柳聪慧，王宏社
(宝鸡文理学院化学化工学院,陕西 宝鸡 721013)
为加强各个学科之间的关联，促进学生建构学科和跨学科，培养解决问题的关键能力及必备品格，新课标(2022年版)对课程内容结构进行了优化，设立了多个跨学科主体实践活动，并规定实践活动所用课时不少于本学科总课时的10%。由此可见，设计并实行跨学科实践活动对学生综合能力的培养很有意义。本文以“水质检测及自制净水器”为例，设计了初中化学跨学科实践的主题活动。
“水质检测及自制净水器”是基于生活中饮用水的水质好坏会影响人体健康，以及工业用水水质好坏会影响产品质量等问题而提出的实践活动，属于化学与健康等领域的作品制作类综合实践活动，具有重要的实践意义。
该活动综合体现“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”学习主题的大概念及核心知识，承载着学生必做实验“水的组成及变化的探究”，以及“吸附”“过滤”等水的净化方法，涉及“化学与社会·跨学科实践”学习主题中化学与材料、化学与健康等相关内容，融合生物、地理等学科的相关内容，促进学生元素观、变化观等化学观念的形成，促进“系统与模型”“比例与定量”“可持续发展”等跨学科大概念的进一步构建与发展。
该活动给学生提供一个真实情境，引导学生思考如何检测及处理水质，使其达到生产生活用水的要求，鼓励学生自主进行探究，积极调动所学过的化学、数学、生物等相关知识，并结合技术与工程、材料等领域选择合适的方法和知识解决现有的问题。促使学生积极参与各种综合实践活动，提高学生运用知识解决实际问题和动手操作能力；
提高学生自主反思和探究问题的能力；
培养学生的合作精神和创新意识；
促进学生的综合能力的发展(如图1)。
图1 “水质检测及自制净水器”活动的育人价值
水在地球上有广泛的分布，人类的生产生活都与水密切相关。随着经济的不断发展、人类生活水平的逐渐提高，人们对生活(饮用水)、生产用水的水质要求也越来越高，水质的衡量标准也相应地不断发展和完善。饮用水主要考虑对人体健康的影响，其水质标准除有物理指标、化学指标外，还有微生物指标；
对工业用水则考虑是否影响产品质量或易于损害容器及管道。实践活动以水的净化方法为核心，调查水在地球上的分布以及现有的水质情况；
通过化学实验，探究水的组成并分析含有物质情况；
结合生物所学知识衡量水中物质对人体健康是否存在影响；
综合考虑人们对生产生活的水质要求以及水质的衡量标准，选择合适的材料和方法，完成简易净水器的设计和制作。
“水质检测及自制净水器”活动分为水质检测和自主设计并自制净水器两个内容。本次活动以设计制作净水器为核心内容，以检测水质为基础进行，虽然只是真实净水器的模拟和简单的进行制作，但也是一个开放、复杂的综合实践活动，需要学生全身心投入，并且在完成任务的过程中，不仅要考虑人们对生活用水(饮用水)、生产用水的水质标准要求，还要考虑材料的选择以及装置尺寸等相关问题，要结合运用多门学科知识完成作品的整体设计，并且要对净水器进行多次试验并不断地进行优化完善。
根据活动内容结构要求，本活动分为以下几个环节进行：
1)环节1。通过教师介绍，让学生明确本次活动的背景、主要内容及任务。查阅相关资料，明确以下问题：自然界中水资源是如何分布的，现在水污染的程度是怎样的，未处理过的水含有的哪些物质对人体健康有影响，现在的生活用水(饮用水)、生产用水的水质标准是什么，怎么进行水的组成探究实验，现在的自来水厂怎么进行净水的，学过哪些水的净化方法。小组同学进行合作，整理并分析查阅到的相关资料，初步确立简易净水器的设计思路和制作目标，明确每个人的具体任务分工，体会本次活动的意义和价值。
2)环节2。根据查阅相关资料，小组同学合作完成“探究水的组成和变化”实验，根据实验现象分析水的组成元素，并且结合了解到水的净化的方法和原理以及查阅到的自来水厂水的净化方法；
依据水质检测方法和要求，引导学生可以采用“看”(色度、浑浊程度)“闻”(有无异味)“测”(pH值)等方法进行简单的测定。接下来初步确定简易净水器所需要的材料以及程序方法，形成初步的设计方案。
3)环节3。小组同学从实际出发，根据自己所选择的材料(活性炭、沙粒、纱布、塑料瓶等)和设计方案，动手绘制净水器的设计图，小组同学之间进行合作，自主制作简易净水器，并且不断进行试验、优化，注意观察记录净化前后水样的变化，教师对测试结果进行收集汇总。
4)环节4。组间进行模型成果展示，并对其原理、材料、效果等方面进行说明，相互评价交流，再次对自己的净水器模型进行优化。教师引导学生进行反思和总结自制简易净水器过程中的经验和不足，并归纳总结出这类主题下的活动思路和方法，肯定每位同学在此次活动中的表现。
开展“水质检测及自制净水器”实践活动，因为水质检测的内容对于初中刚接触化学的学生来说，可能比较陌生，此时建议教师对学生进行积极的引导和组织，帮助学生找到水质检测的简单方法。建议学生在设计制作简易净水器之前，要先对自然界中水的分布以及存在哪些成分对人体健康有影响进行充分的调查和了解，并且紧密结合“探究水的组成和变化”实验对水进行成分分析，根据水的净化方法以及工程技术的相关知识，对制作净水器的材料、方案进行选择和设计。并且在模型制作完成之后，教师要给学生提供对自制净水器不断完善、展示交流、组间互评的机会，并且教师要对此次活动进行有针对性的指导、总结与评价反馈。
开展“水质检测及自制净水器”的跨学科实践活动，通过教师引导，让学生通过小组合作的形式完成“调查—设计—制作—优化—评价”一系列过程，锻炼了学生搜集以及汇总分析资料的能力，提高了学生运用各个学科知识解决实际问题的能力，培养了学生的合作精神和创新意识。在模型制作完成之后，学生还能够对设计进行试验并不断优化，这是一个自我反思过程，有利于学生自身的提高和发展。并且，开展有趣味的跨学科主题活动作为一种新的实践方式，让学生自主动手实验探索，避免了以往的照本宣科、空洞乏味的教学方式，有利于教学手段的丰富以及教学效果的提高。总之，开展初中化学跨学科实践活动是一种能够全面提高学生的综合能力和核心素养的有效教学方法。
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