初中化學實驗教學中的跨學科整合與創新教學方法探討

摘 要：初中化學實驗教學作為培養學生實踐能力和創新精神的重要途徑，需要與時俱進，引入跨學科整合與創新教學方法，以提升教學質量和效果。主要闡述了初中化學實驗教學中的跨學科整合路徑，探討了基于跨學科整合的初中化學實驗創新教學方法，分析了在初中化學實驗教學中運用跨學科整合與創新教學方法的啟示。

關鍵字：跨學科整合；創新教學方法；初中化學實驗教學

作者簡介：陸相樂（1985—），男，廣東省深圳市坪山區坪山實驗學校。

初中化學實驗教學是化學教育的重要組成部分，通過實驗，學生可以直觀地了解化學反應的過程，掌握化學知識，提升實驗操作技能。然而，傳統的化學實驗教學方法過于注重理論知識的傳授和實驗操作技能的訓練，忽視了學生的實踐能力和創新精神的培養。因此，如何在初中化學實驗教學中引入跨學科整合與創新教學方法，是相關教育工作者應認真思考的問題。

一、初中化學實驗教學中的跨學科整合路徑

（一）與自然科學學科的整合

在初中化學實驗教學中，教師可以融入物理、生物、地理等自然科學學科的知識，讓學生通過實驗探究物質的性質和變化。

教師可以設計與物理學科相關的教學內容，將物理學知識引入化學實驗中。例如，在與測量氣體體積相關的化學實驗教學中，教師可引導學生運用物理學知識，結合氣體狀態方程和測量裝置的原理進行實驗操作。教師還可以設計能源轉化與化學反應速率的相關性的教學內容。例如，燃料電池是一種利用化學反應產生電能的裝置，教師可引導學生觀察不同反應速率對燃料電池的效率和性能的影響。

生物學是闡明生物的結構、功能和發展規律等的學科。在教學設計中，教師可以將生物學知識與化學實驗相結合，呈現一些生物物質在化學實驗中的變化［1］。例如，部分食品的烹飪、藥物的吸收和代謝、生物能源的轉化等都涉及化學反應速率知識。教師可以設計一個關于煮雞蛋的化學實驗：（1）準備雞蛋、硫化鐵、硫酸、氨水等材料；（2）將雞蛋煮熟后剝去蛋殼，并在雞蛋表面輕輕劃幾道口子；（3）將硫化鐵溶解在硫酸中，制成硫化鐵溶液；（4）將硫化鐵溶液滴在雞蛋表面，硫化鐵溶液會與蛋白質中的硫離子反應；（5）將氨水滴在雞蛋表面，生成無色溶液，同時雞蛋表面有氣泡冒出，并發生顏色變化。通過這個實驗，學生可以觀察到化學反應的過程和結果。如果想要加快反應速率，我們可以通過提高溫度或者加入催化劑來實現。

教師可設計將化學與地理學科相結合的教學內容［2］，研究化學物質在自然界中的循環過程以及人類活動對環境的影響。例如，教師可在制作電池的實驗教學中，引導學生使用檸檬酸、鋅片和銅片等制作一個簡單的酸性電池，并帶領學生研究電池的工作原理和化學反應，讓學生了解電能是如何產生的，引導學生思考如何更好地利用電能來造福人類。又如，教師可以帶領學生開展加熱碳酸氫鈉固體的實驗，引導學生思考二氧化碳氣體對環境的影響；或者帶領學生開展加熱硫酸銅溶液的實驗，引導學生思考熱量對環境的影響。

（二）與社會科學學科的整合

社會科學學科都比較有思想內涵，教師將其融入初中化學實驗教學中，能有效培養學生的思維能力。教師可以將歷史、政治、經濟等學科融入化學實驗教學中，讓學生了解化學在人類社會發展過程中的作用和影響。

