中学化学跨学科教学研究现状与困境分析.pdf

年 月云南化工 第 卷第 期 ，：中学化学跨学科教学研究现状与困境分析韩祉曼，韩梅 （沈阳师范大学教育硕士研究生院，辽宁沈阳 ；沈阳师范大学教师教育学院，辽宁沈阳 ）摘要：跨学科教学是基础教育课程改革的关注点。化学作为自然科学中的一门基础学科，应注重与其他学科之间的联系。以 中 年 月至 年 月的 篇关于中学化学跨学科教学研究的文献为研究对象，利用 可视化分析功能及 工具，从年度发文量、关键词共现进行可视化分析，并从概念界定、价值阐释、教学设计思路、教学评价角度进行观点的综述，在此基础上对中学化学跨学科教学研究存在的困境进行分析，并提出了中学化学跨学科教学的相关建议，以期为推进中学化学跨学科教学的理论和实践研究提供参考与借鉴。关键词：中学化学；跨学科教学；困境分析；中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，）：，：；义务教育化学课程标准（年版）（以下简称“新初中课标”）优化了课程内容结构，新增了“化学与社会跨学科实践”栏目 。普通高中化学课程标准（年版 年修订）（以下简称“新高中课标”）提出：“在化学教学中，教师应重视跨学科内容主题的选择和组织，加强化学与物理学、生物学、地理学、材料科学和环境科学等学科的联系”。可见，中学化学课程标准均对开展跨学科教学提出了指向性要求。当前我国中学化学跨学科教学研究的进展又如何呢？本文通过对 年 月至 年 月以来中学化学跨学科教学研究相关文献的分析，力图把握现阶段中学化学跨学科教学研究现状，并对该领域尚待解决和需要持续研究的问题做出归纳与反思，为推进相关领域研究进程提供一些启示。相关文献发文量如图 所示。图 相关文献年度发文量 中学化学跨学科教学的研究现状 基于研究文本的可视化分析本文采用主题词检索、人工筛选相结合，在 中国学术期刊全文数据库进行检索，剔除弱相关文献，共得到 篇文献，其中期刊论文 篇，硕士学位论文 篇。基于 可视化功能的年度发文量分析由图 可知，我国中学化学跨学科教学研究发轫于 年，此时我国对“跨学科”的目标要求不再仅局限于培养复合型人才，开始注重基础教育阶段学生“跨学科素养”的提升。年，相关研究进展步履维艰，但 年后出现了跳跃式的提升，这与教育部关于 年 月云南化工 第 卷第 期 ，全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见指出要“充分发挥学科间综合育人功能，开展跨学科主题教育教学活动，将相关学科的教育内容有机整合，提高学生综合分析问题、解决问题能力”几乎同期。年，年均文献数量迅速攀升，此现象较大程度归因于 普通高中课程方案（年版 年修订）提出要“关注学科间的联系与整合”。基于 的关键词共现分析将样 本 文 献 以 格 式 导 入 ，所生成的关键词共现图谱如图 所示，共有节点 个，连线 条，密度为 。其中，“高中化学”“学科融合”“跨学科”“教学设计”“初中化学”等关键词出现的频率较高。中心性较高的关键词为“高中化学”“学科融合”“跨学科”“初中化学”“化学”。通过分析可知频次与中心性成正相关，说明研究者的关注热点较为集中。从研究学段来看，相关研究高中多于初中，高中化学更深入化学学科本质，高中生问题解决、自主学习能力优于初中生，开展主题性、项目式的跨学科教学可操作性更强 。从研究整合学科来看，化学与生物相结合的跨学科教学研究较多，两门学科均强调以“宏微结合”的方式认识世界，也有研究者试图寻找化学与物理的交叉点开展相关研究。从研究内容看，化学跨学科教学的理论研究较为匮乏，“教学设计”、“教学实践”等方面的研究成果较丰富。图 关键词共现网络图谱 基于研究文本的观点分析 关于概念界定的研究杜惠洁、舒尔茨认为跨学科教学是指以一个学科为中心，在这个学科中选择一个中心题目，运用不同的学科知识，展开对所指向的共同题目进行加工设计和教学 。