学科融合是指不同学科之间的相互交融与合作，它能够整合不同学科的知识和方法，形成更全面、更深入的解决方案，是解决复杂问题的重要途径，是实现全面育人目标的重要手段
［1］。核心素养的培育立足于学生终身发展需要，旨在培养适应现代生活和未来发展的人。学科融合和核心素养都强调实践与创新，倡导“用中学”“做中学”“创中学”。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》以发展化学学科核心素养为主旨，对高中化学必修1中“元素周期表和元素周期律的应用”的要求是“体会元素周期律（表）在学习元素化合物知识和科学研究中的重要作用”“能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质”“能结合有关资料说明元素周期律（表）对合成新物质、制造新材料的指导作用”
［2］。基于此，笔者结合课标和教材要求，运用学科融合的手段，将集体备课研究与独立思考相结合，设计了解决复杂问题、培养学生实践能力和创新意识的化学行走课例——“元素周期表和元素周期律的应用”。
1 整体设计
通过创设真实场景、问题等情境，以任务和问题链为驱动，在行走过程中将化学与物理、生物学、历史等学科有机融合，并融入思政和劳动教育等内容，强化“位-构-性”的化学观念，多方位发展学生的学科核心素养和综合能力，达到多学科育人的目的。教学流程如
图1所示。
【设计意图】通过整合行走线、知识线、素养线和学科融合线，形成一个综合的教学框架。利用行走的课堂将元素周期律（表）在生活、生产、科研中的应用串联起来，从而使整堂课显得完整、紧凑，多方位发展学生的学科核心素养和综合能力。
2 实施过程
2.1 登车致远
为了营造课堂气氛，教师事先准备气球，与学生一起乘坐比亚迪电动客车前往湖南省博物院。在出发前，教师向学生说明化学行走课堂的要求，并提醒学生带上教材和相应的学习用品。
（1） 教师拿出平板电脑，提问：平板芯片的主要成分是Si。请大家找出Si在元素周期表中的位置，并画出Si原子结构示意图。根据Si在周期表中的位置和原子结构示意图，预测晶体Si有哪些性质。教师巡视车上学生的书写情况，并请学生回答。
学生小组讨论后，教师视情况决定是否需要搭建台阶，例如指出“晶体Si的结构跟初中学的金刚石结构相同”，请学生预测晶体Si可能还有哪些性质。学生可能会回答“熔点高、硬度大”等性质，教师应及时给予肯定和合理的评价，以激发学生的兴趣。教师继续追问Si可用作半导体的深层原因，引导学生独立思考和小组讨论，之后通过平板推送功能在学生平板上播放关于Si可用作半导体的深层原因的视频或资料。
【设计意图】强化“位-构-性”的化学思维在化学学习中的指导作用与重要地位，追问Si用作半导体的深层原因以激发学生探索化学等自然科学的强烈欲望与兴趣。
（2） Si位于元素周期表金属元素区与非金属元素区分界线位置。理论上，所有半导体都可以做芯片。请你根据元素周期表预测还有哪些元素可以用来做芯片？
学生依据周期表某种元素附近的元素在一定程度上性质具有相似性，找出C、N、Al、P、Zn、Ga、Ge、As等。根据四代半导体简介（
表1）
［3］，发现不仅Si、Ge单质可以做芯片，甚至由C、N、Al、P、Zn、Ga、Ge、As这些元素组成的一些化合物也可以做芯片。请学生预测第一、二、三、四代芯片物质的结构与金刚石空间网状结构是否类似？
【设计意图】此处高阶思维有助于高一学生化学思维能力的提升，同时也体现了“性质反映结构”的化学观念。
（3） 气球都浮在客车顶部。已知气球中的气体为一种单质，请学生思考气球为什么浮在客车顶部，预测该单质是什么，并简述理由。
【设计意图】与物理学科融合，从物理学角度引出He，再与He原子结构、在周期表中位置联系起来，强化“位-构-性”之间的关联，体现了绿色化学的意义。
