免費下載！
[!--downpath--]2022年版《課標》中新增了“跨學科實踐”一級主題，意在運用跨學科實踐來提高中學生剖析問題和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養中學生樂于實踐、敢于創新的精神。在課堂教學中，須要班主任積極挖掘教育資源，優化教學設計，積極探求跨學科實踐，整合優化知識結構，以培養中學生學科核心素質。我校數學教研組孫志龍、高杰兩位老師以大氣浮力為主題，進行了“跨學科實踐”的教學嘗試，通過這樣的教學探求來弘揚新課標的理念，探求化學與其他學科進行“跨學科實踐”中的價值與意義。
物
理
跨學科實踐不同切入點
高杰老師從生活中吸盤使用的調查入手，以中學生問題為切入點，以揭秘吸盤為線索，設置了多種問題情景，通過任務驅動的形式，引導中學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，認識轉換思想在檢測中的應用。課堂將數學知識與日常生活緊密結合，以吸盤為主線，貫串一直，最終產生問題解決的方案。
孫志龍老師在與生物老師的聊天中了解到，生物學科的呼吸運動與數學學大氣壓知識緊密相關，是中學生理解的難點。在數學大氣壓內容教學中，對“呼吸運動”再探究，以達到跨學科解決難點問題的目的。課堂從體測“肺活量”的數據開始談起，圍繞人體的呼吸系統，設置多種真實情景，通過系列實驗、探究搭建問題臺階，優化中學生的認知過程，讓中學生深入理解大氣壓在生活中的應用，最終產生提供“肺活量”測試方式的建議。
任務情景來源生活
著重體驗基于學情
跨學科實踐教學須要以一個情景任務作為主線，整節課圍繞情景任務舉辦學習，中學生通過實踐把握知識，使中學生在“做高中”。這么選擇哪些樣的情景任務比較合適呢？兩位老師依據自身的觀察和對學情的督查，分別選擇了不同的任務情景組織教學。
高杰老師在課前通過督查，了解到中學生對生活中大氣壓有關的現象有一定的觀察和了解，曉得吸盤、喝果汁、抽水機、瓶子吞蛋等現象與大氣壓有關，但對于借助大氣壓的相關知識解釋相關現象、大氣壓檢測等內容不是很清晰。
吸盤是生活學生常見的物品，結構簡單，功能多樣，通過調查中學生對吸盤的認識，發覺中學生有充分的生活經驗，了解吸盤與大氣壓有關，并且對吸盤的工作原理、吸盤使用中出現的問題解釋不清，欠缺對大氣壓知識的系統認識。在學情督查基礎上，決定以吸盤為線索的跨學科實踐活動，突破教學重難點。
孫志龍老師聯想到近來朋友們近來出席了體質健康測試，有些朋友在體質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”實現的。這正是一個十分好的跨學科實踐教學的素材，就將這節課的情景任務定為：為出席“體質健康測試”的朋友們，提供“肺活量”測試方式的建議。
優化知識結構建立思維課堂
不同實踐各有巧思
高杰老師—挖掘實驗內在關聯，
推動中學生深度思索
任務一
吸盤拉提椅子，觀察吸盤使用的關鍵步驟。
通過數學情景導致中學生對于吸盤使用的關注度，增強學習相關數學知識的興趣和心愿。引導中學生重點觀察實驗步驟，擠壓的作用何在？通過“有目的”的觀察，引起中學生深入思索大氣壓存在。
吸
盤
任務二
證明吸盤的工作原理——大氣壓
中學生思索“擠壓”的目的——使空氣擠出。并推測吸盤的工作原理——大氣壓?？諝庹嬗羞@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”，讓中學生觀察內外氣壓不平衡，液面下降的現象。中學生觀察液面上升的現象，認識大氣壓的強悍力量。
擠
壓
問
班主任繼續追問，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。
中學生觀察實驗，前后現象對比，認識吸盤的工作原理——大氣壓。空氣看不見，摸不到的，而且卻可以通過現象認識、研究它，通過兩個實驗對比，加深中學生對外界環境有大氣壓的認識，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。中學生觀察實驗，并剖析這種實驗現象形成的誘因。
實
驗
讓中學生認識到證明大氣壓存在的現象好多，拓展中學生的視野，引導中學生多元思索問題。
覆杯實驗用于證明大氣壓內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象，引起對人體沒有被大氣壓壓癟的討論：人體內外氣壓平衡。
實
驗
任務四
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：中學生通過實驗為實驗室吸盤貼上標簽。中學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，讓中學生體會大氣壓的作用，對工具使用的規范、標準有一定的認識，培養中學生的學習興趣同時為后續檢測大氣壓的數值做鋪墊。
實
驗
任務五、六
通過吸盤拉力引起對大氣壓檢測的思索
中學生對吸盤受力剖析，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，引導中學生認識排盡空氣的覆杯法，逐漸改進、不斷下降火柱實現可以將氣壓轉換為油壓的托里拆利實驗方案，整個過程通過搭設思維臺階，引導中學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。此任務引導中學生重演大氣壓的檢測歷史，在詮釋中提高中學生的科學思維。
實
驗
任務七
為吸盤問題提出解決方案
中學生剖析日常生活中吸盤不能罩住的可能誘因寫下減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）；創意構想：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用。