基于这一观点，相关研究者提出了化学跨学科教学的概念界定。如，侯爱静指出“化学跨学科教学是以化学学科为中心，寻找多学科交叉点并抽提出相关问题进行探索，以使得学生在其中能够利用不同领域的知识、技能并得到发展和运用”。陈佳阳认为化学跨学科教学是化学教学与跨学科教学的融合，是“在化学教育目标下，以化学学科为中心，选取问题并运用不同学科的知识解决问题的有意义的教学活动”。上述概念界定虽表述有所差异，但内涵大体一致，均指出了化学跨学科教学是以化学学科为中心，关联其他相关学科的教学活动；化学跨学科教学的基点是源于真实情境中的问题，落脚点是在真实问题的解决中促进学生综合问题解决能力的提升。关于价值阐释的研究关于价值阐释的研究可归纳为课程价值和教学实践价值。从课程价值角度梳理，其一，跨学科教学加速课程内容体系的整体构建。“新初中课标”新增了“化学与社会跨学科实践”学习主题，这一主题与主题 、在知识上紧密结合，在育人价值上侧重落实“科学态度与责任”核心素养，为化学跨学科教学的有效实施提供了纲领性引导 。其二，跨学科教学切合学科核心素养发展的目标诉求。如，郭统认为“新高中课标”凝练的五大化学学科核心素养具有明显的跨学科性质，并提出 综合实践活动也需要多学科视角来完成 。从教学实践价值来看，许厚琴通过对初中化学与汉语言、物理等学科进行跨学科教学论证得出，加强学科间联系能够适应素质教育的要求，避免“高分低能”的情况出现 。胡双的研究结果表明在化学教学中开展跨学科教学有助于帮助学生深入理解化学知识，拓宽知识视野 。陈懿、陈静以发展学生的跨学科素养和化学学科核心素养为基础，探索了“素养为本”的项目式学习基本流程，学生在跨学科学习过程中能够实现知识的再构建，有效促进核心素养的发展 。关于教学设计思路的研究相关研究者大多通过案例研究的形式来论证学科之间的跨学科教学。从共性特征来看，苏传清、占小红以“指纹破案”为主题，以“子问题链 教学内容 学习活动 教学评价”作为教学设计思路 。王英彤等人综合高中化学和生物学科，围绕“无糖饮料”课题，提出“四环节 问题线 知识线 素养线”的教学思路，以课程内容结构化来引领教学实践变革 。周玉芝以“环节 主要活动 驱动性问题 活动目标”设计出了“发展中的化学学科”的跨学科项目式教学案例 。上述化学跨学科教学案例开发中的教学设计思路遵循郑长龙教授提出的 模型 ，该模型以“新高中课标”中“内容要求”“学业要求”“教学提示”三部分构造出的一种化学课堂教学的模型，内容、活动、情境、评价、策略、目标六要素缺一不可，整体共同作用于课堂教学。以个性差异而言，不同研究者对于化学跨学科教学设计思路的侧重点也值得探讨。其一，部分研究者提出跨学科教学设计中“大概念”的构建。如，江合 年 月云南化工 第 卷第 期 ，佩、林艺玲设计了大概念统领下的化学跨学科项目式学习，“大概念”有助于学生形成对多个学科的高层次迁移 。其二，部分研究者强调跨学科教学指向真实情境下的问题解决，张泽远等人在真实问题研究的基础上，对需要解决的问题逐步改进和优化，层层推进跨 学 科 教 学 模 块，真 正 培 养 学 生 解 决 问 题 的思维 。关于教学评价的研究 年 月至今我国中学化学跨学科教学活动评价逐渐从“以教论教”转向“以学评教”，大多指向形成性评价和表现性评价。如，侯爱静认为跨学科教学评价是一个连续的统一体，以随时评价、纸笔测验、学生档案袋三种评价方式，贯穿于整个教学过程 。苏传清、占小红遵循“教、学、评”一体化教学理念，通过形成性评价尤其是表现性学习评价测评学生在跨学科学习活动中的表现 。燕校龙认为中学化学跨学科教学评价应包括目标、过程、成果评价，其中，成果评价以应用性评价为主，以谈话考查学生的学习成果为辅 。