义务教育化学课程中跨学科实践活动的设计与实施.pdf
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1、第 卷第期 年月 ,学科研究义务教育化学课程中跨学科实践活动的设计与实施胡久华摘要:义务教育化学课程标准(年版)对跨学科实践活动提出了明确要求。开展跨学科实践活动,有助于促进学生核心素养的发展,促进教与学方式的转变,促进教师的专业成长。跨学科实践活动的系统设计,包括确定活动主题、开展任务分析、构建内容结构、明确实施途径和素养目标、拆解复杂任务、设计系列活动和评价方案等环节。跨学科实践活动既可以安排在核心内容教学之后,又可以替代新课教学,还可以融入常规教学之中或与其他学科教学融合实施。在实施过程中,应明确跨学科实践活动的素养定位,注重问题解决逻辑,设计挑战性任务,调控活动的开放程度,综合应用体验
2、和表达、成就和激励、反馈和深化等策略,促进学生知、情、意、行的统一。关键词:义务教育;化学课程;跨学科实践活动中图分类号:文献标志码:文章编号:()作者简介:胡久华,北京师范大学化学学院教授,教育学博士(北京 )。义务教育课程方案(年版)规定,各门课程原则上用不少于 的课时设计跨学科主题学习。义务教育化学课程标准(年版)(以下简称“新课标”)专门设置了“化学与社会跨学科实践”学习主题,提供了 个跨学科实践活动供教师选择使用,并鼓励教师自主研发和开展跨学科实践活动。如何理解义务教育化学课程中的跨学科实践活动?如何设计和实施跨学科实践活动?对这些问题进行持续深入的探索,有助于化学课程中跨学科实践活
3、动的高质量实施。一、跨学科实践活动的定位与意义“跨学科实践活动”一词虽然是首次出现在我国的课程标准之中,但其反映的综合化、实践化倾向早已在研究性学习、综合实践活动等课程中有所体现。所谓跨学科学习,是基于跨学科意识,运用两种或两种以上的学科观念以及跨学科观念,解决真实问题的课程与学习取向。以往的综合实践课程或校本课程主要是聚焦中心主题探索或真实问题解决,运用不同学科的知识和方法开展研究。在这样的课程和活动中,任务或问题的领域及类型决定了活动承载的主要内容和思路方法,课程的设计和实施难免会存在一定程度的随意性。我国学校课程体系以分科课程为主。为了提高课程的综合性和实践性,新课标提出了对跨学科实践活
4、动的硬性要求。这是分科课程背景下实现课程综合化、实践化的一种积极稳妥的措施。基于这一定位的跨学科实践活动应具有以下三个方面的特征。一是立足学科。跨学科实践活动应承载化学核心知识,注重化学学科实践,在问题解决的过程中兼顾化学学科思想方法与其他学科的方法和观念。二是强调全体学生的参与。作为新课标硬性要求之一的跨学科实践活动与只有部分学生参与的校本课程或社团活动存在本质区别。三是常态化实施。学校和教师需要将跨学科实践活动纳入课程实施计划,构建常态化的实施机制和方案,积极开发相应的课程资源和教学活动。跨学科实践活动可以加强各门课程之间的横向沟通与关联,促进课程内部知识的结构化与体系化,强化学科实践,对
5、学生核心素养发展、教学方式转变、教师专业成长及课程育人体系的形成等均具有积极意义。首先,开展跨学科实践活动,有助于促进学生核心素养的发展。核心素养是个体在解决复杂的、不确定的现实问题的过程中表现出来的综合性品质或能力。核心素养需要在活动中形成、发展和显现。一方面,核心素养的发展依托于真实问题,真实问题的解决往往具有复杂性,需要调用多学科的知识和方法;另一方面,核心素养指向思维方式和行为习惯,需要在实践中形成和发展。在跨学科实践活动中设计具有驱动性、富有意义的挑战性任务,可以促使学生全身心参与,建构大概念并发展问题解决能力,实现知识、技能和态度向素养的转化,使他们学会做事、做人。将社会主义核心价
