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    中學(xué)化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)研究評(píng)述

    2016-03-16 12:13:48陳佳陽
    化學(xué)教學(xué) 2016年3期
    關(guān)鍵詞:教學(xué)研究

    陳佳陽

    摘要:化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)是以化學(xué)為中心學(xué)科,其他學(xué)科共同參與的教學(xué)活動(dòng)。從化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的概念、意義與實(shí)施三方面對(duì)現(xiàn)階段的中外化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的研究進(jìn)行總結(jié)。認(rèn)為中學(xué)化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)應(yīng)兼具育人價(jià)值與教學(xué)價(jià)值,同時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段教學(xué)實(shí)施還存在較多問題,如教學(xué)內(nèi)容選擇狹隘、教學(xué)活動(dòng)手段單一等。通過存在問題的分析,對(duì)我國教學(xué)實(shí)踐提出幾點(diǎn)建議。

    關(guān)鍵詞:化學(xué)跨學(xué)科教學(xué);研究評(píng)述;教學(xué)研究

    文章編號(hào):1005–6629(2016)3–0009–04 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

    1926年,Woodorth于當(dāng)時(shí)新成立的美國社會(huì)科學(xué)研究理事會(huì)(SSRC)首次提出跨學(xué)科(Interdisciplinarity)的概念[1,2]。在不到100年的時(shí)間內(nèi),跨學(xué)科理論飛速發(fā)展,并提出了許多與跨學(xué)科相類似的概念,如交叉學(xué)科(Crossdisciplity)、多學(xué)科(Multidisciplity)、超學(xué)科(Transdisciplity)、元學(xué)科(Meta-disciplity)等[3,4]。

    化學(xué)作為一門自然學(xué)科,在發(fā)展的過程中也在不斷與其他學(xué)科發(fā)生交叉聯(lián)系。18世紀(jì)中葉俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫首先把物理和化學(xué)聯(lián)系在一起[5],開創(chuàng)了化學(xué)跨學(xué)科的先河。1953年,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)就是由化學(xué)家和生物學(xué)家共同發(fā)現(xiàn)的劃時(shí)代的成果。進(jìn)入21世紀(jì),化學(xué)與其他學(xué)科交流更加密切,并且衍生出了物理化學(xué)、生物化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等跨學(xué)科專業(yè)?;瘜W(xué)跨學(xué)科研究正不斷成為熱點(diǎn)。

    在這樣的背景下,中學(xué)階段化學(xué)作為化學(xué)教學(xué)的啟蒙時(shí)期,應(yīng)關(guān)注化學(xué)跨學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。本文通過梳理有關(guān)化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)研究的文獻(xiàn),了解現(xiàn)階段化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)研究的現(xiàn)狀,思考現(xiàn)階段化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)中存在的問題,為推進(jìn)跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐提供一些啟示。

    1 化學(xué)教學(xué)、跨學(xué)科教學(xué)和化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的概念

    了解化學(xué)教學(xué)、跨學(xué)科教學(xué)的相關(guān)概念及概念之間的關(guān)系有助于理解化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的概念。

    魏壯偉等人定義化學(xué)教學(xué)是指教育目標(biāo)規(guī)范下,化學(xué)教師引起、維持與促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的所有有意識(shí)的實(shí)踐活動(dòng)。其內(nèi)涵主要包括“一個(gè)前提”(教師的教與學(xué)生的學(xué)雖然密切相關(guān),卻相互獨(dú)立),與“三個(gè)關(guān)鍵詞”(化學(xué)學(xué)習(xí)、有意識(shí)的實(shí)踐活動(dòng)與化學(xué)教師)。其外延在學(xué)校教育領(lǐng)域內(nèi)[6]。

    杜慧潔與舒爾茨認(rèn)為,跨學(xué)科教學(xué)以一門學(xué)科為中心,在這個(gè)學(xué)科中選取一個(gè)中心問題,圍繞這個(gè)中心問題,運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí),開展對(duì)所指向的共同問題進(jìn)行討論和解決而設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)[7]。

    化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的概念應(yīng)是化學(xué)教學(xué)與跨學(xué)科教學(xué)概念的融合,可以認(rèn)為是在化學(xué)教育目標(biāo)下,以化學(xué)學(xué)科為中心,選取問題并運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)解決問題的有意識(shí)的教學(xué)活動(dòng)。

    2 化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義

    化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)意義大致可分為兩類:化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的育人意義與學(xué)科教學(xué)意義。M. Florentia等人指出,跨學(xué)科教學(xué)的一個(gè)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生探索、調(diào)查客觀物質(zhì)世界的能力,同時(shí)建立組成這個(gè)物質(zhì)世界的各個(gè)部分之間的聯(lián)系。從近幾年跨學(xué)科教學(xué)在各個(gè)學(xué)科教育領(lǐng)域的發(fā)展來看,其帶來的可能性是無限的[8]。

