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[!--downpath--]2022年版《課標》中新增了“跨學(xué)科實踐”一級主題，意在運用跨學(xué)科實踐來提高中學(xué)生剖析問題和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養(yǎng)中學(xué)生樂于實踐、敢于創(chuàng)新的精神。在課堂教學(xué)中，須要班主任積極挖掘教育資源，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，積極探求跨學(xué)科實踐，整合優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，以培養(yǎng)中學(xué)生學(xué)科核心素質(zhì)。我校數(shù)學(xué)教研組孫志龍、高杰兩位老師以大氣浮力為主題，進行了“跨學(xué)科實踐”的教學(xué)嘗試，通過這樣的教學(xué)探求來弘揚新課標的理念，探求化學(xué)與其他學(xué)科進行“跨學(xué)科實踐”中的價值與意義。
物
理
跨學(xué)科實踐不同切入點
高杰老師從生活中吸盤使用的調(diào)查入手，以中學(xué)生問題為切入點，以揭秘吸盤為線索，設(shè)置了多種問題情景，通過任務(wù)驅(qū)動的形式，引導(dǎo)中學(xué)生逐漸探求吸盤的工作原理——大氣壓，通過檢測吸盤的吸力粗測大氣壓，闡述改進檢測大氣壓的方式，認識轉(zhuǎn)換思想在檢測中的應(yīng)用。課堂將數(shù)學(xué)知識與日常生活緊密結(jié)合，以吸盤為主線，貫串一直，最終產(chǎn)生問題解決的方案。
孫志龍老師在與生物老師的聊天中了解到，生物學(xué)科的呼吸運動與數(shù)學(xué)學(xué)大氣壓知識緊密相關(guān)，是中學(xué)生理解的難點。在數(shù)學(xué)大氣壓內(nèi)容教學(xué)中，對“呼吸運動”再探究，以達到跨學(xué)科解決難點問題的目的。課堂從體測“肺活量”的數(shù)據(jù)開始談起，圍繞人體的呼吸系統(tǒng)，設(shè)置多種真實情景，通過系列實驗、探究搭建問題臺階，優(yōu)化中學(xué)生的認知過程，讓中學(xué)生深入理解大氣壓在生活中的應(yīng)用，最終產(chǎn)生提供“肺活量”測試方式的建議。
任務(wù)情景來源生活
著重體驗基于學(xué)情
跨學(xué)科實踐教學(xué)須要以一個情景任務(wù)作為主線，整節(jié)課圍繞情景任務(wù)舉辦學(xué)習(xí)，中學(xué)生通過實踐把握知識，使中學(xué)生在“做高中”。這么選擇哪些樣的情景任務(wù)比較合適呢？兩位老師依據(jù)自身的觀察和對學(xué)情的督查，分別選擇了不同的任務(wù)情景組織教學(xué)。
高杰老師在課前通過督查，了解到中學(xué)生對生活中大氣壓有關(guān)的現(xiàn)象有一定的觀察和了解，曉得吸盤、喝果汁、抽水機、瓶子吞蛋等現(xiàn)象與大氣壓有關(guān)，但對于借助大氣壓的相關(guān)知識解釋相關(guān)現(xiàn)象、大氣壓檢測等內(nèi)容不是很清晰。
吸盤是生活學(xué)生常見的物品，結(jié)構(gòu)簡單，功能多樣，通過調(diào)查中學(xué)生對吸盤的認識，發(fā)覺中學(xué)生有充分的生活經(jīng)驗，了解吸盤與大氣壓有關(guān)，并且對吸盤的工作原理、吸盤使用中出現(xiàn)的問題解釋不清，欠缺對大氣壓知識的系統(tǒng)認識。在學(xué)情督查基礎(chǔ)上，決定以吸盤為線索的跨學(xué)科實踐活動，突破教學(xué)重難點。
孫志龍老師聯(lián)想到近來朋友們近來出席了體質(zhì)健康測試，有些朋友在體質(zhì)健康測試中肺活量測試的成績不太理想，而肺活量測試就是通過“呼吸運動”實現(xiàn)的。這正是一個十分好的跨學(xué)科實踐教學(xué)的素材，就將這節(jié)課的情景任務(wù)定為：為出席“體質(zhì)健康測試”的朋友們，提供“肺活量”測試方式的建議。
優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)建立思維課堂
不同實踐各有巧思
高杰老師—挖掘?qū)嶒瀮?nèi)在關(guān)聯(lián)，
推動中學(xué)生深度思索
任務(wù)一
吸盤拉提椅子，觀察吸盤使用的關(guān)鍵步驟。
