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《跨学科视域下初中物理-化学实验教学一体化策略与实践研究》2024年5月学习资料

来源: 发布时间:2024-05-28 13:59:18 浏览次数: 【字体:

文献目录

 

[1]李媛.核心素养视域下中学化学物理跨学科融合项目式学习的策略研究[J].教师, 2024(4):54-56.

[2]叶燕珠, 沈雪青, 吴新建,汪阿恋.STEM视域下初中化学跨学科项目式学习实践探究——以"探秘火箭发射"为例[J].化学教学, 2024(4):38-45.

[3]王海玉.初中理化生实验课学科整合策略与思考[J].学周刊, 2023(24):63-65.

[4]程园琴.新中考改革背景下化学在理化生知识融合中的教学探索与实践[J].考试周刊, 2023(21):136-139.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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中学化学物理跨学科融合项目式学习的价值主要体现在提升学生的创新思维、问题解决能力和实验技能,同时增强团队协作能力。例如,通过设计融合性任务,学生能够在更广阔的视野下探索知识,比如在物质构成的教学中结合物理的分子热运动,促使学生从微观角度思考。此外,创设跨学科融合的情境有助于学生在实际问题中整合不同学科的知识,如分析鸡蛋在稀盐酸中的反应,这能锻炼他们的学科思维和综合分析能力。在后续拓展学习中,教师应设计与生活实际相关的任务,如探究化石能源使用的影响,这不仅加深了知识的应用,还培养了学生的社会责任感。科学的评价机制,如以生为本和核心素养导向的评价,能有效指导学生的学习进程并促进其全面发展。

创设跨学科融合的情境在给出任务的同时,教师应于教学中创设情境,以帮助学生发展学科思维,使其在跨学科知识融合状态下突破自我发展局限。强调这一点的原因在于,若知识涉及多个学科,但没有情境作为补充,学生将因知识的丰富性与复杂性而不知从何着手,在教师铺开情境且使学生进入情境后,学生则会在情境框架内完成目的明确的项目内各项知识综合整理与共同探讨。例如在完成实验室制备二氧化碳方法的知识点学习之后,教师可基于项目式学习的需要创设情境,即要求学生分析把一个洗干净的、完整的鸡蛋置于稀盐酸中,将可能出现什么现象,以便引导学生学以致用。学生基于刚刚学习并掌握的知识,将得出有气泡出现的结论。教师可进行实验演示,让学生看到鸡蛋可以在盐酸内不断做上下“潜泳”。受此现象的鼓励,学生的求知欲望激增,会更为认真地审视情境内的各个细节,包括气泡附着在鸡蛋壳上能够起到增加浮力的作用等。接下来教师提出跨学科问题:浮力大小既和排开液体的体积相关,又和液体的密度相关,若反应期间消耗一部分盐酸之后,其液体密度是否会出现变化,变得更小呢?在此问题的带动下,学生的思路将从化学跨越到物理,再重新回到化学视角。此种情境构建及指导方式,会对学生的综合思维方式造成影响,使其逐步进入立体交叉分析状态。事实上,物理与化学两门学科中的关联知识点较多,像如何基于化学知识进行电流方向和电源正负极的判断;如何分析天平砝码生锈的化学原理,以及它会对测量造成什么样的影响等。教师可借此创设情境,以利于项目式学习的最终落实。

中学化学物理跨学科融合项目式学习是提升学生核心素养的有效途径。设计融合性任务能激发学生跨学科认知,如在物质构成的教学中结合物理的分子热运动,引导学生从微观层面理解。创设情境,如鸡蛋在稀盐酸中的反应,能帮助学生在多学科知识的交织中解决问题,如分析浮力变化涉及的化学和物理原理。后续拓展学习应关注理论与实际的联系,如调查化石能源使用的影响,这既锻炼了学生的实践能力,也培养了他们对社会问题的关注。教师的角色转变为引导者,学生则成为项目学习的主体,通过这种方式,学生的综合思维和知识运用能力得以全面发展。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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该研究探讨了在STEM(科学、技术、工程和数学)框架下的初中化学跨学科项目式学习,以“探寻火箭发射的奥秘”为例。项目旨在通过火箭原理的探究,促进学生对燃料利用、化学反应速率、复分解反应和物理原理的理解。在任务一中,学生研究火箭的工作原理,而在任务二中,他们探讨了不同类型的火箭燃料,如液氧液氢、液氧煤油等,分析其优缺点。项目评价注重学生的证据推理、模型建构、科学思维和创新意识的培养。此外,教师需把握跨学科的度,确保教学内容的深度、广度和效度。项目学习目标涵盖了科学、技术、工程和数学四个维度,旨在提升学生的综合素养。例如,学生通过设计和改进火箭模型,不仅学习了化学和物理知识,还锻炼了工程技术和数学应用能力。