    F. Calascibetta等人認(rèn)為,學(xué)生、大眾和媒體都對(duì)化學(xué)具有廣泛的懷疑之感,因此他們會(huì)矛盾地將“自然”和“化學(xué)”區(qū)分開,造成這一現(xiàn)狀的重要原因之一是化學(xué)教學(xué)的方式。從學(xué)科發(fā)展歷史中可以發(fā)現(xiàn),化學(xué)的發(fā)展離不開其他學(xué)科的進(jìn)步,與其他學(xué)科關(guān)系密切。而現(xiàn)代教科書過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí),忽略了化學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系。在化學(xué)課程中進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)有利于改善學(xué)生、大眾和媒體對(duì)化學(xué)的懷疑[9]。

    許厚琴認(rèn)為化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義有四點(diǎn):(1)在漢語言文化中再現(xiàn)化學(xué)過程,提高學(xué)生良好的科學(xué)人文素養(yǎng);(2)數(shù)學(xué)知識(shí)在化學(xué)試題中的再現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生解決綜合問題的能力;(3)物理知識(shí)在化學(xué)試題中展示“才華”,讓學(xué)生更好地分析解決綜合試題;(4)更好地結(jié)合環(huán)保及生物知識(shí)進(jìn)行化學(xué)教學(xué),對(duì)開闊學(xué)生視野更有益處[10]。

    張海燕指出不同形態(tài)的跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)有共同性。這些共同的課程目標(biāo)就稱為跨學(xué)科課程的教學(xué)目標(biāo)??鐚W(xué)科教學(xué)的目標(biāo)為掌握學(xué)科性知識(shí),形成完整的學(xué)科知識(shí)體系,同時(shí)掌握經(jīng)驗(yàn)性知識(shí),形成完整的經(jīng)驗(yàn)體系[11]。

    從上述文獻(xiàn)中可以發(fā)現(xiàn),化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的育人意義更加宏觀,從素質(zhì)教育的特點(diǎn)、學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)、化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值等方面對(duì)化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義進(jìn)行闡述。而化學(xué)跨學(xué)科的學(xué)科教學(xué)意義則更加微觀,以學(xué)生在化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)中學(xué)習(xí)的知識(shí)、技能、方法等作為化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義。

    筆者認(rèn)為,中學(xué)化學(xué)教師在進(jìn)行化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)時(shí),在注重學(xué)科教學(xué)目標(biāo)的同時(shí),還需進(jìn)一步關(guān)注其育人價(jià)值的體現(xiàn)。注重學(xué)科教學(xué)意義即注重在化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)中,學(xué)生能得到哪些化學(xué)知識(shí);學(xué)習(xí)哪些化學(xué)學(xué)科的技能、方法。化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)育人價(jià)值可以體現(xiàn)在通過化學(xué)跨學(xué)科教學(xué),學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的印象有所改變,并能通過學(xué)生改變家庭其他成員對(duì)化學(xué)學(xué)科的偏見;也可以體現(xiàn)在學(xué)生能客觀地看待物質(zhì)世界,并能初步建立物質(zhì)之間的聯(lián)系等。

    3 化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的實(shí)施

    化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的實(shí)施可分為三個(gè)部分:內(nèi)容的選擇、活動(dòng)的設(shè)計(jì)和活動(dòng)效果評(píng)價(jià)。

    3.1 化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的選擇

    化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的選擇十分廣泛。其中尤以化學(xué)與其他自然科學(xué)相關(guān)聯(lián)的部分作為教學(xué)內(nèi)容的居多,但不乏將化學(xué)與人文科學(xué)相關(guān)聯(lián)的部分作為教學(xué)內(nèi)容的,具體可分為三類。

    第一類:高度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。Tamburini Fiona等人使用P2P(Paper to Plastics)作為教學(xué)內(nèi)容,聯(lián)系了化學(xué)與生物學(xué)科,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究并了解可生物降解的材料[12]。侯愛靜把“海水資源的開發(fā)和利用”作為教學(xué)主題,該主題又分為四個(gè)小課題,分別為“海水中的動(dòng)物”、“海水中的微生物”、“海水中的礦物質(zhì)”、“海水中的植物”,進(jìn)行化學(xué)-物理-生物的跨學(xué)科教學(xué)[13]。此類教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)是以教學(xué)內(nèi)容為主體,選定的教學(xué)內(nèi)容中存在化學(xué)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)、方法。并將化學(xué)與其他學(xué)科整合在一起,進(jìn)行化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)。endprint