通過數(shù)學(xué)情景導(dǎo)致中學(xué)生對于吸盤使用的關(guān)注度，增強學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)學(xué)知識的興趣和心愿。引導(dǎo)中學(xué)生重點觀察實驗步驟，擠壓的作用何在？通過“有目的”的觀察，引起中學(xué)生深入思索大氣壓存在。
吸
盤
任務(wù)二
證明吸盤的工作原理——大氣壓
中學(xué)生思索“擠壓”的目的——使空氣擠出。并推測吸盤的工作原理——大氣壓。空氣真有這么大的力量嗎？能否把“無形”的大氣壓顯示下來？班主任演示“升高的水位”，讓中學(xué)生觀察內(nèi)外氣壓不平衡，液面下降的現(xiàn)象。中學(xué)生觀察液面上升的現(xiàn)象，認識大氣壓的強悍力量。
擠
壓
問
班主任繼續(xù)追問，假如沒有大氣壓吸盤都會吸在物體表面嗎？實驗演示：真空罩實驗。
中學(xué)生觀察實驗，前后現(xiàn)象對比，認識吸盤的工作原理——大氣壓。空氣看不見，摸不到的，而且卻可以通過現(xiàn)象認識、研究它，通過兩個實驗對比，加深中學(xué)生對外界環(huán)境有大氣壓的認識，通過類比了解大氣壓形成的誘因。
答
任務(wù)三
從吸盤說起，證明大氣壓存在的其他實驗
班主任依次演示兩個實驗：
演示實驗1：覆杯實驗。
第一次：裝滿水，轉(zhuǎn)動方向，水不下落；
第二次：拔除瓶塞，水下落。
實
驗
演示實驗2：杯子被壓癟實驗
杯子倒入冷水，倒出后，蓋上塞子，杯子被壓癟。中學(xué)生觀察實驗，并剖析這種實驗現(xiàn)象形成的誘因。
實
驗
讓中學(xué)生認識到證明大氣壓存在的現(xiàn)象好多，拓展中學(xué)生的視野，引導(dǎo)中學(xué)生多元思索問題。
覆杯實驗用于證明大氣壓內(nèi)部向各個方向都有浮力。未拔除瓶塞和拔除瓶塞對比，突出對比排除干擾誘因的實驗方式。杯子被壓癟實驗，讓中學(xué)生體會大氣壓存在且很大，為檢測做打算。同時借助杯子壓癟的現(xiàn)象，引起對人體沒有被大氣壓壓癟的討論：人體內(nèi)外氣壓平衡。
實
驗
任務(wù)四
吸盤的水平吸力有多大——為實驗室吸盤貼上標簽
班主任展示吸盤的標牌，布置任務(wù)：中學(xué)生通過實驗為實驗室吸盤貼上標簽。中學(xué)生用電子秤檢測吸盤的水平吸力（將吸盤放置在水平桌面上，用電子秤向下拉提）。通過為實驗室吸盤貼上標簽，讓中學(xué)生體會大氣壓的作用，對工具使用的規(guī)范、標準有一定的認識，培養(yǎng)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣同時為后續(xù)檢測大氣壓的數(shù)值做鋪墊。
實
驗
任務(wù)五、六
通過吸盤拉力引起對大氣壓檢測的思索
中學(xué)生對吸盤受力剖析，并提出估算方案，再對檢測進行偏差剖析，改進大氣壓檢測方案，提出更精確的方案。
答
實驗方案從排不盡空氣的吸盤檢測法入手，引導(dǎo)中學(xué)生認識排盡空氣的覆杯法，逐漸改進、不斷下降火柱實現(xiàn)可以將氣壓轉(zhuǎn)換為油壓的托里拆利實驗方案，整個過程通過搭設(shè)思維臺階，引導(dǎo)中學(xué)生從吸盤粗測大氣壓的偏差剖析開始物理大氣壓強瓶子實驗，逐漸闡述對大氣壓的確切檢測，通過層層通感，情景設(shè)置，逐步認識二氧化碳浮力等于液體浮力的檢測方式。此任務(wù)引導(dǎo)中學(xué)生重演大氣壓的檢測歷史，在詮釋中提高中學(xué)生的科學(xué)思維。
實
驗
任務(wù)七
為吸盤問題提出解決方案
中學(xué)生剖析日常生活中吸盤不能罩住的可能誘因?qū)懴聹p小吸盤吸力的有效方案（改進密封性，抽真空，減小吸盤面積等）；創(chuàng)意構(gòu)想：你可以借助吸盤解決哪些問題。閱讀科普材料：章魚的吸盤與大氣壓的應(yīng)用。
實
驗
在從簡易吸盤到生活中吸盤的應(yīng)用，了解科技應(yīng)用生活的作用，在聯(lián)系生活實際以及解決實際問題的過程中，提升社會責(zé)任感，提高關(guān)心科技發(fā)展的意識。通過吸盤為主線的跨學(xué)科實踐活動設(shè)計，培養(yǎng)中學(xué)生從數(shù)學(xué)邁向生活的科學(xué)精神。通過探究活動，培養(yǎng)中學(xué)生的思維能力。
實
驗
孫志龍老師——重現(xiàn)科學(xué)家的
研究過程，建立思維課堂
