山東省汶上縣康驛鎮(zhèn)第一中學(xué) 陳萍
2022年4月頒布的《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(2022年版)》，強調(diào)發(fā)揮課程協(xié)同育人功能，明確要求各門課程原則上要用不少于10%的課時設(shè)計跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。作為初中化學(xué)教師，在實際教學(xué)中也經(jīng)常遇到化學(xué)與語文、數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科知識相融合的題目，這類題目的特點是綜合性強，難度系數(shù)大，學(xué)生得分率低。因此，在平時的教學(xué)中加強跨學(xué)科知識的教學(xué)和應(yīng)用就顯得尤為重要。
跨學(xué)科學(xué)習(xí)是一種各學(xué)科融會貫通的深度學(xué)習(xí)活動，能夠激發(fā)學(xué)生的靈感，達成對核心知識的再建構(gòu)和思維遷移，同時對學(xué)生思維方式、做題技巧、整合資源提出了挑戰(zhàn)。那么，我們在課堂中應(yīng)如何開展跨學(xué)科知識教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動更具綜合性、實踐性、探究性、開放性和可操作性呢？下面，我就結(jié)合自己的教學(xué)實踐淺談一下初中化學(xué)如何利用跨學(xué)科知識解決問題。
一、利用文學(xué)素養(yǎng)，開啟化學(xué)之門
化學(xué)學(xué)科有其獨特的表述方式，物質(zhì)的變化和現(xiàn)象的描述都要借助語言文字表達，教師首先引導(dǎo)學(xué)生理解文字含義，然后再去做題。如學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)變化和物理變化時，我們常遇到這句話“日照香爐生紫煙，遙看瀑布掛前川”，很多學(xué)生只依據(jù)字面含義，認為“香爐”是焚香的器具，其實不然，“香爐”指的是香爐峰，不難分析出這里的“煙”其實指山峰在陽光的照耀下透過霧氣的折射散發(fā)著紫色的煙霧，輕松地分析出該變化屬于物理變化。
再如《夢溪筆談》中記載了用“苦泉水”制取銅的方法：“挹其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅；熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅。”以此文記錄了兩種冶銅工藝。“挹”字屬于生僻字，很多學(xué)生不認識，教師利用偏旁提手旁分析出“挹”為動詞，聯(lián)系后面“其水”指代“苦泉水”，學(xué)生不難分析出“挹”字有舀的意思，“熬”字表示把物質(zhì)放在容器里用文火慢煮或干煎，同學(xué)們就能找出反應(yīng)條件是加熱，那么“熬成膽礬”即將硫酸銅溶液蒸發(fā)制得硫酸銅晶體，“久之亦化為銅”即鐵釜中的鐵變成銅，學(xué)生就能聯(lián)系到金屬與鹽溶液反應(yīng)的知識，從容地做出本題。在教學(xué)中教師平時要引導(dǎo)學(xué)生“咬文嚼字”，審清題意，提取關(guān)鍵詞，找出做題的突破口。
二、利用數(shù)學(xué)儲備，提升解題能力
數(shù)學(xué)與化學(xué)不可分割，化學(xué)中有些知識的建構(gòu)是以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的，數(shù)學(xué)中的坐標(biāo)系、數(shù)軸、十字交叉、極值等知識在解決化學(xué)問題時會起到事半功倍的效果，在教學(xué)中如果適時地運用已有的數(shù)學(xué)建模思想去解決新接觸的化學(xué)知識，學(xué)生能輕松地解決問題。如在學(xué)習(xí)固體物質(zhì)溶解度和溶解性知識時，我們利用數(shù)軸的思想用三個點將數(shù)軸分成四部分，將文字記憶轉(zhuǎn)化為圖形記憶，深深地印在學(xué)生的腦海里。
再如，圖形題成為了這幾年的熱門題型，能考察學(xué)生分析圖形、提取信息的能力，其中坐標(biāo)圖形題考察最多，在教學(xué)中學(xué)生如果能運用“一線兩軸三點四交叉”四部曲就能輕松自如地解決問題。一線：看這條曲線的變化趨勢；兩軸：看橫軸和縱軸表示的含義；三點：起點、拐點、終點，其中拐點一般代表恰好完全反應(yīng)；四交叉：看交點，表示兩者之間的數(shù)量關(guān)系。這就要求學(xué)生首先要了解坐標(biāo)系的基本知識，再融合化學(xué)知識去完美解答。