    第二類:中度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。M. Rash Agnes等人設(shè)計(jì)7個(gè)單元的化學(xué)跨學(xué)科課程,將數(shù)學(xué)與化學(xué)緊密結(jié)合。單元題目有:分子的對(duì)稱性、溫度-濕度目錄、藥品中的濃度等[14]。張妍將“生命體中的化學(xué)物質(zhì)”作為化學(xué)-生物跨學(xué)科教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。從身體對(duì)這些營養(yǎng)物質(zhì)的需求及如何獲取這些營養(yǎng)物質(zhì)的角度切入,討論了這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),復(fù)習(xí)了相關(guān)官能團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)[15]。此類教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)是以化學(xué)學(xué)科教學(xué)作為核心,將其他相關(guān)學(xué)科中與化學(xué)學(xué)科有關(guān)系的部分整合起來,進(jìn)行化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)。其中尤以化學(xué)與生活的內(nèi)容居多。

    第三類:低度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。王愛團(tuán)將二氧化碳滅火原理作為課時(shí)教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行化學(xué)-英語跨學(xué)科教學(xué)[16]。Y. Furlan Ping等人將化學(xué)與人文學(xué)科進(jìn)行聯(lián)系,鼓勵(lì)學(xué)生利用他們的想象力和創(chuàng)造性寫出與化學(xué)有關(guān)的詩歌[17]。此類教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)是以化學(xué)學(xué)科作為主體,其他學(xué)科只是作為工具或推手,促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí),而在實(shí)際教學(xué)內(nèi)容上沒有建立實(shí)質(zhì)的聯(lián)系。

    3.2 化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)

    對(duì)化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì),其文獻(xiàn)數(shù)量雖多,但同質(zhì)化嚴(yán)重。多數(shù)研究所設(shè)計(jì)的活動(dòng)作為課堂教學(xué)的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié),以教師與學(xué)生的互動(dòng)為呈現(xiàn)形式。具體形式有提問、小組討論等。

    孫玨提出11個(gè)項(xiàng)目來設(shè)計(jì)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)。其中包括學(xué)生提出問題,并分析評(píng)價(jià)問題;學(xué)生對(duì)同伴、教師的挑戰(zhàn)、評(píng)論、意見等[18]。張文平提出在設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)需要考慮的11個(gè)因素。其中包括:考慮學(xué)生的參與和親歷,提供學(xué)生更多進(jìn)入社會(huì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)等[19]。

    K. Patrick等人研究藝術(shù)生對(duì)化學(xué)-藝術(shù)跨學(xué)科課程的學(xué)習(xí)。研究者將17名具有不同化學(xué)學(xué)習(xí)水平的學(xué)生分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。實(shí)驗(yàn)組在進(jìn)行攝影教學(xué)的同時(shí),進(jìn)行為期三周的化學(xué)學(xué)科教學(xué)。在化學(xué)教學(xué)中,注重照片沖洗液調(diào)配的實(shí)驗(yàn)。通過調(diào)節(jié)照片沖洗液的化學(xué)成分、pH與照片曝光時(shí)間,得到照片的不同沖洗效果。在活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí),偏向于讓學(xué)生體驗(yàn)不同配比的沖洗液沖洗出照片的不同風(fēng)格,從而進(jìn)一步了解照片藝術(shù)[20]。

    T. Fiona等人將“紙張變?yōu)樗芰稀保≒2P)分為六個(gè)模塊,如紙張脫墨、乳酸發(fā)酵等。每一個(gè)模塊均對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)又各有側(cè)重。有的實(shí)驗(yàn)偏重生物,如使用纖維素酶硝化紙張,有的實(shí)驗(yàn)偏重于有機(jī)化學(xué)或高分子化學(xué),如丙交酯的聚合。通過這六個(gè)實(shí)驗(yàn)建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生物實(shí)驗(yàn)、化學(xué)學(xué)科與生物學(xué)科之間的聯(lián)系[21]。

    F. Ping等人進(jìn)行有關(guān)化學(xué)詩歌創(chuàng)作的跨學(xué)科教學(xué)。首先,讓學(xué)生了解如何書寫一篇好的詩歌,其中包括書寫詩歌的一般方法、鑒賞優(yōu)秀的詩歌等。其次,學(xué)習(xí)如何在海報(bào)上闡述自己的想法,其中包括理論學(xué)習(xí)、觀看優(yōu)秀作品。最后教師鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)詩歌的創(chuàng)作。在創(chuàng)作的詩歌中必須含有一至二個(gè)化學(xué)概念,可以含有一些化學(xué)幽默[22]。

