教學目標的實現。

4. 實踐性原則

在初中化學教學中融合跨學科學習理念，多以“跨學科”主題實踐活動的形式開展。我們知道：之所以要強化“跨學科”，源于部分復雜的問題需要綜合應用多學科知識進行解決。因此，在構建初中化學跨學科教學模式的過程中，教師要遵循實踐性的基本原則，盡可能通過實踐活動的開展，全面提高學生綜合應用多學科知識的素養。

（二）跨學科教學設計的程序

1. 活動前期設計

活動前期的設計，我們也常常稱之為教學準備設計。這一環節，在整個跨學科實踐活動設計中顯得尤為重要。活動前期設計中，教師要關注以下幾點：

一是分析育人價值。分析實踐活動的育人價值，能夠幫助教師更加客觀地審視跨學科知識融合的價值意義，促進教師教學理念的轉變。以“基于碳中和理念設計低碳行動方案”案例為例，本案例中，教師不僅要融合化學學科知識點，同時還要融合生物學等學科知識內容，這不僅有助于促進學生化學觀念的發展，同時也有助于發展其思維觀念。可以說：多學科的融合，更有助于促進學生的發展，凸顯育人價值。

二是分析教學內容。教學實踐中，內容具有載體性、奠基性作用，教師一切教學活動的設計與實施，都需要以內容為基礎。因此，初中化學教師在設計跨學科實踐活動的過程中，務必強化內容分析，建立實踐活動內容與其他學科知識內容橫向與縱向的聯系，促使知識結構更加緊密，提高跨學科實踐活動的成效。首先，從橫向上來講，教師要強化跨學科內容之間的水平結構；其次，從縱向上來講，教師要通過問題或問題鏈的方式，強化知識之間的邏輯聯系，實現知識內容的縱深化發展。

三是分析學情。基于新課標背景的初中化學教學設計，對學情的分析是不可或缺的教學環節。之所以要強化“學情”的分析，源于深入的分析，更有助于幫助教師把握學生的現有水平以及可能發展的水平，把握好其“最近發展區”，最終提高教學設計的針對性與可行性。

四是活動目標設計。教學實踐中，目標具有導向性、引領性的關鍵作用。在教學準備環節強化、優化教學目標的設計，更有助于讓教師的教學內容、過程等具有方向性。在初中化學跨學科教學設計的過程中，教師在教學準備環節，也應當以新課標為標準，以核心素養為引領優化跨學科主題活動目標的設計。當然，在目標設計的過程中，為避免教學目標過于復雜，教師也需要遵循化學學科的中心性原則。

2. 活動過程設計

跨學科主題實踐活動的過程，是整個教學的重要組成部分。在過程設計的過程中，初中化學教師要做到以下幾點：

一是強化問題情境的設計。在闡述初中化學跨學科主題活動設計的過程中，筆者特別提到了問題驅動原則，主要源于“問題”對活動的過程具有重要的驅動性作用。因此，針對每一個跨學科主題實踐活動，初中化學教師在設計的過程中，都應當以化學學科為中心，以其他學科為輔助強化問題情境的設計，充分凸顯學生在問題分析和解決過程中的主體性作用，提高活動成效。

二是探究活動的設計。美國著名教育家杜威在早期的教育研究中提出了“從做中學”的思想，充分凸顯了“做”在學生知識習得中的重要性。因此，在初中化學跨學科主題實踐活動的設計過程中，教師要注重探究活動的設計，相關的活動，當以學生小組為單位進行，促使學生在合作、探究的過程中形成跨學科學習思維，提高化學教學的實效。

3. 活動評價設計

初中化學教學“跨學科”理念的融合應用，教師亦要重視活動評價設計，通過“過程與結果”相結合、“師生評價”相結合的方式，以評價診斷活動成效，導向新的思路和方法，推動跨學科理念在初中化學教學中的深度融合。

五、 初中化學教學跨學科教學案例實踐

在開展初中化學教學跨學科理念融合應用的過程中，筆者深化了教學案例的設計與應用，從中總結經驗和方法。本部分，筆者以“垃圾的分類與回收利用”為例，簡要闡述活動過程和方法，為一線初中化學教師優化跨學科實踐活動的設計與應用提供有效的借鑒。

