初中化学跨学科实践活动与新教材融合的实例探索

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学在初中化学中占据重要的地位，《义务教育化学课程标准 2022 年版）》中指出：科学探究与实践是指经历化学课程中的实验探究，基于学科和跨学科实践活动形成的学习能力，是综合运用化学等学科的知识和方法，通过一定的技术手段，在解决真实情境问题和完成综合实践活动中展现的能力和品质[1]。2024 年新教材编写专家提出：虽然跨学科实践活动是安排在某个单元最后，但这并不说明该跨学科实践活动仅与该单元内容相关，也不意味着该跨学科实践活动必须独立开展。在实际教学中，建议将跨学科实践活动与单元的核心内容及学生必做实验的教学进行整合[2]。

2024 年人教版初中化学教材把课标中的 10 项跨学科实践活动安排在每个单元的最后，使跨学科实践活动能围绕一个中心主题，运用不同学科的知识和方法，开展对所指向的共同问题进行讨论和解决而设计的教学活动 [3]。“水质检测及自制净水器”是新课标的 10 个跨学科实践活动之一，本文以“水质检测及自制净水器”家庭实验微项目为例，巧妙地将初中化学与物理学科知识紧密相连，为学生搭建起一个跨学科实践的广阔平台。在化学领域，该项目深度融合了“水的净化”“物质分离提纯的思路和方法”“材料、健康”等关键内容。学生需深入理解水的净化过程中沉降、吸附、过滤、消毒、蒸馏等环节的原理，掌握物质分离提纯的思路和方法，并思考不同材料对水质净化效果及人体健康的影响。而在物理学科方面，机械技术与工程设计类知识成为项目推进的有力支撑。学生在设计自制净水器时，要有意识地从多个物理维度进行考量。材质的选择上，要综合考虑其耐用性、成本以及对水流的影响；密封性方面，需运用物理原理确保装置各部分紧密连接，防止漏水；装置尺寸的设计要合理，既要保证有足够的空间进行净化操作，又要便于携带和使用；液体流速的控制则涉及到流体力学知识，过快的流速可能影响净化效果，过慢则会降低效率。在整个实践过程中，学生自主调用化学与物理的相关知识，深度投身于设计构思、亲手制作、严谨测试、反复优化的全过程。他们不断反思实践中出现的问题，如净化效果不理想、装置稳定性差等，并通过团队协作共同探讨改进方案。这种跨学科的实践活动，不仅能提升学生的团队合作精神，同时也能激发他们发现问题，解决问题的能力，更激发了他们的创新意识，让学生在实践中收获知识与成长。

1“水质检测及自制净水器”家庭实验微项目的设计与实施

1.1 项目背景

水质安全是关系到人类健康的重要问题。随着工业化进程的加速和人口的不断增长，水质污染问题日益严重。因此，开展水质检测和自制净水器活动具有重要的现实意义。初中化学新教材中包含了水质检测和简易净水器制作的相关内容，这为跨学科实践活动的开展提供了有力的支持。

水质安全，始终是与人类健康紧密相连的关键议题。在当今时代，工业化进程以前所未有的速度加速推进，城市人口如潮水般不断增长。这一系列变化在带来经济繁荣与社会发展的同时，也给水资源带来了巨大压力，水质污染问题愈发严峻。工业废水肆意排放，生活污水未经有效处理便流入江河湖泊，农药化肥的过度使用也通过雨水冲刷渗入地下，使得原本清澈的水源变得污浊不堪，各种有害物质超标，严重威胁着人们的饮水安全与身体健康。在此背景下，开展水质检测和自制净水器活动显得尤为迫切且意义非凡。水质检测能够让我们精准了解水体中各类污染物的含量，判断水质是否达标，为后续的治理与净化提供科学依据。而自制净水器活动，不仅能让学生将所学的化学知识运用到实际操作中，加深对化学原理的理解，还能培养他们的动手能力与创新思维。初中化学新教材精心编排了水质检测和简易净水器制作的相关内容。这些内容不仅涵盖了水质检测的常用方法、简易净水器的制作原理与步骤等基础知识，还设置了丰富的实践环节。这为跨学科实践活动的开展搭建了坚实的平台，提供了有力的支持。学生可以在活动中，将化学知识与物理、生物等学科知识有机结合，全面提升自身的综合素质，为解决实际的水质问题贡献自己的智慧与力量。

1.2 项目目标

1.2.1 了解自来水的生产工艺，认识水质检测是健康用水的保障；

1.2.2 通过简易净水器的制作、改进和展示，了解过滤，吸附等净水的常用方法，体会物质分离探究活动的一般思路和方法；

1.2.3 根据生活污水成分的性质不同选择合适的净化方法，发展综合运用化学、跨学科知识解决真实问题的能力。

1.2 项目内容

1.2.1 水质检测

水质检测是通过化学和物理方法来评估水的质量，包括检测水中的浑浊度、细菌含量、余氯、色度等。利用水质检测试纸和水质检测仪，可以确定水质中的各种指标含量，从而判断水质是否健康。在本项目中，学生需要使用水质检测试纸和水质检测仪对学校自来水进行检测，并记录检测结果，了解学校水源的水质状况，并认识到水质安全的重要性。