為了讓朋友們通過動手實驗證明大氣壓存在，孫志龍老師給朋友們打算了針頭和橡膠盤，讓同事們從兩個實驗器材中選擇一個器材，證明大氣壓存在。有些朋友選擇針頭證明大氣壓存在，她們首先不擋住針頭口，之后發(fā)覺很容易拔出活塞，當(dāng)用手擋住針頭后，由于大氣壓的作用，活塞就很難拔出了。有些朋友選擇橡膠盤作為實驗器材，她們將橡膠盤置于桌面，使勁擠出橡膠盤中的空氣，發(fā)覺因為大氣壓的作用就很難拉開橡膠盤了。其實朋友可能選擇的器材不同，但闡明的化學(xué)原理卻是相同的，兩個實驗有“異曲同工”的療效。
為朋友們提供兩種器材，讓朋友們通過選擇器材進行實驗，就是給中學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了選擇性，同時又讓朋友們從不同的角度證明大氣壓的存在，培養(yǎng)了朋友們多角度考慮問題的能力。
人體周圍的大氣壓究竟有多大？
托里拆利實驗是借助檢測大氣壓托起的一段水銀柱，因而通過估算液體浮力獲得大氣浮力的值的實驗。好多朋友在觀察實驗過后，對托里拆利實驗有一個疑惑：這個實驗為何用水銀而不用其它液體做實驗？用水做實驗不是更容易嗎？對于這個疑惑，教科書上沒有做明晰的解釋，查閱資料也沒有準確的說法。
為了解決中學(xué)生這個學(xué)習(xí)難點，就要想辦法讓中學(xué)生倍感用水銀做實驗“理所其實”的。為了“重現(xiàn)科學(xué)家的研究過程”，班主任借助在演示實驗中不斷降低試管中的火柱寬度的方式進行推演，朋友們發(fā)覺不斷降低倒扣試管的寬度但大氣總是能把更長的火柱托住。假如大氣壓可以托起很高的火柱，要想檢測大氣壓的值就須要不斷降低管子寬度物理大氣壓強瓶子實驗，但管子寬度降低到一定程度，可能就難以找到合適的管子了。此時可以給中學(xué)生提出問題：能不能只用一米長的管子就測出大氣壓的值？雖然這個問題既聯(lián)系實際又對中學(xué)生的探究思維提出挑戰(zhàn)。有些中學(xué)生發(fā)覺：根據(jù)之前學(xué)過的液體浮力的知識p=ρgh，減小試管中液體的密度就可以減少液柱的高度了。班主任繼續(xù)追問：用哪種液體最合適呢？中學(xué)生會想到，用常溫下密度比較大的水銀很合適。到了這個時侯，這個教學(xué)難點也就迎刃而解了。此次演示實驗改進的嘗試，就是通過對實驗的不斷推演的實驗，使中學(xué)生對大氣壓的檢測有新的認識：把降低液柱寬度轉(zhuǎn)化為減小液體密度的思路，去測大氣壓的值。
教學(xué)反省未來展望
高杰老師覺得本節(jié)課設(shè)計有以下感受和思索：
01
問題來始于中學(xué)生，問題解決借助中學(xué)生，課堂評價交給中學(xué)生；
02
積極進行跨學(xué)科實踐教學(xué)嘗試，將化學(xué)學(xué)與日常生活聯(lián)系，以觀察、實驗、設(shè)計、調(diào)查等方法設(shè)計活動，展現(xiàn)跨學(xué)科性、實踐性，以培養(yǎng)中學(xué)生剖析問題和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養(yǎng)中學(xué)生樂于實踐、敢于創(chuàng)新的精神；
03
采用任務(wù)驅(qū)動，問題推動的形式，推動中學(xué)生深度學(xué)習(xí)；課堂重視知識技巧的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，精選實驗，層層遞進，以情景引導(dǎo)中學(xué)生深入思索，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，建立思維課堂；
04
教學(xué)創(chuàng)新是教學(xué)理念的重構(gòu)過程，伴隨著教學(xué)方法的深入思索，須要對課標精準掌握。在備課過程中查閱了知網(wǎng)近兩年關(guān)于大氣壓教學(xué)設(shè)計的所有文章，并閱讀了法國中中學(xué)教材“科學(xué)探求者”有關(guān)氣壓的所有內(nèi)容以及于市長推薦的《教學(xué)設(shè)計》一書，精研課標后，最終確定了嶄新的課程施行思路，深感創(chuàng)新來自于積累和沉淀。
孫志龍老師通過這次跨學(xué)科實踐的一些嘗試和探求，也導(dǎo)致對化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)新的認識和思索。
01
化學(xué)學(xué)科作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，有幫助其他課目解決問題的責(zé)任和義務(wù)。