（一）活動主題與跨學科內容設計

本次實踐活動主題為“垃圾的分類與回收利用”，九年級化學，課型為新授課。在開展主題實踐活動之前，筆者強化了活動前的育人價值、課程內容、學情以及目標設計。通過深入研究與設計，文章認為：該項目隸屬于“調查研究類”的跨學科實踐活動的范疇，其重心在于引領學生深入調查研究當前垃圾污染這一社會性科學議題，通過互聯網大數據手段查詢數據、開展社會調查，以獲取有關垃圾污染的數據，通過探討與研究，分析成因并提出建議。活動項目的開展，旨在培養學生保護環境的意識和習慣，同時樹立可持續發展的理念。

立足活動主題與目標，筆者“跨學科”內容設計如下：①核心知識：垃圾分類；固體廢棄物的回收方法；②化學觀念：分類觀；③調查研究類綜合實踐活動：化學與環境；④跨學科知識融合：生物、地理、道德與法治；⑤建立跨學科大概念。

上述的主題與活動內容設計，使得整個實踐活動的目標更加清晰，方向更加明確。同時，在設計的過程中，筆者充分遵循了化學學科中心性的基本原則，凸顯了其他學科知識對教學目標達成的輔助性作用，夯實了跨學科教學的基礎。

（二）核心活動設計

實踐活動是初中化學教師融合跨學科學習理念的重要組成部分，同時也是學生習得知識和方法的載體。因此，初中化學教師在開展跨學科實踐活動的過程中，務必要重視核心活動的設計，充分凸顯學生在活動過程中的主體地位，通過“從做中學”的方式，達到深度學習與思考，發展核心素養的教育目標。

“垃圾的分類與回收利用”實踐活動中，筆者設計核心活動有三：①信息收集活動。本次信息收集活動，借助互聯網信息技術手段的方式進行，學生需要依托互聯網，了解國內垃圾污染現狀以及對環境帶來的危害；②調查實踐活動。調查實踐是本次活動的重要組成部分，調查實踐依然凸顯學生主體地位，要求學生以所居住的社區為例，了解該社區的垃圾分類、回收利用情況，分析本社區垃圾處理的方法，匯總相關數據。③實踐檢驗。學習垃圾分類處理的標準和方法，了解國內有關垃圾分類與處理的法律法規，以家庭為單位開展垃圾分類實踐，樹立“保護環境，人人有責”思想。

上述核心活動的設計，將信息的收集、調查研究以及實踐檢驗有機整合起來，活動的過程凸顯了學生的主體地位。在實踐活動進行的過程中，教師要強化引導，尤其是注重問題驅動與情境的設計，激活學生問題思維，提高跨學科實踐活動成效。

（三）鞏固、反思與評價

鞏固、反思與評價，是本次實踐活動的最后環節，同時也是教師總結、升華的環節。在這一環節，筆者亦凸顯了“問題”的驅動與導向作用：學完本節課，同學們對垃圾的分類、處理有什么看法？針對教師的問題，學生小組基于自身的信息收集、調查研究進行了總結發言。這一環節的設計，有助于鞏固學習的知識內容，促進教學反思。而作為教師，應當基于教學的主題和目標，對整個活動的過程進行總結，重點突出“保護環境，人人有責”的思想，培養學生社會責任感，發展核心素養。

六、 結論

通過開展初中化學跨學科教學實踐，結合“垃圾的分類與回收利用”等活動案例，文章認為：與局限于單學科的化學教育模式相比，跨學科知識的融合、相關主題實踐活動的開展，對培養學生的跨學科意識和思維，提高學生綜合解決問題的能力具有積極的促進作用。因此，初中化學教師應當深入解讀新課標關于“跨學科”的解讀，強化跨學科主題實踐活動的設計、應用，促使學生在廣闊的平臺學化學、用化學，發展其化學核心素養。

參考文獻：

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