6、值观、技术与工程教育、安全健康教育、劳动教育等有机融合在跨学科实践活动中,还可进一步有效地实现综合育人。其次,开展跨学科实践活动,有助于促进教与学方式的转变。深化教学改革,推进教学方式转变,是当前教育实践面临的重要挑战。新课标将跨学科实践活动作为硬性要求,既能促使学生主动参与,积极思考,应用多学科的思维方式解决问题,充分合作交流,建立和谐的生生、师生学习共同体;又能促使课堂教学转向对社会发展变革的适应和对学生学习需求的满足,从单一的知识传授向核心知识、学科观念、技术与工程方法的综合应用转变,从“教师中心”向“学生中心”转变。最后,开展跨学科实践活动,有助于促进教师的专业成长。跨学科实践活动为教
7、师开展素养为本的教学提供了广阔的探索空间,需要教师持续研究化学知识在真实世界中的应用、认识化学观念和思想方法在解决实际问题中的作用,这必然会促进教师学科知识的丰富和对学科思想方法的理解。为了设计富有意义的跨学科活动,教师需要事先亲身实践。例如,教师需要自己组装制氧机,研究其中涉及的技术与工程方法;需要在不同的酸碱性环境下栽培植物,观察植物的生长情况。只有在了解真实应用和进行亲身实践的基础上,教师才能结合学生的实际情况设计出适切的学习活动。跨学科实践活动还对教师的教学策略和教学行为提出了新的要求,需要教师不断实践和反思以下问题:如何组织学生的小组实践活动,如何点拨和支持学生,如何在有限的时间内为
8、学生提供充分的活动机会,如何开展表现性评价,如何综合运用体验和表达、成就和激励、反馈和深化等策略促进学生知、情、意、行的统一,等等。二、跨学科实践活动的设计思路与方法(一)分析育人价值,确定活动主题新课标给出的 个跨学科实践活动都具有丰富、真实的社会意义和价值,充分结合了“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”等学习主题的核心内容,考虑了资源、能源、材料、环境、健康等实际问题领域,兼顾了多样性与分类、系统与模型、结构与功能、相互作用与转化、比例与定量等跨学科大概念,根据实际问题解决的需要承载了生物学、地理、物理、道德与法治等其他学科的内容,综合应用了技术与工程的思想和方法。对
9、于跨学科实践活动的主题,可从真实性、针对性、综合性、驱动性、可行性等方面加以论证。真实性,即强调实践活动具有真实的应用价值,以凸显其社会意义和育人意蕴;针对性,即要求实践活动能承载学科的核心内容,聚焦新课标要求学生形成的学科观念和掌握的问题解决思路方法;综合性,即强调实践活动能融合其他学科知识、技术与工程方法;驱动性,即要求实践活动能使学生感兴趣,实践任务对学生来说具有一定的挑战,能驱动学生进行持续探究;可行性,即要考虑学生的基础和学校的实际情况,满 足实践活动所需的资源和环境支持。(二)明确任务类型,开展任务分析跨学科实践活动包括调查研究、产品制作、综合问题解决等多种任务类型,不同类型的任务
10、需要不同的解决思路。教师须在明确任务类型和解决思路的基础上,分析问题的解决过程,开展具体的任务分析。要特别注意的是,教师须基于学生立场,进行完整的问题解决过程分析,确定需要实施哪些活动,需要融入哪些知识,需要渗透怎样的技术与工程方法,需要准备哪些材料和资源等。通过任务分析,教师应对相关任务获得全面的认识和理解,清楚完成任务的思路和过程,明确完成任务所需的物质条件和环境,以便为构建内容结构和设计系列活动奠定基础。(三)构建内容结构,确定大概念跨学科实践活动不能止于“动手做”的活动或实践成果的展示,还需要促进学生形成知识结构,掌握学科思想方法。这必然要求跨学科实践活动具有大概念统领的内容结构。以“