將化學實驗與歷史學科整合可以讓學生探究古人利用化學反應制作各種物品的情況，幫助學生理解化學實驗的起源和發展過程。例如，教師可與學生一起討論古人發現和利用化學反應制作玻璃的過程，引導學生思考和改進制作方法，并在課后組織學生開展制造玻璃的拓展活動，讓學生自行設計實驗，利用不同的原料和設備制作不同種類的玻璃，并進行分析和比較，體會化學的歷史演變過程。

將化學實驗與政治學科整合可以讓學生了解到化學在社會倫理等方面的影響。例如，教師可帶領學生探究涉及倫理和政治的化學實驗，讓學生選擇一個與化學實驗相關的政策，并研究該政策的具體內容。根據自身的研究和分析，學生要對選擇的政策進行評估，考慮政策的有效性、公平性、可持續性等，并提出針對化學實驗的改進建議，探討解決相關社會問題的方法。

將化學實驗與經濟學科整合可以讓學生了解到化學知識與生產、銷售以及市場需求等因素之間的關系。例如，在化學實驗室中，有許多不同的化學品需要儲存。如果這些化學品沒有被正確儲存，就可能會引發危險，這是化學品在生產、運輸過程中需要特別注意的事項。對此，教師可通過化學實驗教學展示相關化學品的儲存方法，如正確保存酸和堿的方法：酸和堿通常應該分開儲存在防腐蝕的玻璃瓶中，置于陰涼、干燥處，避免陽光直射；瓶子上應該有清晰的標簽，標明化學品的名稱和濃度。

（三）與藝術學科的整合

藝術學科與人們的精神生活直接相關，將初中化學實驗教學與藝術學科融合可以培養學生將化學知識運用于藝術領域的能力。教師可以帶領學生通過相關化學實驗探究顏料、染料等物質的性質和變化，讓學生了解顏色是如何產生的以及不同顏料之間的相互作用。例如，在制作彩色玻璃花瓶時，教師可以引導學生先將玻璃管切割成適當長度，并用砂紙打磨平滑，然后將玻璃管浸入氫氧化鈉溶液中加熱，使其表面形成一層薄膜，接著將玻璃管浸入硫酸銅溶液中染色，最后將玻璃管放入糖漿中熬煮一段時間，使其表面光滑且顏色固化。在實驗過程中，學生可以根據自己的想法，設計和制作個性化彩色玻璃花瓶，充分發揮自己的想象力和創造力。這樣的教學可以培養學生的創造力和實踐能力，讓學生獲得更好的學習體驗。

二、基于跨學科整合的初中化學實驗創新教學方法

在初中化學實驗教學中，傳統的教學方法已經不能滿足現代教育的需求，因此，創新教學方法顯得尤為重要。教師可基于跨學科整合路徑，對初中化學實驗教學方法進行創新設計。

（一）引入情境教學法

情境教學法是一種將學生置于真實或模擬的情境中，讓學生在解決實際問題的過程中學習知識的教學方法。在初中化學實驗教學中，教師可以設計一些生活化的實驗情境，讓學生在實際操作中發現問題、分析問題、解決問題，從而激發學生的學習興趣和積極性。例如，在學習酸堿中和反應知識時，教師可以設計“酸堿飲料”實驗情境，讓學生通過實驗探究不同飲料的酸堿性質，從而加深學生對酸堿中和反應知識的理解。此外，教師還可以結合生活中常見的物理現象、物質結構開展情境教學。例如，在探究某種礦物質的性質時，教師可以展示多種研究方法：通過觀察礦物質的外觀、顏色、硬度等特征來推測其結構類型；通過X射線衍射實驗來確定礦物質的結構類型；通過相關實驗測定物質的熔點、沸點、密度等物理性質；通過相關化學反應來研究物質的化學性質；等等。

情境教學法能夠激發學生的學習興趣和積極性，培養學生的實踐能力和創新精神。教師應該充分利用這一教學方法，設計豐富多樣的教學活動，引導學生主動參與、積極探究，從而提升初中化學實驗教學質量和效果。