（4） 比亚迪电动客车采用锂离子电池，其中一个明显的优点是核心元素Li的相对原子质量小，比能量值高。从比能量角度运用元素周期律（表）思考，还有哪些金属比较适合做电池的电极材料？学生回答：Na、Mg、Al、K、Ca、Zn等。电池成品的性能应综合考虑多个因素，包括电池的质量、体积、比能量密度、充放电次数、性能稳定性、便携性以及安全环保性。这些因素共同决定了电池在实际应用中的表现和适用性。
【设计意图】通过综合考虑这些因素，体现元素周期律（表）的工具性，为学生思考问题、解决问题指引了方向。
2.2 参观湖南省博物院
师生一起排队进入湖南省博物院，通过欣赏湖南省（如长沙马王堆出土的辛追夫人）以及其他省份的众多文物，体会中华民族博大精深的文化。湖南省博物院里有很多文物，如辛追夫人，考古工作者是怎样推断出辛追夫人的年代的？
教师将14C断代法的相关内容推送到学生平板上，整个生物圈中的14C含量在某个时期与当时大气中的含量是相同的。生物死亡后会停止呼吸，此时体内14C开始发生β衰变，其半衰期大概为5 730年。根据死亡生物体内残余14C成分可推断其存在年龄。若当时大气中14C含量占比为a，现在该化石中14C含量为1/16 a，则该文物距今多少年？学生用平板检索信息，然后写出计算过程。教师推送答案到学生平板上：“a×（1/2） n =（1/16）a，n=4，距今约5 730 × 4= 22 920年”，学生比对答案。
【设计意图】与思政学科相融合，通过参观博物院，坚定民族文化自信；同时，通过实际案例体现化学在考古工作中的应用价值，激发学生对科学的兴趣和对文化遗产的保护意识。
2.3 农场就餐
师生乘坐比亚迪电动汽车前往附近的一家农场就餐。在农场观察无人机喷洒农药，同时还有劳动人民在辛勤地劳作。已知喷洒的农药是一种有机磷农药，毒性较低。请学生找出P在元素周期表中的位置，并预测还有哪些元素可以用来制作农药。学生思考后指出N、F、S、Cl、As等元素也可用于制作农药。
【设计意图】尽管学生可能暂时不知道这些元素为什么能用来制作农药，但这一探究过程体现了元素周期表在解决生活、科研问题的工具性价值。教学过程中也融入了思政教育：劳动是一种快乐，是一种成长，一种美
［4］。
有机磷农药是低毒农药，但也会对土壤、水体、蔬菜瓜果造成一定的污染，对N、P、S、F、Cl等这个区域内的元素进行研究，有助于制造出新品种的农药，降低对土壤、水体的污染。
【设计意图】化学与生物学学科融合，让学生学有所用，使知识具备生活价值。引导学生关注环境保护。
2.4 参观湖南大学、岳麓书院、湖南大学化学化工学院
教师带领学生前往湖南大学第一办公楼（红楼）严肃认真地参观抗日战争受降旧址，之后去岳麓书院，最后在湖南大学化学化工学院参观学习。
【设计意图】参观抗日战争受降旧址，对学生进行爱国主义教育，强化民族担当与责任；学生参观岳麓书院，传承与发扬湖湘文化。学生在湖南大学化学化工学院，接触化学领域的前沿科技，深刻体会化学在社会发展中的实用价值和独特魅力。
很多化学反应需要催化剂，大家熟悉的催化剂有MnO2，请大胆预测并寻找绝大多数化学反应的催化剂主要在元素周期表中哪个区域？在过渡元素区域还可以找到耐高温、耐腐蚀合金的元素，如汽车发动机的铱合金火花塞。当然元素周期律（表）在学习元素化合物知识中还有很重要的指导作用，学生将在高中化学必修2中继续体会。元素周期律（表）还将不断向前发展与完善，运用元素周期表这一工具探索和认识世界，把握事物本质，加深对物质世界对立统一规律的认识。要求学生尝试自己动手制作形式多样、有新意的元素周期表。
【设计意图】以前科学家寻找催化剂需通过大面积试验，没有方向性。有了元素周期律，有了“位-构-性”，方向更明确，大大缩短了研发时间，同时也体现了元素周期律（表）在工业生产中的应用价值。课后布置有趣的实践作业，激发学生对元素周期表的理解和对化学的兴趣。