11、基于碳中和理念设计低碳行动方案”为例。首先,“碳中和”既是低碳行动的目标,又是完成任务、实现目标的重要指导思想,对整个项目活动具有统摄作用。其次,“碳中和”包含了以二氧化碳为核心的一系列重要知识及由它们组成的知识结构,既涉及以二氧化碳作为生成物的化学反应和二氧化碳实验室制法等内容,又涉及以二氧化碳作为反应物的化学反应和二氧化碳的性质及应用等内容。最后,“碳中和”蕴含着天地万物各得其所、各遂其生的思想,有助于学生理解人与自然和谐相处的生态自然观。在任务分析环节,教师已经明确了完成任务所需要的知识、方法、观念等。在这一环节,教师要进一步查阅各学科的课程标准,明确学习活动所承载的化学学科知识、其他学
12、科知识以及相关的技术与工程内容,构建大概念统领的内容结构。内容结构一方面要充分体现知识间的层级关系和同一层级内知识间的横向关联,明确核心知识和大概念;另一方面要体现内容与学习活动的对应性,避免脱节。例如,“基于碳中和理念设计低碳行动方案”的内容结构(见图)以化学与环境问题的解决思路作为整体框架,指向环境问题是什么(二氧化碳排放过多导致全球气候变暖)、有什么影响(气候变暖的危害)、如何防治(碳中和)、怎样解决(减少排放、增加吸收)等方面,由此呈现核心内容。eLe4+26+/*?KM+,KM?D/*+3O+*+ED+2-,KM+5KM?D/*2EK+5图拆解复杂任务、设计系列活动需要综合考虑的因素
13、 (六)结合实践活动,设计评价方案新课标中的学业要求和学业质量都对跨学科实践活动提出了明确的评价要求;课程实施部分的评价建议也指明跨学科实践活动是义务教育学业水平考试的构成部分。对跨学科实践活动进行评价,既能促使教师不断改进活动设计,又能促进学生的素养发展。跨学科实践活动的评价,需要依据新课标构建评价指标、评价任务、评价标准,形成评价体系。即依据内容要求、学业要求和学业质量标准确定评价指标,将核心活动作为评价任务,基于评价指标和学生的素养表现制定评价标准,将观测到的学生活动表现和成果、学生个人自评与学生之间的互评作为评价证据,诊断和反馈学生学到了什么、能做什么、做得如何,综合认定学生的素养水平
14、。首先,深入分析内容要求、学业要求和学业质量标准,并将三者联系起来,明确学生的素养表现,特别关注行为动词(能做什么)、状语(怎么做)的程度与水平,制定具体的评价指标。以学业要求“能从物质的组成及变化视角,分析和讨论资源综合利用、材料选取与使用、生态环境保护等有关问题”为例,其中的行为动词“分析”“讨论”要求学生能分析、讨论现象或者实际问题;状语“从物质的组成及变化视角”要求学生具有学科视角;“资源综合利用、材料选取与使用、生态环境保护”则是对实际问题的明确,如物质和能量的循环使用、材料与人体健康的关系等。基于上述分析,该学业要求指向学生在分析解决资源、材料、环境等实际问题时,是否具有学科视角,
15、是否关注物质的组成、性质及变化与应用的关系,能否从环保、成本、健康等多角度综合考虑,以便分析解决问题。由此,可以确定如下具体的评价指标:能应用元素观、分类观、微粒观、变化观等学科观念,从物质组成与变化的视角,综合技术、环保、成本、健康等多个方面,系统分析解决材料选择、环境治理、资源开发等实际问题。其次,依据评价指标,结合具体活动,预测学生的可能表现,确定活动表现的评价标准。以低碳行动方案设计中的核心活动“大气中的二氧化碳从哪里来”为例。从学科视角方面看,一般学生只能凭借生活中的感性认识,基于生活经验认为汽车尾气排放、煤的燃烧等会产生二氧化碳,看不到具体的含碳物质;高水平的学生则能超越具体含碳物
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