（二）采用探究式教學法

探究式教學法是一種以學生為主體的教學方法。在初中化學實驗教學中，教師可以引導學生通過觀察、實驗、討論等方式，自主探究化學知識。這種教學方法有助于培養學生在化學應用方面的獨立思考能力、創新能力和實踐能力。例如，教師可以結合生物學科中的光合作用知識設計相關實驗課題，讓學生自己查找資料，通過實驗探究植物利用二氧化碳制造氧氣和葡萄糖的過程。在這個研究過程中，學生需要了解光合作用的原理、條件和產物，掌握相關的實驗操作技巧，觀察實驗現象，分析實驗數據，歸納總結相關結論。這樣的教學活動既能激發學生的學習興趣，又能培養他們的實驗能力和科學素養。又如，教師可以融入地理學科的知識，讓學生結合相關資料研究巖石在大氣、水和生物等因素的作用下發生物理和化學變化的過程。在這一研究過程中，學生需要了解巖石中的物質發生的化學反應。這樣的教學不僅能夠加深學生對巖石風化過程的理解，還能提升學生運用化學知識解決實際問題的能力。

探究式教學法強調學生的主體地位和教師的引導作用，有利于培養學生的綜合素質和能力。在初中化學實驗教學中，教師應有效利用這一教學方法，設計豐富多樣的教學活動，引導學生主動參與、積極探究，以提升教學質量和效果。同時，教師還應該關注學生的個體差異，因材施教，讓每一個學生都能在探究式學習中獲得進步和發展。

（三）運用多媒體教學法

多媒體教學法是指利用計算機、投影儀等現代多媒體教育技術進行教學的方法。在初中化學實驗教學中，教師可以利用多媒體教學手段展示化學知識在政治、經濟等領域的應用過程、原理和結果，使學生更直觀地理解化學知識對社會的作用。例如，教師可以利用多媒體教學手段展示化學武器的使用與國際安全法等內容。通過觀看相關視頻資料，學生可以了解到化學武器的恐怖以及對人類的危害，從而形成維護世界安全的意識，變得更加熱愛和平。又如，教師可以通過多媒體教學手段展示不同地區和國家的環境污染現狀，讓學生了解空氣污染、水污染、土壤污染等問題對人類生活和生態環境的影響。此外，教師還可以向學生介紹我國在環境保護方面的相關政策、措施，如推廣清潔能源、加強環境監測等。這樣的教學能讓學生認識到環境保護的重要性，培養學生的環保意識。

在初中化學實驗教學中探討新材料、生物醫藥等高新技術產業對經濟的作用時，教師可以利用多媒體教學手段介紹石墨烯、納米材料等新型材料的研發和應用，講解基因工程、細胞療法等生物醫藥技術的發展及應用，或介紹污水處理、廢氣凈化等環保技術的創新和應用。教師通過這種方式，可以讓學生了解到化學知識在推動社會進步和經濟發展中的重要作用，激發他們對化學的探索興趣和熱情［3］。

三、在初中化學實驗教學中運用跨學科整合與創新教學方法的啟示

在初中化學實驗教學中運用跨學科整合與創新教學方法可以培養學生的實踐能力和創新精神，為學生的全面發展奠定基礎。

在應用跨學科整合與創新教學方法時，教師要明確化學實驗教學的目標，培養學生的科學素養和科學精神。在進行初中化學實驗教學時，教師要融入其他學科的知識，以提高學生的綜合實踐能力。同時，教師要借鑒其他學科的教學方法，構建跨學科的化學實驗教學內容。

為了更好地運用跨學科整合與創新教學方法，教師要加強實驗教學資源的開發與利用。教師可以通過編寫實驗教材、開發實驗軟件、建設實驗室等方式，為學生提供豐富的實驗教學資源。此外，教師還可以利用網絡資源，如在線實驗平臺、虛擬實驗室等，拓寬學生的實驗學習渠道，從而提高實驗教學的質量。

［參考文獻］

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