与生物、物理学知识相融合的初中化学教学初探 论文

与生物、物理学知识相融合的初中化学教学初探摘要：随着科学技术的发展，越来越需要综合型人才，这就要求学生不仅需要坚实的理论基础，更需要综合分析问题的能力以及全面发展。在初中化学中融合生物、物理学知识的教学正是顺应了中学教学发展的趋势。在教学中不能单独运用一门学科知识去分析推理，而是采用学科间的相互渗透、相互融合的方法去培养学生的综合思维及综合运用知识的能力。这就需要采用“学科交融式教学”，本文阐述了三种“学科交融式教学”策略：1.以情景导入的线索进行融合；2.以学科思想的方法进行融合；3.以解释实验现象或结论的方式进行融合。关键词：知识融合学科交融初中化学教学一、背景分析结合我国的基本国情，我国小学阶段采用的是综合课程，这样做是为了在少年阶段培养学生对整体事物的认识，使其在不同领域逐渐形成知识、内容互相联系的观点。而初中阶段采用的是分科课程，目的是为了在青年阶段培养学生对基本知识和技能的理解，进而培养专业型人才。但随着知识经济时代、国际科学教育的发展，教育的培养目标从需要专业型人才转变为需要综合型人才。无论采取分科课程还是综合课程，都会存在一定程度的影响。21世纪科学技术的发展热点越来越体现了现有学科之间相互交融的综合化趋势，这一发展趋势要求教育改革也应体现出学科交叉、知识融合的特点。化学与生物、物理学知识都属于科学类的知识范畴，在知识的整合和运用上越来越紧密。这一点在今年安徽中考题中也有所体现。14题第（4）小题，题目如下：将CO2阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该气体的方法是_____。这一题考查了生物学中的植物的光合作用和化学中的检验氧气的方法。水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D所示，置于随着教学和中考模式的不断发展，培养学生的综合能力已成为教育界的重点。根据我国现有的教学模式，初中阶段在实施单科教学的同时，也在不断融合相关学科的知识与方法，重视学科间的联系，提高学生的综合能力。与生物、物理学知识相融合的化学教学能够使学生掌握更全面的自然科学知识，建构完整的知识体系，有助于学生全面发展。同时，还能拓宽教师知识面，加强各学科之间教师的合作交流，增强学科间的优势互补，促进教师的专业成长。鉴于上述原因，笔者以初中化学学科和与之联系密切的生物、物理学科为例，尝试找寻既注重学科之间的联系，又注重以学习目标为中心，运用不同学科的思想、方法、原理来进行教学的一种教学模式，即“学科交融式教学”。二、可以融合的知识点说明：安徽省阜阳市学生使用的教材版本化学：人教版生物：北师大版物理：人教版1.化学与生物学知识相融合的部分知识点化学学科生物学科对人体吸入的空气和呼出的气体的探呼吸作用究；氧气人类重要的营养物质人体的营养二氧化碳的性质；制取氧气光合作用溶液的浓度.化学与物理学知识相融合的部分知识点化学学科无土栽培营养液物理学科分子和原子分子的热运动托盘天平、量筒等的使用托盘天平、量筒等的使用能源控制变量法重力控制变量法活性炭净水器下进上出分析检查装置的气密性、空气中氧气含量的测压强定等分析三、教学策略1．以情景导入的线索进行融合生动的课堂往往是从引入开始的，很多令人难以忘怀的课，都有一个共同点，那就是有一个精彩的或一个熟悉的场景引入。在课堂导入中，如果能利用学生已有的生物或物理学知识作为课堂情景，就可以达到抛砖引玉，成功激发学生学习化学的积极性。如在“溶液的浓度“”化学教学中，先投影无土栽培的图片，然后介绍无土栽培是通过调节营养液栽培作物的，作物是从营养液中吸收养料和水分的。无土栽培营养液是多种化合物的水溶液，这些化合物中含有作物生长的所需的营养物质，其中一种营养液中含有硫酸镁。配制硫酸镁溶液是需要准确知道溶质、溶剂的含量。怎么才能准确知道溶液中各成分的含量呢？自然而然地引入了“溶液的浓度”概念。在此教学片断中，教师将生物学科中无土栽培理论知识作为本节课的情景导入，让学生感受到先进科技与化学知识的相关性，激发学生学习化学知识的兴趣，易于掌握本节课的难点知识。2．以学科思想的方法进行融合自然科学源于自然，服务于自然，在学科思想的方法上基本是相互交融的。在分科教学中，如果能利用其他学科知识体系的辅助，学生学到的知识会更加全面，也更便于运用到现实生活中去。