共生理念下的跨學(xué)科教學(xué)探討①

(江蘇省常熟市中學(xué),江蘇 蘇州 215500)

1 引言

教育部部長陳寶生指出:“堅(jiān)持內(nèi)涵發(fā)展,加快教育由量的增長向質(zhì)的提升轉(zhuǎn)變。把質(zhì)量作為教育的生命線,堅(jiān)持回歸常識(shí)、回歸本分、回歸初心、回歸夢(mèng)想。深化基礎(chǔ)教育人才培養(yǎng)模式改革,掀起‘課堂革命’,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。”“課堂革命”這一命題的提出,將進(jìn)一步推動(dòng)高中物理課堂教學(xué)進(jìn)行全方位的深度改革。

傳統(tǒng)的高中物理課堂擅長直線型的知識(shí)講授,講授知識(shí)不夠全面,無法滿足全體學(xué)生的發(fā)展需求。課堂是教育的主戰(zhàn)場(chǎng),課堂教學(xué)改革不是對(duì)傳統(tǒng)課堂的修修補(bǔ)補(bǔ),而是對(duì)傳統(tǒng)課堂的顛覆性改革。這就要求我們樹立新型教育觀、課堂觀和教學(xué)價(jià)值觀,打破常規(guī)思維,打破學(xué)科壁壘,用全新的視角看待物理課堂教學(xué)。

共生理念下的跨學(xué)科教學(xué),提倡學(xué)科之間的有機(jī)整合。在同一節(jié)課上,一位老師講授多學(xué)科知識(shí),或是多位教師輪番主持一個(gè)課堂,改變課程結(jié)構(gòu)過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位、科目過多及缺乏整合的現(xiàn)狀,使物理課堂呈現(xiàn)海納百川的學(xué)術(shù)氛圍。課堂的深層革命使教育改革進(jìn)入到課堂的深層面,改變課堂,才能改變學(xué)生,才能改變教育。共生理念下的跨學(xué)科教學(xué)直指教育改革的核心地帶,實(shí)現(xiàn)高中物理教學(xué)的“課堂革命”。

2 共生理念與跨學(xué)科教學(xué)的概念

共生是本屬于生物學(xué)科中的概念,是指“兩個(gè)不同而又相互影響的物種之間互惠生存的關(guān)系,在這種關(guān)系中兩個(gè)物種都可以得到益處”。既然不同的物種可以共生,那么不同學(xué)科之間也可以找到聯(lián)結(jié)點(diǎn),達(dá)到相互受益的效果。在教育學(xué)中,“共生”理念是指“在教學(xué)中,兩個(gè)或兩個(gè)以上的學(xué)科通過異質(zhì)互補(bǔ)、相互受益達(dá)到利益雙贏的教育教學(xué)理念”。

而“跨學(xué)科”這一概念產(chǎn)生于20世紀(jì)20年代,是通識(shí)教育的核心概念之一,也是基于多元智能理論的一種全新的思維方式。跨學(xué)科教學(xué)是以學(xué)生的多元智能的發(fā)展為目標(biāo),通過整合多個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行教學(xué),將多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的多個(gè)技能深度融合,以達(dá)到促進(jìn)學(xué)生多元智能、提高學(xué)生關(guān)鍵能力的目的。由此可見,“共生”作為“跨學(xué)科”教學(xué)的指導(dǎo)理念,是由于“跨學(xué)科”教學(xué)在認(rèn)知層面就是一種“共生”意識(shí)與“共生”能力,兩者是相互融合、相輔相成的關(guān)系。

3 共生理念下的跨學(xué)科教學(xué)的提出

近代以來,在工業(yè)革命的推動(dòng)下,自然科學(xué)迅猛發(fā)展,學(xué)科更細(xì)分,研究更深入,專業(yè)化趨勢(shì)日趨顯著。但是,隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)一步發(fā)展,全球化也使得各種思想與文化交流、交融日益頻繁,學(xué)科間的聯(lián)系越來越緊密,相互間的滲透程度越來越深入,科學(xué)研究也朝著綜合化的方向發(fā)展。

物理是一門基礎(chǔ)學(xué)科,與數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物、地理、歷史等多門學(xué)科關(guān)系密切。而目前我國高中實(shí)行的分科教學(xué)注重單科知識(shí)的講授,將各學(xué)科之間的有機(jī)聯(lián)系割裂開來,束縛了學(xué)生能力的發(fā)展,不利于學(xué)生核心素養(yǎng)的全面提升。

