初中化學跨學科實踐活動的多元研發與精準實施策略研究

摘要：在當今全球氣候變化和環境保護日益受到重視的背景下，教育領域也積極響應，致力于培養學生的環保意識和可持續發展觀念.本文以人教版初中化學九年級上冊“基于碳中和理念設計低碳行動方案”主題為例，探討初中化學跨學科實踐活動的多元研發與精準實施策略，旨在通過實踐活動培養學生的環保意識、科學探究能力和跨學科整合能力，為他們未來的可持續發展奠定堅實基礎.

關鍵詞：跨學科實踐活動；多元研發；實施策略；初中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2025）08-0110-03

收稿日期：2024-12-15

作者簡介：方越，本科，二級教師，從事初中化學教學研究.

初中化學作為基礎教育的重要組成部分，不僅承擔著傳授化學知識的任務，還肩負著培養學生科學素養、創新思維和跨學科整合能力的重任.跨學科實踐活動作為一種創新的教學模式，通過整合不同學科的知識和方法，為學生提供了一個多元化、開放性的學習平臺，有助于他們更全面地理解科學原理，提高解決實際問題的能力.

1初中化學跨學科實踐活動的多元研發策略

1.1確定跨學科主題，奠定多元研發基礎

在初中化學跨學科實踐活動的研發過程中，首要任務是確定一個具有跨學科特性的主題，為多元研發奠定堅實基礎.以“基于碳中和理念設計低碳行動方案”為例，這一主題不僅緊密圍繞初中化學的核心知識，如碳元素的性質、化學反應與能量轉化，還自然地延伸至其他多個學科領域.通過這一主題，教師可以引導學生從多角度、多層次探討碳中和的科學原理、實踐路徑以及社會影響，從而激發學生對環境保護和可持續發展的興趣和責任感.確定這樣的跨學科主題，有助于整合不同學科的教學資源，形成協同育人的合力，為學生的全面發展提供廣闊空間.

1.2融入跨學科元素，豐富多元研發方式

1.2.1結合物理學科：深化能源與碳排放的理解

為了讓學生更深入地理解碳排放與能量消耗之間的關系，可以設計一系列結合物理學科的活動.首先，通過課堂講解和實驗演示，引導學生掌握能量守恒定律和熱力學原理，明確能量在轉化和傳遞過程中的守恒性，以及熱能轉化為其他形式能量時的效率問題.接著，組織學生進行實地考察，如參觀發電廠、熱力站等，讓學生親身體驗能源轉換的過程，了解提高能源利用效率的重要性.此外，可以利用物理學科中的實驗方法和測量技術，如使用溫度計、功率計等工具，監測和評估不同設備的能耗和碳排放情況，從而培養學生的實驗技能和數據分析能力[1].

1.2.2融合生物學科：探索碳循環與生態平衡

生物學科的知識對于揭示碳循環的自然機制至關重要.在跨學科實踐中，可以組織學生進行生態系統考察，觀察植物的光合作用和動物的呼吸作用，了解碳元素在生物體中的循環過程.同時，通過講解生物多樣性的重要性，引導學生認識到保護生態環境對于維持碳平衡的關鍵作用.為了增強學生的實踐操作能力，可以設計實驗，如測量不同類型植被的碳吸收能力，或者分析不同生態系統中的碳匯作用，這些活動有助于學生形成生態文明的觀念，增強保護自然環境的意識.

1.2.3聯合數學學科：構建碳排放模型與數據分析

數學學科的數據分析和模型構建能力在碳中和實踐中發揮著重要作用.可以引導學生學習如何收集、處理和分析碳排放數據，包括家庭、學校、社區等不同層面的數據.通過聯合數學學科，學生可以掌握基本的統計方法和數據分析技能，如繪制碳排放趨勢圖、計算碳排放量等.此外，還可以利用數學模型，如碳排放預測模型、低碳行動效果評估模型等，幫助學生預測碳排放趨勢和評估低碳行動的效果，這些活動有助于培養學生的邏輯思維能力和科學探究精神，提高他們的數學素養和實際應用能力.

1.2.4攜手地理學科：探究地理因素與碳排放的關系

地理學科的知識有助于學生了解不同地區的碳排放情況和環境承載能力.可以組織學生進行地理考察，探究氣候、地形、人口分布等地理因素對碳排放的影響.例如，通過比較不同氣候區域的碳排放情況，學生可以了解氣候變化對碳排放的潛在影響；通過分析不同地形條件下的能源消耗和碳排放情況，學生可以認識到地形條件對能源利用和碳排放的制約作用.此外，還可以利用地理學科中的地理信息系統（GIS）技術，為學生提供可視化支持，展示碳排放的空間分布和動態變化[2]，這些活動有助于學生更科學地設計低碳行動方案，提高他們的地理素養和環保意識.

1.3創新跨學科形式，提高多元研發效果

在初中化學跨學科實踐活動的研發過程中，創新跨學科形式是提高多元研發效果的關鍵.教師可以嘗試采用項目式學習、情境模擬、實地考察、在線協作等多種形式，激發學生的學習興趣和探究欲望.例如，可以組織學生開展“校園低碳行動方案設計”項目，讓學生分組進行實地調研、數據分析、方案設計和成果展示，這樣的實踐活動不僅可以鍛煉學生的團隊協作能力和問題解決能力，還可以讓他們在實踐中深刻體會碳中和理念的重要性和緊迫性.同時，教師還可以利用信息技術手段，如虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等，為學生創造更加沉浸式的跨學科學習體驗，提高他們的學習效率和效果.

