遞進式數字化實驗賦能初中化學跨學科實踐

摘要：跨學科實踐是化學教學的重要內容，但其“拼盤化”問題和模糊評價方式制約了學生核心素養的發展。研究者以“水質檢測及自制凈水器”為例，構建遞進式數字化實驗框架，設計基礎凈水模型構建、數字化檢測系統融合、智能可視化裝置開發三個階段活動，借助光譜傳感器、開源硬件等工具，實現水質參數多維監測與實時反饋，形成“工程設計—數據采集—循證優化”的閉環學習路徑。實踐表明，該模式顯著提升了學生物質分離觀念與工程思維能力，為化學跨學科實踐提供了創新路徑。

關鍵詞：數字化實驗；跨學科實踐；凈水裝置；化學核心素養

跨學科實踐是培養學生綜合素養的重要途徑。《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“課標”）明確提出開展跨學科實踐活動的要求^[1]，旨在促進學生綜合運用知識解決問題的能力，發展創新思維，實現核心素養的提升^[2]。然而，當前跨學科實踐面臨諸多挑戰，如學科知識簡單拼湊、缺乏系統性，導致學生學習淺表化、零散化，評價方式難以準確衡量學習成果。為解決這些問題，筆者以“水質檢測及自制凈水器”為例，探索遞進式數字化實驗在化學跨學科實踐中的應用^[3]，構建項目式學習框架，引導學生在實踐中深化對化學知識的理解，培養跨學科綜合能力，為化學教學改革提供新的思路與方法。

數字技術作為現代教育的重要工具，其定量化和可視化的特點為跨學科實踐提供了強有力的支持。學生利用傳感器等先進儀器，能夠實時、準確地采集實驗數據，這些數據不僅豐富了科學探究的素材，還使得抽象的科學概念變得具體和直觀。……