相比于常规化学教学的评价方案，化学跨学科教学评价不仅关注学生化学学科核心素养的达成，也关注了学生跨学科素养的提升。如，陈懿、陈静将教学评价对应教学目标，以实现学生化学学科核心素养和跨学科素养形成的可视化 。李文智以主观评价和客观测评相结合，利用学生的自主发言，使学生的思维不再局限于某一学科，实现知识的融会贯通 。中学化学跨学科教学研究的困境分析 对学科整合的认知存在差异研究者对学科整合的认知存在差异体现在两个方面。首先，学科整合程度稍显不足。化学跨学科教学内容可划分为高度整合、中度整合、低度整合三个维度，中度、高度整合的教学内容更为体现跨学科教学的价值所在 。关键词共现分析中，出现频率较高的为物理、生物学科。虽然研究者均有着化学跨学科教学这一共同的研究主题，但由于其认知存在一定差异，导致部分学科整合案例并未达到有效整合的层面，未形成实质性交叉，仅可视为简单的知识汇总，构成了一个近似完整的化学跨学科教学案例。其次，学科整合倾向于理科视角，对语文、美术等人文领域学科课程的交叉融合存在弱化趋向。以人教版高中化学必修第一册教材为例，其与数学、物理、生物等自然科学学科呈现出丰富的学科交叉特点，但正文和习题部分也体现着化学与语文、英语之间的联结。为进一步提升化学跨学科教学的质量，研究者应关注不同学科在理论阐释、思维方式以及方法论上的融合，强调有效整合而非简单拼凑。因此，如何将化学学科与其他学科建立起本质上的联系，并在此基础上实施完整、有效的跨学科教学，仍是今后有待进一步解决的问题。教学案例以个案为主当前研究者针对单个案例的研究较为深入，但对统观全局的化学跨学科教学模式的研究尚未形成科学、系统的理论体系。如，赵扬以初中化学学科作为主体，界定“水”为关键词，将地理等学科交叉设计出 课时的教学，使得学生能从多角度地认识物质 。诸如此类的研究虽体现跨学科教学的个案研究较为深入，但缺乏整体视野和顶层设计。研究者自成体系的个案研究可能会出现分析视角单一、相关研究之间的关联度不够的问题。此外，相关的案例研究也仅处于初步探索的阶段，需要反复实践来进行优化。如何优化个案研究质量的同时，逐步形成具有统摄性的、引领作用的跨学科教学设计模式与实践模式，需要基于教学实践不断改进与进一步理论提升，以提高跨学科教学研究的深度、厚度与广度。学段研究不均衡关键词共现分析中，高中学段的研究明显多于初中学段。究其原因是多种因素影响的结果。其一，从指导化学跨学科教学的纲要性文件颁布的时间来看，初中稍晚。“新高中课标”于 年底出版，在课程性质、化学学科核心素养、课程目标、课程内容、实施建议等均提及了跨学科教学相关要求；“新初中课标”于 年出版，跨学科教学体现的显性度更高，新增“化学与社会跨学科实践”学习主题，并提供了 个跨学科实践活动供教师教学选择。其二，不同学段学情差异对跨学科教学效果的影响，高中学段的深入度较佳。高中生的学习以抽象思维为主，在真实情景下对问题的思考与解决能力较强，对化学知识的结构化构建也更为精准；而初中生的学习仍以形象思维为主，在知识与经验积累方面存在不足，会在一定程度上影响跨学科教学的效果。从国家纲要性文件的指向性来看，初中学段的相关研究具有后发优势，其研究成果值得期待。中学化学跨学科教学的建议 不断提升化学跨学科教学的整合度无论是从化学学科的现代发展，还是从学生的核心素养培养来看，化学教师均需要具备一定程度的跨学科教学能力，能够优选贴切的跨学科教学主题，不断提升化学跨学科教学的整合度，在保证中度整合的基础上不断推进学科间的高度整合。首先，教师可以着重寻求学科核心素养间的整合点，探索指向核心素养的跨学科教学主题。其次，教师可以立足于化学课程标准和教材，以化学学科关注的情景化内容出发确定跨学科教学主题，引导学生利用跨学科思维来解决某一社会问题或解释某种社会现象。