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[!--downpath--]2022年版《課標(biāo)》中新增了“跨學(xué)科實(shí)踐”一級主題，意在運(yùn)用跨學(xué)科實(shí)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(shí)踐能力，培養(yǎng)中學(xué)生樂于實(shí)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(jì)，積極探求跨學(xué)科實(shí)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(jìn)行了“跨學(xué)科實(shí)踐”的教學(xué)嘗試，通過這樣的教學(xué)探求來弘揚(yáng)新課標(biāo)的理念，探求化學(xué)與其他學(xué)科進(jìn)行“跨學(xué)科實(shí)踐”中的價(jià)值與意義。
物
理
跨學(xué)科實(shí)踐不同切入點(diǎn)
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(diǎn)，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(jìn)檢測大氣壓的方式，認(rèn)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(yùn)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(diǎn)。在數(shù)學(xué)大氣壓內(nèi)容教學(xué)中，對“呼吸運(yùn)動”再探究，以達(dá)到跨學(xué)科解決難點(diǎn)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(shí)情景，通過系列實(shí)驗(yàn)、探究搭建問題臺階，優(yōu)化中學(xué)生的認(rèn)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(yàn)基于學(xué)情
跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)須要以一個(gè)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(shí)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(jī)、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(rèn)識，發(fā)覺中學(xué)生有充分的生活經(jīng)驗(yàn)，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(rèn)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(shí)踐活動，突破教學(xué)重難點(diǎn)。
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(yùn)動”實(shí)現(xiàn)的。這正是一個(gè)十分好的跨學(xué)科實(shí)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(shí)踐各有巧思
高杰老師—挖掘?qū)嶒?yàn)內(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(qiáng)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(diǎn)觀察實(shí)驗(yàn)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(rèn)識大氣壓的強(qiáng)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(shí)驗(yàn)演示：真空罩實(shí)驗(yàn)。
中學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，前后現(xiàn)象對比，認(rèn)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(rèn)識、研究它，通過兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對比，加深中學(xué)生對外界環(huán)境有大氣壓的認(rèn)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(shí)驗(yàn)
班主任依次演示兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：
演示實(shí)驗(yàn)1：覆杯實(shí)驗(yàn)。
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(shí)
驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)2：杯子被壓癟實(shí)驗(yàn)
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(shí)驗(yàn)，并剖析這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成的誘因。
實(shí)
驗(yàn)
讓中學(xué)生認(rèn)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(shí)驗(yàn)用于證明大氣壓內(nèi)部向各個(gè)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(shí)驗(yàn)方式。杯子被壓癟實(shí)驗(yàn)，讓中學(xué)生體會大氣壓存在且很大，為檢測做打算。同時(shí)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(shí)
驗(yàn)
任務(wù)四
吸盤的水平吸力有多大——為實(shí)驗(yàn)室吸盤貼上標(biāo)簽
班主任展示吸盤的標(biāo)牌，布置任務(wù)：中學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)室吸盤貼上標(biāo)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(shí)驗(yàn)室吸盤貼上標(biāo)簽，讓中學(xué)生體會大氣壓的作用，對工具使用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)有一定的認(rèn)識，培養(yǎng)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣同時(shí)為后續(xù)檢測大氣壓的數(shù)值做鋪墊。
實(shí)
驗(yàn)
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(jìn)行偏差剖析，改進(jìn)大氣壓檢測方案，提出更精確的方案。
答
實(shí)驗(yàn)方案從排不盡空氣的吸盤檢測法入手，引導(dǎo)中學(xué)生認(rèn)識排盡空氣的覆杯法，逐漸改進(jìn)、不斷下降火柱實(shí)現(xiàn)可以將氣壓轉(zhuǎn)換為油壓的托里拆利實(shí)驗(yàn)方案，整個(gè)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(qiáng)瓶子實(shí)驗(yàn)，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(rèn)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(shí)
驗(yàn)
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(jìn)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(shí)
驗(yàn)
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(shí)際以及解決實(shí)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(shí)踐活動設(shè)計(jì)，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(shí)
驗(yàn)
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(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)器材中選擇一個(gè)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(shí)驗(yàn)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?yàn)榇髿鈮旱淖饔镁秃茈y拉開橡膠盤了。其實(shí)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(gè)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就是給中學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了選擇性，同時(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。好多朋友在觀察實(shí)驗(yàn)過后，對托里拆利實(shí)驗(yàn)有一個(gè)疑惑：這個(gè)實(shí)驗(yàn)為何用水銀而不用其它液體做實(shí)驗(yàn)？用水做實(shí)驗(yàn)不是更容易嗎？對于這個(gè)疑惑，教科書上沒有做明晰的解釋，查閱資料也沒有準(zhǔn)確的說法。
為了解決中學(xué)生這個(gè)學(xué)習(xí)難點(diǎn)，就要想辦法讓中學(xué)生倍感用水銀做實(shí)驗(yàn)“理所其實(shí)”的。為了“重現(xiàn)科學(xué)家的研究過程”，班主任借助在演示實(shí)驗(yàn)中不斷降低試管中的火柱寬度的方式進(jìn)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(qiáng)瓶子實(shí)驗(yàn)，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(shí)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(gè)問題既聯(lián)系實(shí)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(gè)時(shí)侯，這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)也就迎刃而解了。此次演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的嘗試，就是通過對實(shí)驗(yàn)的不斷推演的實(shí)驗(yàn)，使中學(xué)生對大氣壓的檢測有新的認(rèn)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(jì)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(jià)交給中學(xué)生；
02
積極進(jìn)行跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)嘗試，將化學(xué)學(xué)與日常生活聯(lián)系，以觀察、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、調(diào)查等方法設(shè)計(jì)活動，展現(xiàn)跨學(xué)科性、實(shí)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(shí)踐能力，培養(yǎng)中學(xué)生樂于實(shí)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(shí)驗(yàn)，層層遞進(jìn)，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(biāo)精準(zhǔn)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(jì)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(jì)》一書，精研課標(biāo)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(shí)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(rèn)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(yùn)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(jìn)行相關(guān)知識教學(xué)時(shí)，從數(shù)學(xué)的角度對不同事科進(jìn)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(jìn)中學(xué)生對其他學(xué)科的理解。
02
跨學(xué)科實(shí)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(jìn)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(shí)踐可以給中學(xué)生一個(gè)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(shí)，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(shí)踐，可以提高中學(xué)生的研究意識，培養(yǎng)中學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。
中學(xué)是中學(xué)生踏入社會前的實(shí)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(dú)用一個(gè)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(yùn)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(jìn)行跨學(xué)科實(shí)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(shí)踐，給中學(xué)生通過思索和實(shí)踐來解決問題的機(jī)會，中學(xué)生的研究的意識就會不斷加大，綜合運(yùn)用知識的能力就會不斷提高。
專家點(diǎn)評提高認(rèn)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(diǎn)：問題來自于真實(shí)的生活，課堂的環(huán)節(jié)層層相扣，優(yōu)化了認(rèn)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(diǎn)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(jìn)行點(diǎn)評，還針對“優(yōu)化認(rèn)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(rèn)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(qiáng)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(jià)值，彰顯高階思維。
兩位專家的點(diǎn)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(qiáng)化了“優(yōu)化認(rèn)知過程，建立思維課堂”的認(rèn)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(shí)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