大概念统领下的初中化学跨学科实践活动　　

　　一、教学主题内容及教学现状分析

　　（一）教学主题内容

　　垃圾的分类与回收利用是《义务教育化学课程标准（2022年版）》学习主题“化学与社会·跨学科实践”中的一个跨学科实践活动[1]。安排在九年级下学期复习课阶段进行学习，该内容涉及的学习主题包括物质的性质与应用、物质的化学变化。

　　垃圾的分类与回收利用这一跨学科实践活动围绕真实问题解决，首先从垃圾的分类切入，引导学生从化学角度认识垃圾，将垃圾分类与化学物质分类建立联系，并思考垃圾分类的意义和价值。将垃圾进行分类后，从众多类别的垃圾中，选择了与学生生活密切相关的金属类垃圾和厨余垃圾，讨论垃圾的回收利用，从物质转化的角度构建了垃圾资源再利用的化工生产流程模型，并将其拓展到了装置设备维度。该跨学科实践活动作为一个社会性科学议题，在讨论时还需要统筹考虑技术与工程、科学伦理与法律规范等层面（见图1）。

　　

　　（二）教学现状分析

　　现有初中化学跨学科实践活动的教学案例中，多以项目式教学的形式开展，大部分为新授课，所选主题以“基于特定需求设计和制作简易供氧器”[2]、“水质检测及自制净水器”[3-4]、“基于碳中和理念设计低碳行动方案”[5-6]等为主。有研究者以“校运会火炬设计”为例[7]，采用跨学科项目式学习的方式，在复习课阶段，进行了融入化学系统性思维的尝试，但是鲜有以大概念统领跨学科实践活动的相关案例。

　　现有涉及垃圾分类或回收利用为主题的教学案例[8-10]主要聚焦于以化学视角分析垃圾分类方法对环境、健康的影响，缺乏将垃圾分类与化学中物质分类建立联系；针对具体种类的垃圾，有研究者[9，11]探讨了某种垃圾的回收利用流程与方法，但缺乏利用化学知识，将垃圾分类后回收利用思路的梳理。

　　二、教学思想与创新点

　　（一）跨学科实践活动主题的重整

　　在明确学习主题后，以初中化学人教版教材为主，生物、道德与法治学科为辅，寻找与“垃圾”相关的情境素材、知识与概念。化学知识涉及人教版教材6个单元：“我们周围的空气”与“碳和碳的氧化物”中实验室制取气体的一般思路与方法、“金属和金属材料”中金属的物理性质和化学性质的应用、“溶液”中溶解度的应用、“酸和碱”中酸与金属及金属氧化物的反应、碱与非金属氧化物（CO[，2]）的反应、“盐和化肥”中化肥的分类。生物学科涉及堆肥中的微生物发酵，道德与法治学科涉及了解垃圾分类处理相关政策、理解垃圾分类与回收的意义等。

　　（二）以大概念统领跨学科实践活动

　　跨学科实践活动具有复杂综合性，以大概念统领分析和把握知识间的纵横关系使得学习内容具有概括性、抽象性和可发展性。选取了“垃圾的分类与回收利用”为主题进行大概念统领下跨学科实践活动的尝试，将相关内容分析整合后形成统领本主题的大概念并明确其内涵：其中“物质的多样性”，“物质的变化与转化”属于化学学科本体论意义的大概念；“化学与可持续发展”作为大概念凸显了化学学科价值论意义[12]；并将一般思路与方法作为认识方法类大概念。在大概念的统领下，整体规划主题单元，明确每个学习活动对于学生大概念发展的贡献（见图2）。

　　三、教学目标

　　

　　（1）通过对垃圾分类及分类标准的讨论，认识到分类标准的制定与分类意义相关。在对垃圾分类，明确垃圾去向、用途、分类利弊并提出建议的过程中，形成可持续发展观念；进一步从物质类别的视角，分析和评价垃圾中物质的实际应用，学会对与化学有关的社会热点问题做出合理价值判断，进一步感受人与自然和谐共生的重要意义。

　　（2）通过对“废铁回收再利用过程”表示方法的讨论和分析，形成物质转化的一般思路和方法，将垃圾分类与回收利用思维模型拓展至化工生产，形成垃圾资源再利用的化工生产流程模型；并应用该模型对“电子垃圾”资源再利用进行方案设计，在回收再利用方案的讨论中，形成物质分类和转化的科学思维，同时进一步形成绿色环保、资源循环使用的可持续发展观念。

　　（3）通过对制取甲烷含量较高气体装置的不断完善，拓展实验方案设计的一般思路与方法，并基于对厨余垃圾资源化处理化工生产流程的了解，加深对垃圾资源再利用的化工生产流程模型的理解与应用，认识在解决实际问题时需要综合运用各学科知识，形成保护环境和资源再利用的意识，体会化学对社会发展的重大意义。

　　四、教学流程（见下页表1）

　　五、教学实录

　　4课时的教学活动已经完整实施。通过第1课时的学习，学生形成了对垃圾、垃圾分类的认识，能从化学的视角看垃圾中的物质分类，并初步构建了垃圾分类与回收利用的思维模型。第2，3课时将垃圾分类与回收利用思维模型拓展至化工生产，发展学生应用化工生产流程模型解决实际问题的能力。下面详细介绍第2课时教学实录。

　　1.认识金属类垃圾