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九年级化学教学中“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”跨学科实践活动的研究
一、研究背景
“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 STEM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。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动的硬性要求。
政策导向顺应趋势:跨学科学习的设置符合社会发展趋势与国家实施的人才强国战略。随着信息时代和知识经济的到来,社会变化加剧,人类面临在不确定的世界中处理复杂问题的挑战。
课标要求贯彻实施:《义务教育化学课程标准(2022版)》(以下简称新课标)围绕学生核心素养目标的要求,设置了10个跨学科实践活动供选择使用,规定用不少于本学科总课时的10%开展跨学科主题学习(实践)活动,建议将之与各学习主题中的核心内容及学生必做实验的教学进行整合。
新课标倡导开展跨学科实践活动,这意味着跨学科主题学习将成为义务教育课程教学一种重要的学习活动方式,其跨学科性特征决定其对学生动手实践能力和综合素养的培养具有重要的价值, 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。
应对社会实践,学生成长需要:从学生成长的角度看,跨学科学习所发展的不仅仅是学生的知识整合与问题解决能力,还涉及道德性、价值观和意义感等人格属性的发展。青少年在跨学科学习所提供的整合性体验中有机会处理价值问题,并且是以一种真实的情感和态度直面这些价值问题,这对培养具有良好个性和对周围世界与群体生活负有责任感的个体而言是至关重要的。
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。
二、已有基础
近年来,国内外对于跨学科实践活动的研究越来越多。国外的研究主要集中在课程整合、项目式学习、STEM教育等方面,强调学生的主动学习和实践能力培养。2022版新课标制定以来,从文献中搜集到国内的研究则主要集中在学科融合、综合性课程建设等方面,提倡通过多学科的融合来提高学生的综合素质。学生初步具备了语文阅读分析理解文本;数学基本运算、建模、物理逻辑思维等的能力。
在学习的过程中虽然在分科学习 ,现实中很多问题需要综合应用多学科融合解决具体问题;并且学生在小学科学中已有了物理、化学、生物课程实验的基础。
三、研究的思路和方法
(一)研究思路:选择跨学科活动主题——查阅文献——结合学情设计跨学科活动方案——实施活动方案——改进完善方案
(二)方法
1、案例分析法
2、行动研究法
四、 研究的目标和探究内容
主要研究目标是:
1. 设计出基于核心素养提高的化学跨学科实践活动设计——探究土壤酸碱性对植物生长的影响;
2. 制定出评价量表;
3.通过课堂实践验证活动有效性,并梳理总结出完整的实践活动方案。
主要研究内容包括:
(1)贯彻落实国家教育政策及课标要求,将其作为本研究的指导原则。通过中国知网查阅大量文献,对相关文献进行整理分析。
(2)(2)设计出基于核心素养提高的化学跨学科实践活动设计——探究土壤酸碱性对植物生长的影响。
①根据确定活动主题分析育人价值
②构建内容结构,确定大概念
③明确实施过程,设计素养目标
活动目标
I通过查阅资料,了解土壤酸碱性的含义及对农作物生长的意义,初步认识植物在不同酸碱性土壤中的生长情况。
II通过查阅资料,了解新疆乌鲁木齐地区土壤酸碱度分布情况,以及农作物及植物分布情况,并形成知识画报。
III通过实验,掌握测定土壤酸碱性的操作方法。
IV通过实验,初步了解定量改变土壤酸碱性的操作方法。
V通过探究实验,运用控制单一变量探究法探究土壤酸碱性对作物生长的影响,并将实验过程形成视频报告。
④明确任务类型,开展任务分析
《探究土壤酸碱性对植物生长的影响》这一项目属于调查研究类综合实践活动,与具有现实意义的土壤改良、植物栽培密切相关。该项目以酸碱盐的性质和转化为研究对象,以土壤的酸碱性对植物生长影响的探究为载体,承载学生必做实验“常见酸和碱的化学性质”,融合初中化学、地理、生物等课程内容。其中,土壤酸碱性的测定,应用酸碱盐之间的化学反应来改良土壤等属于化学学科的知识,认识本地土壤酸碱度分布情况等属于地理学科的内容,认识土壤的酸碱性对植物影响生长的关系涉及生物学科的内容。
⑤拆解复杂任务,设计系列活动
Ⅰ活动时间、形式活动时间:前期查阅资料(一周);设计并开展实践活动(一周);以报纸、视频形式生成实践成果(一周)。
活动形式:教师指导,小组合作。
Ⅱ具体步骤
(1)小组合作,搜集所需资料(土壤酸碱性的概念、乌鲁木齐周边土壤酸碱性分布、乌鲁木齐地区作物种植情况、土壤酸碱性对作物生长影响的文献数据)
(2)小组合作,设计并开展探究实验(测定土壤样品酸碱性的方法、改变土壤酸碱性的方法、对比不同pH值土壤下作物生长情况、得出实验结论、交流与反思)
(3)小组合作,制作“乌鲁木齐地区土壤酸碱性概况报”一份、制作探究视频一部。
⑥结合实践活动,设计评价方案
3.在所教班级中选取实验班级和平行班级,设置对照组实施跨学科活动方案
项目实施过程
任务1:项目导引
创设真实问题情境,明确目标任务
(1)认识酸碱盐(从宏微两个视角)
(2)认识溶液酸碱性
(3)认识溶液酸碱度
任务2:项目探究1---改良土壤的酸碱性
(1)检测本地土壤酸碱度;
(2)了解乌鲁木齐周边土壤酸碱度分布情况
(3)了解土壤酸碱度对作物生长的影响
(4)改变溶液酸碱性的方法
(5)改良土壤的酸碱性。
任务3:项目探究2---提高土壤的肥力
活动一:认识化肥的组成。
活动二:探究盐的性质。
活动三:合理使用化肥。
任务4:项目展示
4.活动方案及评价方案的改进
5.以探究土壤酸碱性对植物生长影响的跨学科实践活动为蓝本,在学科教学中推进实施。进一步研究课程标准中其他九个跨学科实践活动方案。