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在初中理化生实验课的学科整合中,提升教师的专业素质是关键。教师需要拓宽知识面,与其他科目教师交流以丰富教学知识储备,并提升实验教学能力,掌握各科实验的原理和方法。此外,教师还需要关注最新的教育政策和课程标准,如《义务教育物理课程标准(2022版)》和《义务教育生物课程标准(2022版)》,以确保整合的教学方案符合要求。在教学实践中,教师可以运用游戏法导入实验教学,激发学生的学习兴趣,同时结合讲授法讲解实验理论,提升学生对实验的认知。优选实验教学资源也是重要策略,教师应收集和整理多样化的实验资源,以丰富学科整合的内涵。通过这些策略,可以提升学科整合的效率和效果,适应初中教育改革的发展需求。

(一)提升教师专业素质,奠定学科整合基础

初中理化生实验课学科的有效整合需要教师拥有良好的专业素质。授课教师不仅要明确本学科实验教学的重点、难点、疑点,还要明确其他学科的实验教学内容,并掌握其他学科实验教学的原理、方法。目前,部分初中教师仍然存在单科教学能力强,综合科目教学能力弱的问题,不能胜任理化生实验课的整合工作,为实验课学科的有效整合造成负面影响。实际教学中,教师应当认识到提升自身专业素质的必要性,积极应用不同方法进行自我提升。

(二)确定学科整合目标,笃定实验教学方向

有明确的教学目标,才能为理化生实验课的学科整合工作指明方向。教师必须认识到确定整合目标的重要性,并根据实际教学需求设计合理的整合目标,才能保证学科整合工作能够按部就班、有条不紊地进行。然而,由于初中物理、化学、生物课程的教学内容不一样,教学方向不一样,部分教师在确定整合教学目标时存在思路混乱的教学问题,影响学科整合工作目标的拟定。对于这一问题,教师可以通过挖掘三门学科的教学关联,整合三门学科实验教学目标来解决。

(三)优选实验教学资源,丰富学科整合内涵初中物理、化学、生物课程教材中的实验教学资源有限。若教师只将教学目光聚焦在教材上,忽略了对教材之外实验教学资源的收集、整合、分类、利用,容易导致实验课教学内容单薄,影响学生综合素质的提高。实际教学中,教师有必要根据理化生实验课学科整合工作的需要收集并整理相应的教学资源,解决实验教学资源不足的问题。一方面,教师应利用线上、线下多种渠道收集实验教学内容,如初中物理的“天平测质量”“弹簧测力计测力”“测定液体的密度”;初中化学“空气中氧气含量的测定”“电解水”“木炭还原氧化铜”;初中生物的“观察动植物细胞的结构”“观察植物的蒸腾现象”等实验。收集实验资源时,教师应注意将缺乏操作步骤、缺乏实验现象、缺乏实验结论、取法实验操作注意事项的教学资源删除,以免无效教学资源混入学科整合教学当中,影响教学质量。另一方面,教师应根据理化生实验课学科整合的教学需求,为学生准备天平、弹簧测力计、烧杯、玻璃管、酒精灯、化学药品、显微镜、植物细胞、动物细胞等实验仪器、实验药品,以满足学生的实验操作要求

(四)融入有效教学方法,提升学科整合效率

(五)完善教学评价体系,优化学科整合效果

1. 完善实验课评价标准,促进学生综合发展。科学、客观、合理的评价标准是高效评价的基础。在初中理化生实验课学科整合教学背景下,教师只有完善实验课的评价教学标准,才