1.2.1 自制净水器

自制净水器是利用过滤、吸附、沉降等方法来净化水质的一种简易装置。在本项目中，学生以小组为单位，通过设计，实施，优化，改进，对自制净水器进行不断的改进，从而达到更佳的净水效果。

1.3 教学过程

1.3.1 情境引入课题

【教师】介绍广州市的四个饮用水取水点和广州市自来水某小区的水质检测（微信公众号广州自来水96968），水质公示：

【学生】检测学校的自来水的余氯量（有兴趣的同学课后可以拿检测纸测试各类水）。

1.3.2 自制净水器

【教师】提问：为什么越来越多的家庭使用净水器？

展示：某品牌前置净水器的构造和净水效果。

【学生】分析该净水器中每个部件的作用，达到的净水效果。【教师】展示学生暑假设计和完成的净水器1.0 版本

【实验】学生根据评价标准，对桌面上的两个自制净水器进行评价，得出优胜者。

【教师】我们生活中会产生不同类型的生活污水，我们的净水器要不要进行再优化？

【学生展示】特供版自制净水器现场展示

【思考】能否设计出一套能循环利用的自制净水器？

2“水质检测及自制净水器”家庭实验微项目与新教材的融合路径

本项目的实施，不仅让学生们学到了水质检测和自制净水器的相关知识，更重要的是提高了他们的实践能力和创新能力。在实践中，学生们遇到了各种各样的问题，如净水器漏水、过滤效果不佳等。他们通过查阅资料、讨论交流、反复尝试等方式，最终解决了这些问题。这个过程让学生们深刻体会到了科学探究的艰辛与乐趣，也让他们更加珍惜和尊重科学成果。通过本项目的实施，学生不仅了解了水质检测和自制净水器的相关知识，还提高了自己的实践能力和创新能力。同时，本项目也促进了初中化学新教材的实施和推广，为初中化学教学提供了新的思路和方法。

2.1 结合新教材的知识点进行整合

2024 年的初中化学新教材把课标中涉及的 10 个跨学科实践活动分散到各个单元中，第四单元的跨学科实践活动3 就是“水质检测及自制净水器”。因此，在项目设计过程中，教师可以结合新教材的知识点进行整合，将水质检测和自制净水器的原理、方法和步骤等融入项目中。这样不仅可以加深学生对新教材内容的理解，还可以提高学生的实践能力和创新能力。通过实践操作，学生能够更加直观地感受到化学知识的魅力和实用性。同时，项目中的跨学科融合也让学生意识到，不同学科之间的知识是相互关联、相互渗透的。这种跨学科的学习体验，有助于拓宽学生的知识视野，培养他们的综合素养。

消毒等多个步骤，每一步都需要学生们运用所学的化学知识来选择合适的材料和方法。例如，在选择过滤材料时，学生们需要了解不同材料的过滤原理和效果，从而做出最优的选择。在制作过程中，学生们还需要动手裁剪、组装材料，这既锻炼了他们的动手能力，也培养了他们的创新思维。

2.2 利用新教材的资源进行拓展

除了结合新教材的知识点进行整合外，教师还可以利用新教材的资源进行拓展。例如，可以引导学生进一步探究不同过滤材料对净水效果的影响、不同污染物对水质的影响等。通过拓展研究，学生可以更深入地了解水质检测和自制净水器的相关知识，并培养自己的科研能力和创新思维。

2.3 将新教材的理念融入项目中

初中化学新教材注重培养学生的创新精神和实践能力。因此，在项目设计过程中，教师可以将新教材的理念融入项目中。例如，可以鼓励学生自主设计实验方案、选择实验材料、进行实验操作等，从而培养学生的自主学习能力和解决问题的能力。同时，教师还可以引导学生关注社会热点问题，如水质污染问题、环保问题等，并尝试运用所学知识解决实际问题，从而增强学生的社会责任感。

3 结论

在当今社会，水资源的质量问题日益受到人们的关注。作为未来社会的主人翁，学生们不仅需要掌握基本的化学知识，更需要具备将所学知识应用于实际问题的能力。因此，将跨学科实践活动融入初中化学教学，成为了一种新的教学趋势。本文以“水质检测及自制净水器”家庭实验微项目为例，探讨了初中化学跨学科实践活动与新教材融合的路径。“水质检测及自制净水器”项目是一个集化学、物理、生物等多学科知识于一体的实践活动。通过这个项目，学生们首先需要了解水质检测的基本原理和方法。他们学习如何使用试纸、试剂等工具来检测水中的 pH 值、硬度、余氯等指标，这些操作不仅锻炼了学生们的实验技能，还让他们对水的化学性质有了更深入的了解。在掌握了水质检测的基本技能后，学生们开始着手自制净水器。这个过程涉及到了过滤、吸附、

参考文献：

[1]. 中国教育部 .《义务教育化学课程标准》（2022 年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社.2022.3

[2] 乔国才 . 聚焦核心素养 落实立德树人——人教版《义务教育教科书：化学》的结构和变化 .[J]. 化学教育 .2024（17）.5

[3] 支瑶、陈颖、严博远、等. 新版课程标准解解析与教学指导（2022 年版）初中化学[M]. 北京：北京师范大学出版社.2022.245

* 广州市天河区 2023 年度小课题“初中化学实践类作业的优化设计与实施研究——以家庭实验微项目为例”（课题编号：2023X001）研究成果