三、利用物理思維，巧解化學(xué)命題
俗語說“理化不分家”，物理化學(xué)知識的生成模式都是相似的，物理中的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等知識有時是解答化學(xué)題目的依據(jù)，這就要求教師首先有一定的知識儲備，從學(xué)生已經(jīng)建構(gòu)的物理知識遷移到化學(xué)中去。如我們在學(xué)習(xí)溶解度時會涉及力學(xué)和溶解度融合的題目。如圖所示，一物體懸掛在飽和氯化鈉溶液中，在恒溫下向燒杯中分別加入下列物質(zhì)。（懸掛物不參與反應(yīng)）
（1）如果加入氯化鈉晶體，彈簧示數(shù) 。
（2）如果加入蒸餾水，彈簧示數(shù) 。
（3）如果加入氯化鉀晶體，彈簧示數(shù)
在這一題目中，飽和氯化鈉是本題的關(guān)鍵詞，結(jié)合飽和溶液的定義，在溫度不變的情況下不能再溶解氯化鈉晶體，但是還可以溶解其它的物質(zhì)，結(jié)合密度和浮力之間的關(guān)系本題就迎刃而解了。
再如，化學(xué)反應(yīng)中常伴隨著能量的變化，如果在密閉容器中反應(yīng)，氣壓就會發(fā)生變化，假使學(xué)生有這些知識基礎(chǔ)，解決問題時思維跨度不會那么大，更容易接受。圖1為利用氣壓傳感器測定紅磷燃燒時集氣瓶內(nèi)氣壓變化的實驗裝置。點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入集氣瓶中并把塞子塞緊，待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水夾。集氣瓶內(nèi)氣壓的變化情況如圖2。
下列說法不正確的是
A. BC段氣壓增大的主要原因是燃燒放熱
B. CD段氣壓減小的主要原因是集氣瓶內(nèi)氧氣不斷被消耗
C. DE段氣壓增大的主要原因是燒杯中水進入集氣瓶后，氣體體積減小
D. 若用木炭代替紅磷完成此實驗，集氣瓶內(nèi)氣壓變化趨勢與圖2基本一致
同學(xué)們借助“熱脹冷縮”物理知識，很容易理解BC段氣壓變大的原因，結(jié)合化學(xué)知識磷能與氧氣反應(yīng)，消耗了密閉容器中氣體，導(dǎo)致氣壓變低，打開止水夾，外界大氣壓大于瓶內(nèi)氣壓，燒杯中的水在大氣壓的作用下壓入到集氣瓶內(nèi)，氣壓又回到原來數(shù)值。這兩題目體現(xiàn)了，物中有化，化中有物。所以在教學(xué)中教師要做一個博學(xué)專長的引導(dǎo)者，關(guān)注教學(xué)資源的整合，有意識地引導(dǎo)學(xué)生把在物理中學(xué)到的知識、方法等遷移、延伸到化學(xué)中去，以輔助解決化學(xué)問題。
四、利用生物知識，實現(xiàn)化學(xué)探究
初中化學(xué)側(cè)重于研究物質(zhì)的變化及其規(guī)律，生物側(cè)重于研究生物的生長發(fā)育、生理結(jié)構(gòu)、遺傳與變異，但兩者的共性是以科學(xué)探究為手段，初中生接觸生物要早于化學(xué)，就可以把生物探究實驗的思路應(yīng)用到化學(xué)中去。如某年一道中考題：市售劣質(zhì)蛋白粉往往添加食用香精、淀粉，從顏色和味道都難以分辨，少量樣品驗證這種蛋白粉中含有淀粉的方法是？學(xué)生首先要了解生物中所學(xué)的淀粉遇碘液變藍這一性質(zhì)才能進行實驗探究，然后利用化學(xué)取樣檢測的方法去解決這個問題，兩學(xué)科的共同特點都是從生活走進科學(xué)，然后服務(wù)于生活。
每個學(xué)科有獨特的教學(xué)方法和解題思路，化學(xué)中跨學(xué)科教學(xué)不是對各科知識的簡單堆砌、給予和灌輸，而是以化學(xué)課程內(nèi)容為主干，運用并整合其他課程的相關(guān)知識和方法，促進學(xué)生學(xué)習(xí)的綜合化，使學(xué)生形成結(jié)構(gòu)化的知識和思維，以全面的觀點和思維去認識客觀世界和解決實際問題，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的培育，幫助學(xué)生實現(xiàn)綜合發(fā)展。
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