大概念统摄下的化学跨学科学习项目设计  

作  者:

作者简介:
黄晓娟,温州大学苏步青学院讲师,主要研究方向为化学学科教育、课程与教学论(浙江 温州 325006)。

原文出处:

内容提要:

化学课程中的跨学科学习需基于化学学科立场,以大概念为统摄,设计合理的学习情境,融合各学科知识点,指向化学学科核心素养的培养。文章以“茶文化”跨学科学习项目设计为例,提炼“茶如何促进人的健康生活”跨学科学习大概念,据此建构学习概念图,搭建知识图谱,创设学习情境,设计茶树的种植探究、茶叶的化学成分探究、水质对泡茶的影响探究、茶文学茶文化探究四个子项目,探索大概念统摄下指向化学学科核心素养的跨学科学习项目设计。


期刊代号:G37
分类名称:中学化学教与学
复印期号:2025 年 02 期

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  《义务教育课程方案(2022年版)》提出了跨学科主题学习这一学习方式[1],这标志着跨学科主题学习已纳入国家课程教学的规定。然而从跨学科主题学习的具体实践来看,仍然存在诸多教学实践困境。一线教师虽然有了初步的跨学科整合意识,但主要还是拼盘式的多学科结合,没有形成具有整合性的主题设计。从化学学科角度看,《义务教育化学课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)强调开展核心素养导向的化学教学,开展以化学实验为主的多样化探究活动,开展项目式学习,重视跨学科实践活动。[2]然而目前几乎没有基于化学学科核心素养的跨学科学习的课程资源,一线教师没有一个较好的参考模式;虽有为数不多的基于化学学科的跨学科学习,但没能自觉地指向化学学科核心素养的培育。因此,亟须基于化学学科立场,以大概念为统摄设计合理的学习情境,融合各学科知识点,探索指向化学学科核心素养的跨学科学习。本文以“茶文化”跨学科学习项目设计为例,探索大概念统摄下指向化学学科核心素养的跨学科学习项目设计。

  一、依据新课标设计学习项目主题,对接生活创设学习情境

  新课标在跨学科实践设置中将化学与环境、化学与健康等列为重要的跨学科实践议题,并将“水质检测及自制净水器”“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”等10项活动列为跨学科学习的重要实践活动。在“化学与可持续发展”跨学科学习的内容要求中提出,要指导学生运用科学和技术解决社会现实问题,了解化学与其他学科联合在解决环境、健康等相关问题上的作用,使学生在这一过程中树立人与自然和谐共生的科学自然观。在“化学与资源、能源、材料、环境、健康”跨学科学习的内容要求中也明确指出,要关注物质及其变化,理解化学在生态环保、营养健康等方面的应用,树立环保意识。通过对新课标的内容分析,笔者尝试设计以“茶文化”为主题的学习项目,将化学与营养健康、环境资源、文化发展等问题联系起来,形成一个主线较为清晰的跨学科主题实践活动。“茶文化”这一主题操作实施的可行性强,相关资源在生活中容易获得,包含学生常见的生活现象和问题,更能激活学生的生活经验,使学生由生活经验通向科学探究。

  另外,“茶文化”这一主题可以将新课标列出的空泛、抽象的课程内容情境化和具体可操作化。我们知道,脱离情境的知识毫无意义,只有通过社会活动,个人才能在思维中建构认知。也就是说,知识是在具体生活情境实践中建构的,知识只有与具体情境紧密相连才能发挥其活性,否则难以凸显知识的可迁移性。因此,笔者进一步对“茶文化”跨学科学习项目进行情境创设,将“茶文化”这样包含化学、物理、生物学、文学等诸多学科知识的学习项目生活化,将其中的学习内容与学习者的经验联系起来。

  近年来奶茶经济繁荣,奶茶成为年轻人喜爱的茶饮产品,但网络上常有奶茶伤害身体健康的新闻,引发热议。那么奶茶是否健康,怎么样的茶饮才是健康的?中国是茶文化的发源地,你知道茶叶从种植到冲泡都有哪些门道吗?学生对奶茶比较熟悉,有一定的认识,便于调动经验自主学习。同时,学生对奶茶有较浓厚的兴趣,由此引发对茶本身的化学成分、种植、水质、冲泡调饮等具体问题的进一步探究。这个情境创设促使学生积极参与其中,强调从集体经验社会化学习活动中建构个体化的意义,使学生有较强的参与感,让学生直面问题,从多角度进行探究,建构个体化知识模型。

  二、确立跨学科学习大概念,建构学习概念图

  (一)确立大概念,整合学习目标体系

  大概念是有组织、有结构的知识和模型[3],能够体现学科规律。大概念运用于跨学科学习可以将零散的各学科知识聚合起来,并服务于问题的解决。根据“茶文化”跨学科主题活动的课程内容,可以进一步将大概念提炼为“茶如何促进人的健康生活”。这一大概念可以统领整个学习活动的知识和能力体系,将各子任务和活动联系起来,形成一个有机的目标体系,由此可设置这一项目的学习目标(见表1)。

  由表1可知,“茶如何促进人的健康生活”这一大概念可以将各学科的知识以及多学科的抽象知识与生活情境关联起来,这样不仅可以形成清晰的项目知识图谱,也可以建构多学科的方法指南,让学生领会知识在复杂情境中的运用过程。“茶树的种植探究”学习任务主要涉及生物学、化学两个学科,学生需要调动这两个学科的知识协同解决问题,主要解决“茶树需要什么样的生长环境、土壤的酸碱性对茶树生长有什么影响”两个核心问题,这两个核心问题同时也是这一学习任务的子任务驱动。

  在学习目标上,学生需要在生物学的基础知识上通过相关的种植实践活动初步掌握茶树生长生活的环境要素,同时学会化学学科中检测土壤酸碱性的方法,了解什么酸碱值对茶树生长最有利。“茶叶的化学成分探究”学习任务涉及化学、营养学、茶艺等学科,要解决“如何检测茶叶中的化学成分、这些化学成分对人的身体健康有什么影响、如何冲泡才能使得茶汤更有益于人的健康”三个核心问题。由于茶叶的化学成分非常复杂,在探究项目设计中,教师只选取其中的茶多酚、氨基酸、茶碱、糖类物质等常见物质指导学生进行初步探究。化学成分的分析属于化学学科知识,化学成分的营养价值属于营养学的内容,如何冲泡以发挥茶叶的最佳营养价值及口感则涉及茶艺,三个任务的知识相互关联共同现实问题。水是茶之母,因此,“水质对泡茶的影响探究”这一学习任务也至关重要。学生需要对不同水的水质进行比较,并能够分析水质与茶汤品质的关系,最后能够利用物理学知识制作简单的净水器来净化水质。“茶文学茶文化探究”这一学习任务实现了文、理科的大跨越,茶不仅包含着丰富的科学知识,还孕育了底蕴深厚的茶文学与茶文化。这一学习任务可以让学生通过了解茶文学的历史,进一步感受传统的茶道精神内涵,并试图在生活中激活其现代价值。

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