2初中化學跨學科實踐活動的精準實施策略

2.1明確目標導向，制定分層實施計劃

在實施初中化學跨學科實踐活動時，首要步驟是明確活動的目標導向，這要求教育者深入理解“基于碳中和理念設計低碳行動方案”這一主題的核心價值，即培養學生的環保意識、科學探究能力和跨學科整合能力.目標應具體、可量化，如學生需掌握碳中和的基本概念、了解低碳生活的實踐方法、能夠設計并實施至少一項低碳行動方案等.基于以上目標，制定分層實施計劃至關重要.首先，將整個實踐活動分解為若干個子項目，每個子項目對應不同的學習階段和難度層次.例如，初期可側重于理論知識的講解和基本技能的訓練，如碳中和原理、能源利用效率計算等；中期則鼓勵學生進行小組合作，開展實地調研，如家庭碳排放量調查、校園節能潛力分析等；后期則要求學生結合所學，設計并展示自己的低碳行動方案.同時，為每個階段設定明確的時間節點和評估標準，確保活動的有序進行和目標的逐步實現.

2.2優化師資配置，建立協作教學團隊

跨學科實踐活動的成功實施，離不開一支高素質、跨學科的師資隊伍.學校應根據活動需求，精心挑選具有化學、物理、生物、數學、地理等多學科背景的教師組成教學團隊.團隊成員之間應定期召開研討會，共享教學資源，探討教學方法，確保活動的科學性和有效性.此外，建立協作教學機制，鼓勵不同學科的教師共同參與課堂設計和教學活動.例如，在探討碳排放與能源利用的關系時，物理教師可以負責講解能量守恒定律，化學教師則介紹燃燒反應與碳排放的關聯，而數學教師則引導學生進行能耗數據的分析和預測，這種協作教學方式不僅能加深學生對知識的理解，還能培養他們的跨學科思維能力和團隊協作能力.

2.3完善評價機制，采用多元考核方式

為全面、準確地評價學生在跨學科實踐活動中的表現，需要建立一套完善的評價機制，包括將過程性評價和結果性評價相結合，以及采用多元考核方式.過程性評價注重學生在活動過程中的參與度、合作情況、問題解決能力等，可以通過觀察記錄、小組討論評價、同伴互評等方式進行；結果性評價則側重學生的最終成果，如低碳行動方案的創新性、實用性以及實施效果等，可以采用項目展示、報告撰寫、口頭匯報等形式進行.同時，引入多元考核方式，如實驗操作技能測試、數據分析報告、創意作品展示等，以全面評估學生的知識掌握、技能提升、情感態度以及實踐創新能力，這種評價方式不僅能激勵學生積極參與活動，還能促進他們的全面發展.

2.4強化過程管理，實施動態調整機制

跨學科實踐活動的實施過程是一個動態變化的過程，需要不斷強化過程管理，并實施動態調整機制，這要求教育者密切關注學生的活動進展和遇到的問題，及時給予指導和幫助.為了加強過程管理，可以建立活動日志制度，要求學生記錄每天的活動內容、遇到的問題以及解決策略.同時，定期召開進度匯報會，讓學生匯報活動進展，分享經驗，提出問題.教育者則根據反饋情況，對活動方案進行適時調整和優化，如增加某些關鍵環節的講解、調整活動難度等.動態調整機制還包括對學生個體差異的關注.由于學生的知識基礎、學習能力和興趣愛好存在差異，教育者應根據學生的實際情況，提供個性化的指導和支持.例如，對于基礎較弱的學生，可以增加輔導時間，提供額外的學習資源；對于能力較強的學生，則可以鼓勵他們承擔更多的任務，挑戰更高的目標.

2.5深化校企合作，拓展實踐活動平臺

為豐富跨學科實踐活動的資源和平臺，學校應深化與企業的合作，這不僅可以為學生提供更真實的職業體驗和實踐機會，還可以促進學校與企業的互利共贏.首先，學校可以邀請企業專家參與活動的指導和評價，這些專家具有豐富的實踐經驗和行業知識，可以為學生提供更專業的指導和建議.例如，在探討低碳行動方案時，可以邀請環保企業的工程師介紹節能減排技術和應用案例；在評估低碳行動方案時，則可以邀請企業代表參與評審，提供行業標準和市場反饋.其次，學校還可以與企業合作開展校外實踐活動.例如，組織學生參觀企業的生產線、研發中心或環保設施，讓學生了解企業的生產流程和環保措施；或者與企業聯合舉辦科技創新大賽，鼓勵學生結合所學知識和企業需求，設計并展示創新性的低碳行動方案，這些活動不僅可以拓展學生的視野和知識面，還可以提高他們的實踐能力和創新能力.

3結束語

初中化學跨學科實踐活動的實施，不僅是對學生知識掌握程度的一次檢驗，更是對他們綜合能力、創新思維和環保意識的一次全面培養.跨學科實踐活動的成功實施離不開明確的目標導向、優化的師資配置、完善的評價機制、強化的過程管理以及深化的校企合作，這些策略相互支撐，共同構成了跨學科實踐活動的保障體系，確保了活動的順利進行和目標的圓滿實現.

參考文獻：

［1］ 王詩茹.“雙減”背景下初中化學跨學科教育的教學路徑[J].俏麗，2024（6）：7-9.

[2] 王茜，傅麗卉，蘇珉，等.初中化學跨學科項目教學實踐探索：以“基于特定需求設計和制作簡易供氧器”為例[J].化學教學，2024（4）：62-67.

［責任編輯：季春陽］