需要注意的是，化学跨学科教学虽关注学科内外部的融会贯通，但必须坚持以化学学科为主体，有效处理好化学学科本体教学与跨学科教学之间的关系。积极开展化学跨学科教学模式的探索化学跨学科教学案例研究需不断深化、拓展，探 年 月云南化工 第 卷第 期 ，索出具有统摄价值的化学跨学科教学模式。教师可以通过一课多磨、案例研修、多师同堂等多种形式，审视和梳理有关的化学跨学科概念与内容，优化教学策略设计、教学方法设计以及评价设计，形成化学跨学科教学典型案例，提炼出化学跨学科教学的基本流程，建构出具有较强迁移价值的跨学科教学模式，能在具体的跨学科教学中依据学情、教学内容等因素作出动态性调整。其中，立足学情能确保跨学科教学中师生之间的良性互动；教学内容的选择须以化学学科知识作为本体，其他学科的知识内容和思维方法要符合学生的最近发展区，且学生的已知基础尽量大于未知基础。加强初中化学跨学科实践活动的落实初中生的学习以形象思维为主，在知识与经验积累方面较高中生存在不足，如何基于初中生学情，开展多样化、综合化的跨学科实践活动，具体可从以下两方面着手。首先，基于“新初中课标”为跨学科实践活动的开展提供基础和保障。教师可以研读并参考“新初中课标”中的内容要求、学业要求、学业质量等有关跨学科的内容，如，“新初中课标”中提出的 个跨学科实践活动可具体分类为行动改进类、作品制作类、探索调查类，不同类别凸显着不同的社会意义和育人价值。其次，教师应根据教学实际需要，考虑到初中生的能力水平，注意目标达成的进阶性，拆解活动的复杂任务，并通过过程性评价和总结性评价相结合的方式等加强化学跨学科实践活动的高质量实施。总结与展望综上所述，自 年月以来，中学化学跨学科教学的相关研究无论是理论层面还是实践研究均取得了一定的进展，整体丰富了中学化学跨学科教学研究领域的发展，越来越多的研究者参与到化学跨学科教学研究的队伍中。但与此同时，该研究领域也存在对化学跨学科整合的认知有待深入，以及理论研究有待深化、学段研究有待均衡的研究困境。基于此，提出了三点中学化学跨学科教学建议：一是不断提升化学跨学科教学的整合度，二是积极开展化学跨学科教学模式的探索，三是加强初中化学跨学科实践活动的落实。总之，跨学科教学是时代发展的必然要求和重要趋势，需要教育研究者和一线教师协同配合，只有持续不断地进行本土化理论研究与实践，才能在化学跨学科教学这一研究领域取得更丰富的研究成果。参考文献：中华人民共和国教育部义务教育化学课程标准（年版）北京：北京师范大学出版社，中华人民共和国教育部普通高中化学课程标准（年版 年修订）北京：人民教育出版社，中华人民共和国教育部全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见 （）中华人民共和国教育部普通高中课程方案（年版 年修订）北京：人民教育出版社，安留敏高中跨学科教学研究述评 教育研究与评论，（）：杜惠洁，舒尔茨德国跨学科教学理念与教学设计分析 全球教育展望，（）：侯爱静高中化学跨学科教学研究 新乡：河北师范大学，陈佳阳中学化学跨学科教学研究评述 化学教学，（）：胡久华，张恺琦 义务教育化学课程标准（年版）解读 化学与社会跨学科实践 化学教育（中英文），（）：郭统高中化学跨学科融合教学案例设计与实践研究 郑州：河南大学，许厚琴化学跨学科教学的意义 科学咨询（教育科研），（）：胡双高中化学中渗透物理学科知识的交叉教学实践研究 天津：天津师范大学，陈懿，陈静高中化学项目化学习设计的实践和探索 化学教学，（）：苏传清，占小红化学课程中跨学科主题教学设计的探索 以“指纹破案”为例 化学教学，（）：王英彤，王秋，石峰新课程背景下高中化学跨学科主题教学设计 “探秘无糖饮料”化学教学，（）：周玉芝跨学科项目教学案例 魔力沙 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