化學(xué)學(xué)科作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，與好多學(xué)科有著密切聯(lián)系。例如生物中的呼吸運動、鳥類的飛行等涉及到大氣壓和流體熱學(xué)的知識，物理中鹽水的溶化度涉及到密度的知識，地理中的水循環(huán)涉及物態(tài)變化的知識。假如在化學(xué)教學(xué)中，在進行相關(guān)知識教學(xué)時，從數(shù)學(xué)的角度對不同事科進行解釋和研究，既推動中學(xué)生數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)，又推進中學(xué)生對其他學(xué)科的理解。
02
跨學(xué)科實踐，可以提升中學(xué)生的思維境界和格局，培養(yǎng)中學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。
社會最須要的人才是創(chuàng)新型的人才。而人的創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力是在日常學(xué)習(xí)中逐步培養(yǎng)的。中學(xué)生進行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，才能推動中學(xué)生對知識的融會貫通，促使中學(xué)生綜合能力的提高。跨學(xué)科實踐可以給中學(xué)生一個更高的視角來理解各學(xué)科的特性與聯(lián)系，從而提升中學(xué)生的思維境界和格局。同時，學(xué)生通過聯(lián)系不同事科的知識去解決跨學(xué)科的問題，學(xué)習(xí)的過程就是培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新精神的過程。
03
跨學(xué)科實踐，可以提高中學(xué)生的研究意識，培養(yǎng)中學(xué)生綜合運用知識的能力。
中學(xué)是中學(xué)生踏入社會前的實踐基地，中學(xué)生今后在工作中解決問題是多學(xué)科綜合的結(jié)果，極少單獨用一個學(xué)科能夠解決工作中的問題。假如中學(xué)生在中學(xué)沒有培養(yǎng)起綜合運用知識解決問題的能力，這么今后就很難適應(yīng)社會。在中學(xué)進行跨學(xué)科實踐的學(xué)習(xí)，雖然就是在“模擬”今后步入社會怎樣解決問題。只有在中學(xué)里讓中學(xué)生多思索、多實踐，給中學(xué)生通過思索和實踐來解決問題的機會，中學(xué)生的研究的意識就會不斷加大，綜合運用知識的能力就會不斷提高。
專家點評提高認識
西城名師工作室導(dǎo)師宋詞偉專家充分肯定了兩位老師的課堂呈現(xiàn)，是兩節(jié)高質(zhì)量高水平的優(yōu)質(zhì)課。這兩節(jié)課都有共同的優(yōu)點：問題來自于真實的生活，課堂的環(huán)節(jié)層層相扣，優(yōu)化了認知過程，發(fā)展了中學(xué)生的科學(xué)思維。昌平區(qū)教研員田成良專家點評，兩節(jié)課讓人耳目一新，具有創(chuàng)新性，令人印象深刻。兩位老師教學(xué)功力深厚，前期打算十分充分。兩節(jié)課都用大情景貫串，采用任務(wù)驅(qū)動的形式，符合新的教學(xué)理念。中學(xué)生合作、探究、參與度十分高，課堂氣氛十分好。
兩位專家除了對兩節(jié)課進行點評，還針對“優(yōu)化認知過程，建立思維課堂”提出了寶貴的建議。化學(xué)教學(xué)中，舉辦一節(jié)優(yōu)質(zhì)課，要關(guān)注“知識次序、認知次序、活動次序”，化學(xué)教學(xué)要關(guān)注學(xué)科方式的培養(yǎng)，思維發(fā)展是核心。課堂要關(guān)注學(xué)科美育，強化中華傳統(tǒng)文化的滲透。從數(shù)學(xué)學(xué)史的角度，可以回顧數(shù)學(xué)原理的發(fā)覺史，遵照歷史過程，重演過程，賦于價值，彰顯高階思維。
兩位專家的點評和指導(dǎo)，引起了老師們對數(shù)學(xué)教學(xué)的深入思索，開拓了視野，強化了“優(yōu)化認知過程，建立思維課堂”的認識。
研討活動雖告一段落，但研究永無止境。中學(xué)數(shù)學(xué)教研組的跨學(xué)科實踐將繼續(xù)探求，充分利用教研平臺，在專家推動下，讓高中數(shù)學(xué)教學(xué)更精、更高、更透、更新，未來可期！
圖文：孫志龍、高杰