3 教学反思
本课例在教学实践中，以行走的化学课堂为教学明线，以元素周期表和元素周期律为知识线，以宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知为素养线，学生与课堂、学生与教师、学科知识与核心素养、学科与学科间深度融合。在教学过程中特别注重以下几个方面。
3.1 注重方法思路的建构，促进学生深度学习
在本堂课中，对典型金属元素、非金属元素、稀有气体在生产生活生态等方面的广泛应用，都是通过问题驱动，从元素在周期表中的位置、物质结构等角度进行性质预测和用途分析，进一步深化对元素及其化合物应用的理解。注重强化“位-构-性”的化学观念，以及元素及其化合物研究方法思路的建构，从而引发学生深度思考，激发高阶思维。例如：硅的半导体性能，通过问题链，步步追问，从硅元素的原子结构到硅晶体的微观结构，再到导电机理，最后再预测新型半导体材料，微观探析、层层深入，促进学生对化学知识的深度理解与本质迁移。
3.2 注重多学科的融合，提升学科实践能力
在本堂课中，融合了思想政治、物理、生物学、劳动等科目的知识，不仅打破了学科之间的壁垒，又激发了学生的学习兴趣，实现了在实践中学、用、思、创，达到综合育人的效果。例如：通过亲身体验电动汽车带来的便利，感受锂离子电池的应用，并从电池的质量、体积、比能量、充放电次数、环境适应性、安全环保等多角度思考电池性能评价的指标，融合了物理、化学学科内容，学生在交流探讨过程中，互评互补，在学中思，在思中创，在创中长，提升学科能力。
3.3 注重情境的导向性，聚焦核心素养的培育
在本堂课的行走过程中，将学习内容和真实生活关联起来，多视角链接生活、生产与生态，例如：电动汽车的锂离子电池，平板电脑的硅半导体芯片，无人机喷洒农药，文物年代测定等，这些真实情境激发了学生的学习兴趣，帮助学生建立结构与位置、性质之间的联系，发展“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。真实情境应导向核心素养进阶的目标，服务于学习任务的达成，成为学生知识创生处、思维生发处、能力成长处、情感涵育处。
4 结语
行走的化学课堂作为一种创新型的课堂，弥补了传统课堂教学的不足，不论从教学理念、教学设计，还是教学实施，都是对现行常规教学的一种挑战，特别是在实施过程中会遇到很多无法预设的突发实际情况，还有学生的组织与安全问题等，都需要教师灵活机智地应对处理，但要相信，只要我们勇敢地探索实践，行走课堂一定会让更多学生行有所思、走有所获、学有所得。
综上所述，项目式合作学习是一种突破传统、多元化、有质量的教学方式，在提高学生的综合素质、培养创新能力、提高实践操作能力和科学思维等方面均发挥着不可替代的作用。项目式合作学习的全面实施，对增强生物学教学活动的有效性具有重要作用，可以提升学生自主探究意识，帮助学生深入了解生物学知识，培养学生的知识运用能力［5］。
由北师大版生物学八年级上册第19章第3节中的“植物的生殖方式”教学案例的教学实践可知，引入项目式合作学习，能够有效帮助学生完成学科探究、探索实践等应用知识的项目实践活动；能够激发学生探究科学的兴趣和热情，提高学生的实践操作能力和解决问题的能力；有利于促进学生综合素质的提高。
采取此类实践性项目式合作学习，引导学生以小组合作方式完成教学任务，是一项具有挑战性的任务。只要广大教师充分利用好时间和经验，严格执行精心规划的教学方案，就一定能取得出色的教学成果。
湖南省教育学会2023年立项课题“高中化学新教材‘研究与实践’栏目的微项目教学”(A-174)
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