首先，化学与生物、物理学科思想的交融体现在模型方法上。化学上有原子结构模型、元素周期表模型、水分子模型等；生物上有细胞结构模型、植物细胞模型、动物细胞模型等；物理上有匀速直线运动模型、滑块模型、皮带传送模型等。在自然科学的研究中，模型是为了让人们更便于理解一些不能或不允许进行实验的研究对象，构想或设计出研究对象的“替代物”。为了让学生更加方便的观察，有助于学生对知识点理解到位和印象深刻，现代科技的发展中也包含着模型的制造，未来将更多的运用于教学中。其次，这三科学科思想的交融还体现在实验中控制变量的方法上。实际上，很多实验都用到控制变量的方法。如在“探究过氧化氢溶液分解速率的影响因素”实验活动教学中，先提出问题：“以前学过的生物或物理实验探究活动有哪些用到了控制变量的方法？”学生可能会回答：“探究影响鼠妇分布的环境因素、探究种子萌发的条件、探究影响蒸发快慢的因素、探究压强与压力和受力面积的关系”等等。接下来举一个例子来引导学生分析。“如果我们要探究影响蒸发快慢的因素，应该怎么设计实验呢？”学生思考，回答，教师总结：“影响蒸发快慢的因素有液体的温度、空气流动的速度和液体的表面积。我们若探究温度条件，就要控制空气流动的速度和液体的表面积两个条件相同，温度不同做对照实验。那么，我们要探究过氧化氢溶液分解速率的影响因素，就要首先知道影响因素有哪些？”学生积极思考，回答，教师总结：“温度、过氧化氢溶液的浓度、催化剂的种类、催化剂的质量等”。“那如果我们要探究温度对过氧化氢溶液分解速率的影响，类比以前学习过的生物或物理实验，又该怎么设计实验呢？”学生积极思考、讨论、回答，教师总结：“设计实验的时候要注意控制过氧化氢溶液的体积、过氧化氢溶液的浓度、催化剂的种类、催化剂的质量等其他因素不变，只有温度不同来比较过氧化氢溶液的分解速率。下面还要强调一点，虽然过氧化氢溶液的体积不影响过氧化氢溶液的分解速率，但是在设计实验的时候也要控制过氧化氢溶液的体积相等。”此教学片断就把以前学生在生物、物理实验中用到的控制变量的方法应用到化学实验中了。实际上，控制变量法的应用不仅仅体现在这三科的实验中，在实际生活中应用也很广泛。学生通过学科交融更深刻的理解了控制变量的方法，才能更好的应用到生活中，从而提高自身的综合素质。3．以解释实验现象或结论的方式进行融合化学中的很多实验现象或结论仅仅用化学知识是很难解释，有些根本就解释不了，必须用到生物或物理知识来解释。这就要求教师在进行化学教学必须融合生物或物理学知识来解决问题。如在“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”实验活动得出结论后提出问题：为什么呼出气体与吸入的空气比较，氧气变少了？而二氧化碳和水蒸气却变多了？学生在七年级生物中学过植物的呼吸作用，其反应式是：有机物+氧气二氧化碳+水+能量线粒体人体的呼吸作用也是一样的，在人体组织里，葡萄糖（属于有机物）在酶的催化作用下经缓慢氧化转变成二氧化碳和水，同时放出能量。这样就能解释呼吸前后氧气、二氧化碳、水蒸气含量的变化了。将学生学习过的呼吸作用知识自然地融入到此探究活动中，并对得出的结论进行了合理的解释，让学生知其然，知其所以然。学生的记忆被重新唤起，学会了融会贯通，重新构建自己的知识体系。再如在“测定空气中氧气的含量”教学中，红磷熄灭后冷却至室温打开弹簧夹后水沿导管进入集气瓶中，其体积约占空气体积的五分之一，对于此实验现象的分析就必须融合物理学中的压强知识。红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，氧气的体积约占空气体积的五分之一，生成固态的五氧化二磷，所以压强减小，打开弹簧夹后才会出现此现象。在化学教学中，通过引入生物、物理学科的相关知识，可以培养学生知识迁移的能力。这样既加深了学生对知识的理解程度，也提高了学生综合解决问题的能力。四、反思与生物、物理学知识相融合的初中化学教学有优势也有需要注意的方面。优势是：1.教师以学生原有的认知经验为基础，将生物、物理学科的知识融入到化学教学中。在教学过程中鼓励学生运用建构主义学习理论来将学习的化学知识与原有的生物、物理学知识相结合，达到融会贯通的目的。2.与生物、物理学知识相融合的初中化学教学，将化学学科与生物、物理学科的知识内容和教学方法通过思维整合的方式有机结合起来，不但培养了学生的批判性思