    從上述研究中發(fā)現(xiàn),對(duì)于化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)在于建立化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科之間的聯(lián)系。一個(gè)優(yōu)質(zhì)的化學(xué)跨學(xué)科活動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮化學(xué)學(xué)科在該跨學(xué)科內(nèi)容下的作用,讓學(xué)生在活動(dòng)中認(rèn)識(shí)學(xué)科之間的聯(lián)系。

    3.3 學(xué)生評(píng)價(jià)

    化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)效果評(píng)價(jià)相關(guān)文獻(xiàn)較多,總體來說分為兩大部分:過程性評(píng)價(jià)和紙筆評(píng)價(jià)。大多數(shù)文獻(xiàn)將兩種評(píng)價(jià)方式整合并進(jìn)行使用。

    K.Patrick等人將不同組的學(xué)生有關(guān)化學(xué)的攝影進(jìn)行評(píng)分。同時(shí)還進(jìn)行相關(guān)問題的研究,通過三個(gè)研究問題來指導(dǎo)數(shù)據(jù)的分析:與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組在照片設(shè)計(jì)、照片工藝、照片理解上有何區(qū)別[23]。

    江中根探討了跨學(xué)科化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)題的分類和解法。從與物理知識(shí)相結(jié)合、與生物知識(shí)相結(jié)合和與多學(xué)科知識(shí)相結(jié)合三個(gè)部分、六個(gè)小點(diǎn)進(jìn)行分析。每一個(gè)小點(diǎn)均舉了一至二個(gè)例子進(jìn)行闡述、分析,題后進(jìn)行詳細(xì)的解答[24]。

    鄭剛以英國北愛爾蘭為例,對(duì)跨學(xué)科教學(xué)實(shí)施過程中的評(píng)估進(jìn)行分類,主要有:(1)成績?cè)u(píng)價(jià)。對(duì)教學(xué)過程中的學(xué)科性知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)定,類似于考試或小測驗(yàn),題型以簡答題為主。(2)過程評(píng)價(jià)。在跨學(xué)科學(xué)習(xí)的過程中,收獲了哪些知識(shí)、方法,有哪些積極的影響等。通過學(xué)生自我評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)兩方面,對(duì)學(xué)生努力情況、進(jìn)步情況等進(jìn)行評(píng)價(jià)[25]。

    從上述研究中可以發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí),教師或研究者已經(jīng)意識(shí)到多方面評(píng)價(jià)的重要性,也試著從多方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。多樣的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)評(píng)價(jià)給予學(xué)生全面的評(píng)價(jià),也給予教師反觀教學(xué)成果的途徑。

    4 我國化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)啟示

    4.1 教學(xué)內(nèi)容選擇

    前文總結(jié)的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容按整合程度分為三類:高度整合、中度整合、低度整合。高度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)需要對(duì)多門學(xué)科進(jìn)行統(tǒng)籌性的考慮,對(duì)一線化學(xué)教師有一定的難度。低度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)則很難體現(xiàn)跨學(xué)科特有的育人價(jià)值。

    中度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)既能體現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)的特點(diǎn),又較易實(shí)施。若想開展內(nèi)容中度整合的化學(xué)跨學(xué)科教學(xué),在內(nèi)容選取時(shí)可以遵循以下兩點(diǎn):

    (1)選取“化學(xué)與生活”主題作為切入口,尋找教學(xué)內(nèi)容。“化學(xué)與生活”貼近學(xué)生的日常生活,且容易涵蓋其他相關(guān)學(xué)科,教學(xué)內(nèi)容容易尋找。

    (2)在尋找內(nèi)容時(shí),應(yīng)更加偏向于化學(xué)與其他自然科學(xué)相聯(lián)系的部分?;瘜W(xué)雖然可以與人文科學(xué)進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué),但更多浮于形式,容易形成低度整合。而與自然科學(xué)聯(lián)系,則能對(duì)問題進(jìn)行深入探討。

    4.2 教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

    為了解決化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)同質(zhì)化嚴(yán)重的問題,設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)應(yīng)首先找尋不同學(xué)科之間的聯(lián)系,其次深挖聯(lián)系設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)作為自然科學(xué)的一種重要手段,是聯(lián)系不同自然科學(xué)的重要手段,也是最常用的手段。在化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分利用此方法,建立不同學(xué)科的聯(lián)系。

    4.3 教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)用endprint

    化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)評(píng)價(jià)時(shí),對(duì)學(xué)生的多元評(píng)價(jià)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。在設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量表時(shí),應(yīng)有所側(cè)重。過程性評(píng)價(jià)量表應(yīng)偏重學(xué)生自身在進(jìn)行化學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)前后動(dòng)手水平、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣等方面的比較,而紙筆評(píng)價(jià)則偏重于進(jìn)行化學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)后學(xué)生對(duì)該學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)程度的比較。

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