能照顾到不同学生的实验学习发展需求,使不同学生在客观、准确的点评下认识到自身在实验学习中的不足,并解决自身的问题。由于初中物理、化学、生物实验课的教学内容、教学目标不完全相同,初中学生的物理、化学、生物实验学习基础不完全相同,“一刀切”的评价教学方案势必会忽略部分学生的评价学习感受,最终影响学生的学科整合学习积极性。为

此,教师可以在原有教学评价标准的基础上,设计具有初中物理、化学、生物实验课教学特色的评价标准,同时结合学生的偏科情况、学生的发展需求适当调整评价标准。通过设计人性化、个性化的教学评价标准,解决“一刀切”的评价教学问题,使学生能够在实验学习过程中收获满足自身综合发展需求的教学评价,并根据评价内容适当调整自身的学习方向、学习重点,促进学生的综合发展。

2. 完善实验课评价方式,推动学生反思提高。评价方式过于单一会影响教学评价的客观性,导致学生对自身情况的认识不足。初中理化生实验课学科整合教学过程中,教师应认识到单一教学评价模式的缺陷,主动将其他教学评价方式用于整合教学当中,使学生能够从不同角度、不同层面反思自身的学习优缺点,从而促进学生的全面提高。

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理化生知识融合的重要性在于帮助学生理解学科间的关联性,如化学作为物理学和生物学之间的桥梁,连接了宏观与微观世界。知识的多元互补体现在整合交叉知识点,如化学中的二氧化碳检验与生物学中呼吸作用的联系。概念厘清化则要求教师处理好学科间可能存在的矛盾点,如光合作用产物的不同描述。明确融合点包括科学知识、思维和价值观的融合,旨在培养学生的跨学科能力和科学素养。然而,融合教学也面临挑战,如教师备课难度增加和寻找有效融合方法的困难。例如,化学教师需整合物理和生物知识,创设综合实验教学,提高学生理解。同时,设计融合作业能丰富作业内容,促进学生综合能力的提升。

 

化学所扮演着的是承上启下的中心学科角色,物理学属于上游基础学科,生物学属于下游前沿内容,而化学则是中游桥梁作用,这也形象地证明了理化生知识交叉融合是一种必然。在理化生知识融合的过程中,学生们会慢慢认识到这三门学科都是对自然规律的研究,它们的区别主要在于各自研究的是不同的自然规律,侧重点不尽相同。

  知识的多元互补

在理化生知识融合中,最关键的要求之一就是要凸显知识的多元互补,即要将初中物理、化学以及生物学三门课程中有交叉重复的知识点作出有效整合,并且要做好学科知识的互补说明。例如: 对化学学科中“二氧化碳的检验”可以与生物学学科的“呼吸作用释放二氧化碳”相互补充。

(二) 概念厘清化

理化生三门学科当中,在一些具体知识内容上面是存在着一定的矛盾点的。在知识融合教学的过程中,教师们要注意做好知识矛盾点的甄别和厘清工作。例如: 在化学学科中光合作用的产物为“葡萄糖和氧气”,而在生物学科中光合作用的产物则是“淀粉和氧气”。不同的学科对同一知识和概念的界定是有所区别的,教师需要在知识融合教学过程中提醒学生,并且及时对这些矛盾点进行解释、区分以及甄别,进而逐步引导学生可以对自然界以及学科知识建立起更加客观和科学的认知。

(三)明确融合点

理化生学科知识的融合点主要涉及如下几个方面: 其一,科学知识和概念的融合。在物理、化学和生物三门学科中有很多知识点是交叉重叠的,在融合教学中,教师需要对三门学科中有交叉重叠情况的知识点进行提炼,为实际教学奠定基础。其二,科学思维与方式的融合,在理化生三门学科教学中,都会涉及培养学生科学思维与方式的训练,因此,在融合教学中要重视这一内容。其三,科学态度与价值观念的融合。物理、化学和生物都是与大自然有着紧密关联性的学科,在融合教学中,教师需要对学生加强大自然观念的教育,要引导学生们建立起保护自然环境与资源的意识,要教导学生们与自然和谐相处。


一审一校:赵馨竹 潘红

二审二校:王秀荣
         三审三校:张晓华

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