實
驗
在從簡易吸盤到生活中吸盤的應用，了解科技應用生活的作用，在聯系生活實際以及解決實際問題的過程中，提升社會責任感，提高關心科技發展的意識。通過吸盤為主線的跨學科實踐活動設計，培養中學生從數學邁向生活的科學精神。通過探究活動，培養中學生的思維能力。
實
驗
孫志龍老師——重現科學家的
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，之后發覺很容易拔出活塞，當用手擋住針頭后，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，就是給中學生的學習提供了選擇性，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。
為了解決中學生這個學習難點，就要想辦法讓中學生倍感用水銀做實驗“理所其實”的。為了“重現科學家的研究過程”，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？雖然這個問題既聯系實際又對中學生的探究思維提出挑戰。有些中學生發覺：根據之前學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。班主任繼續追問：用哪種液體最合適呢？中學生會想到，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，使中學生對大氣壓的檢測有新的認識：把降低液柱寬度轉化為減小液體密度的思路，去測大氣壓的值。
教學反省未來展望
高杰老師覺得本節課設計有以下感受和思索：
01
問題來始于中學生，問題解決借助中學生，課堂評價交給中學生；
02
積極進行跨學科實踐教學嘗試，將化學學與日常生活聯系，以觀察、實驗、設計、調查等方法設計活動，展現跨學科性、實踐性，以培養中學生剖析問題和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養中學生樂于實踐、敢于創新的精神；
03
采用任務驅動，問題推動的形式，推動中學生深度學習；課堂重視知識技巧的內在關聯，精選實驗，層層遞進，以情景引導中學生深入思索，優化知識結構，建立思維課堂；
04
教學創新是教學理念的重構過程，伴隨著教學方法的深入思索，須要對課標精準掌握。在備課過程中查閱了知網近兩年關于大氣壓教學設計的所有文章，并閱讀了法國中中學教材“科學探求者”有關氣壓的所有內容以及于市長推薦的《教學設計》一書，精研課標后，最終確定了嶄新的課程施行思路，深感創新來自于積累和沉淀。
孫志龍老師通過這次跨學科實踐的一些嘗試和探求，也導致對化學跨學科教學新的認識和思索。
01
化學學科作為自然科學的基礎學科，有幫助其他課目解決問題的責任和義務。
化學學科作為自然科學的基礎學科，與好多學科有著密切聯系。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，地理中的水循環涉及物態變化的知識。假如在化學教學中，在進行相關知識教學時，從數學的角度對不同事科進行解釋和研究，既推動中學生數學知識的學習，又推進中學生對其他學科的理解。
02
跨學科實踐，可以提升中學生的思維境界和格局，培養中學生勇于創新的精神。
社會最須要的人才是創新型的人才。而人的創新思想和創新能力是在日常學習中逐步培養的。中學生進行跨學科學習，才能推動中學生對知識的融會貫通，促使中學生綜合能力的提高。跨學科實踐可以給中學生一個更高的視角來理解各學科的特性與聯系，從而提升中學生的思維境界和格局。同時，學生通過聯系不同事科的知識去解決跨學科的問題，學習的過程就是培養中學生的創新精神的過程。
03
跨學科實踐，可以提高中學生的研究意識，培養中學生綜合運用知識的能力。
中學是中學生踏入社會前的實踐基地，中學生今后在工作中解決問題是多學科綜合的結果，極少單獨用一個學科能夠解決工作中的問題。假如中學生在中學沒有培養起綜合運用知識解決問題的能力，這么今后就很難適應社會。在中學進行跨學科實踐的學習，雖然就是在“模擬”今后步入社會怎樣解決問題。只有在中學里讓中學生多思索、多實踐，給中學生通過思索和實踐來解決問題的機會，中學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
西城名師工作室導師宋詞偉專家充分肯定了兩位老師的課堂呈現，是兩節高質量高水平的優質課。這兩節課都有共同的優點：問題來自于真實的生活，課堂的環節層層相扣，優化了認知過程，發展了中學生的科學思維。昌平區教研員田成良專家點評，兩節課讓人耳目一新，具有創新性，令人印象深刻。兩位老師教學功力深厚，前期打算十分充分。兩節課都用大情景貫串，采用任務驅動的形式，符合新的教學理念。中學生合作、探究、參與度十分高，課堂氣氛十分好。
兩位專家除了對兩節課進行點評，還針對“優化認知過程，建立思維課堂”提出了寶貴的建議?；瘜W教學中，舉辦一節優質課，要關注“知識次序、認知次序、活動次序”，化學教學要關注學科方式的培養，思維發展是核心。課堂要關注學科美育，強化中華傳統文化的滲透。從數學學史的角度，可以回顧數學原理的發覺史，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，引起了老師們對數學教學的深入思索，開拓了視野，強化了“優化認知過程，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。中學數學教研組的跨學科實踐將繼續探求，充分利用教研平臺，在專家推動下，讓高中數學教學更精、更高、更透、更新，未來可期！
圖文：孫志龍、高杰