高中物理與其他學科的交叉教學的研究

劉博

【摘 要】本文針對“3+3”新高考政策剖析高中物理學和其他學科教材，以生物學為例，在知識、技能和方法等方面分析如何對物理學與生物學交叉教學。

【關鍵詞】交叉學科；高中物理；教學方法

從19世紀開始確立的分科教育，在過去近200年促進了學生對學科內知識的掌握。隨著人們對自然現象的不斷深入認識，學科間的界限漸漸模糊，各學科在方法、原理、內容等方面的聯系也越發密切。這無形中要求教師在教學過程中，不能局限在某一學科中，而要培養學生的整體科學觀和綜合探究能力，因此高中教學中的學科交叉教學受到越來越多的關注。

我國高中學科交叉教育起步較晚，進展較慢，受到各種因素的限制。例如，傳統學科分化思想根深蒂固，教育者知識老化、知識面窄以及固守自封，學科交叉教育的發展規模大、成本高、周期長、依賴于較多部門的聯合辦公而帶來的阻礙；缺少配套的政策法規和科學合理的利益分配機制；學校的行政制度沒能在組織管理方面給予足夠的保障和支持，等等。這些因素都使得目前高中交叉教學的教學現狀并不理想。

傳統分科教育或早期交叉教育，教師在教學中仍然是用物理學解釋物理，用生物學理解生物，直接導致學生認知缺陷、知識結構封閉，甚至嚴重束縛學生分析、解決和綜合判斷問題的能力。各科教師在自己學科體系內進行教學，學科間缺少溝通、甚至無交流。教師只有本學科的扎實知識，但不具備交叉學科知識和教授能力。

新高考政策針對高中學習內容變革較大，這促使學校-教師-學生對于交叉教學更加重視。教師在教學中將研究問題的解決置于整個學習領域，而不局限于某個傳統學科范疇。本文針對“3+3”新高考政策剖析高中物理學和其他學科教材，以生物學為例，在知識、技能和方法等方面分析如何對物理學與生物學交叉教學：

（1）高中物理學與生物學的知識交叉表現尤為明顯。物理知識是我們理解生命現象的基礎。例如在光合作用過程中光能轉為化學能，再在生物體內貯存為生物能的過程中體現物理想象、化學現象和生物現象。又如葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜，誘發癌變的物理致癌因子，興奮在神經纖維上的傳導形式，顯微鏡原理、光的電磁說、射線的高能量、同位素示蹤、放射性衰變等等。

（2）物理學的研究方法成為分子生物學研究的主要方法。例如物理學中運用模擬法來描繪電場中等勢線，以及用電流場來模擬靜電場。生物學中使用類似方法模擬原始大氣的狀態。又如將物理震蕩方法運用到噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中。再如物理學中運用類比法和類比推理來提出光的波動說，生物學中運用此方法設計實驗，通過實驗結果生命起源過程。射線晶體學技術、同位素示蹤技術、超速離心技術、密度梯度離心技術等為分子生物學的革命性發展做出了巨大貢獻。

（3）生物學和物理學都要求能力培養，提高能動性和創造性進。高中生物學中的順序觀察法、對比觀察法、跟蹤觀察法等也是物理學實驗所要求的能力。高中生物學中經常運用的排除法、逆推法、分解組合法等也是解決物理習題的所需能力。

高中物理學與其他學科的交叉教學在知識、技能、方法等方面對教師提出了更高的要求，教師為提高交叉教學的質量，可以考慮以下幾種途徑：第一，提高教師對學科交叉教學其重要性和必要性的認識；第二，各科教師在本專業范圍內，拓寬知識面，刻苦鉆研，努力提高專業能力和綜合素養；第三，教師對其它學科知識廣泛涉獵、深入研究，在把握知識內在聯系和必然規律的基礎上，加強不同學科之間的交流；第四，關注教學內容和教學方法改革，不斷提高學科交叉滲透的實踐能力。精選內容、準備充分、不斷發掘、巧設情境、善于引導、有機結合。

教師在進行交叉教學時應注意：第一，知識準確。即教師必須對其它學科知識要有透徹的理解，思路清晰，內容明了，答案準確。第二， 目的明確、方法準確、聯系廣泛。第三，積極開辟第二課堂。即由學校有目的、有計劃、有組織地開設非學科性為主要內容特征的課程體系，有利于推動學生整體化知識的吸收。

第四，鼓勵學生參加競賽活動，全面提高學生素質引導。例如中學生物理競賽和青少年科技創新大賽等。其涉及知識范圍廣、學科滲透深刻、培養動手能力、觀察能力和綜合能力、有助于形成發散思維和探索精神。

高中交叉學科的研究是一個極其復雜的問題，本文的研究還比較稚嫩，有很多問題仍進一步深入討論和逐步完善。希望本文能為其他研究起到拋磚引玉的作用。

【參考文獻】

[1]中國科學技術培訓中心.我國交叉科學研究工作現狀資料[M].北京：人民大學出版社.1985.

[2]劉仲林.跨學科學導論[M].杭州：浙江教育出版社，1990.

[3]劉仲林.現代交叉科學[M].杭州：浙江教育出版社，1998.

[4]李楠.高中化學新課程學科交叉教學研究[D].西安：陜西師范大學，2013.

[5]侯愛靜. 高中化學跨學科教學研究[D].石家莊：河北師范大學，2012.

[6]鄭丙沛. 高中地理與多學科交叉融合教學研究——以物理、數學、美術為例[D].貴陽：貴州師范大學，2016.

[7]燕校龍.高中化學新課程跨學科教學的研究[D].濟南：山東師范大學，2006.

[8]楊忠正.高中生物教學與其他學科之間的互相聯系[D].濟南：山東師范大學， 2010.

[9]任君.CAI在高中生物與化學交叉知識教學中的應用及效果研究中國研究型大學跨學組織的發展研究[D].呼和浩特：內蒙古師范大學， 2014.

[10]張忠瑩.高中生物與化學交叉性教學的研究[D].北京：首都師范大學，2009.

[11]廖婷婷.跨學科概念融入中學教學的初步研究[D].南京：南京師范大學，2015.

[12]馬巍.跨學科研究方法論指導下的高中生物學科交叉教學初步研究[D].武漢：華中師范大學，2014.

[13]李艷秀.高中生物教學中學科交叉滲透的內容和途徑[D].濟南：山東師范大學， 2007.endprint