共生理念下跨學(xué)科教學(xué)的提出,是高中物理教育完成全人教育的迫切要求,需要教師在物理教學(xué)中打破學(xué)習(xí)邊界、跨越學(xué)科限制和學(xué)科本位,挖掘高中物理課堂教學(xué)的廣闊空間,在一定程度上可解決多學(xué)科課程模式中內(nèi)容零散、系統(tǒng)性不強(qiáng)的問題,使高中教育更具有針對(duì)性與系統(tǒng)性。多個(gè)學(xué)科的教師聯(lián)手打造的跨學(xué)科高中物理教學(xué),首先可以使各個(gè)學(xué)科之間知識(shí)相互滲透,不僅形式新穎、別開生面,而且能夠掃除學(xué)科盲點(diǎn),促進(jìn)科學(xué)性與人文性的高度統(tǒng)一；其次,多學(xué)科之間的師資互補(bǔ),有利于教師之間相互促進(jìn)、共同成長；再次,多學(xué)科之間的深度融合,能夠激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí),開展綜合化的項(xiàng)目學(xué)習(xí),促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

4 共生理念下物理課堂跨學(xué)科教學(xué)的實(shí)踐

我校承擔(dān)了江蘇省基礎(chǔ)教育前瞻性教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——“共生理念下高中生跨學(xué)科素養(yǎng)培育”，筆者將地理、歷史、藝術(shù)、生物、化學(xué)等學(xué)科與高中物理課程相互融合,力求改變過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位、科目過于獨(dú)立的課程結(jié)構(gòu),嘗試開展跨學(xué)科整合教學(xué)的實(shí)踐研究。

4.1 物理與地理學(xué)科的跨學(xué)科整合

在“氣象觀測(cè)”的教學(xué)中,筆者將物理與地理知識(shí)相結(jié)合,我們?cè)谟^測(cè)溫度、氣壓、濕度等氣象觀測(cè)量時(shí),運(yùn)用的器材和原理都與物理有關(guān)。因此,通過對(duì)物理與地理兩科的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌,形成學(xué)科合力,促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的整體認(rèn)知。

例如,溫度表在地理研究中運(yùn)用廣泛,其原理就是物理上的“熱脹冷縮”。筆者在介紹最高溫度表時(shí),運(yùn)用物理原理進(jìn)行分析與討論。溫度表可測(cè)定一定時(shí)間的最高溫度,其構(gòu)造是在溫度計(jì)玻璃泡底部放置一根玻璃針,一直伸到毛細(xì)管口,使毛細(xì)管口變窄。當(dāng)溫度上升時(shí),水銀膨脹,壓力增大,迫使水銀擠過狹管上升；當(dāng)溫度下降時(shí),因壓力不足以使水銀擠過狹管回到玻璃泡,水銀柱就在狹管處斷裂,于是水銀柱的頂端就保持在這段時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的最高溫度示數(shù)上。從物理角度進(jìn)行解釋,學(xué)生思路明晰,茅塞頓開。

高中物理課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的終身發(fā)展能力、創(chuàng)新能力，跨學(xué)科整合教學(xué)有助于打破學(xué)科之間的壁壘,加強(qiáng)各學(xué)科之間的溝通與聯(lián)系。教師要找到合適的切入點(diǎn),使各學(xué)科知識(shí)的交叉過渡自然、流暢、嚴(yán)密,能夠讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)串聯(lián)起來,從整體性的視角發(fā)現(xiàn)知識(shí)之間的聯(lián)系,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活遷移與運(yùn)用,開闊學(xué)生的思維,發(fā)展學(xué)生的能力,提升學(xué)生的智慧。

4.2 物理與歷史學(xué)科的跨學(xué)科整合

在“電場(chǎng)的探究”的教學(xué)中,在介紹電場(chǎng)時(shí),筆者將物理與歷史知識(shí)相結(jié)合,例如在介紹“場(chǎng)”的發(fā)展歷程時(shí),重點(diǎn)介紹法拉第是如何提出“場(chǎng)”這一概念的。這就使學(xué)生感受到物理與歷史學(xué)科之間本身就是密切相關(guān)的,讓學(xué)生自然而然地把物理學(xué)的發(fā)展放在整個(gè)科學(xué)史的大背景下來認(rèn)識(shí)。

在19世紀(jì)上半葉,電磁學(xué)迅速發(fā)展,并且逐漸形成了兩大派系。安培等人提出了“超距作用”的觀點(diǎn)，法拉第于1837年提出“場(chǎng)”的概念,指出電和磁的周圍都有“場(chǎng)”的存在,1838年他提出了力線的概念,形象地描述電場(chǎng)及解釋電、磁現(xiàn)象,這是物理學(xué)理論上的一次重大突破。對(duì)此,愛因斯坦給予高度評(píng)價(jià)：“法拉第的一些觀念……他們的偉大和大膽是難以估量的……借助于這些新的場(chǎng)概念,法拉第就成功地對(duì)他和他的先輩所發(fā)現(xiàn)的全部電磁現(xiàn)象,形成了一個(gè)定性的概念。”

在物理課上,文理交融的教學(xué)將物理與歷史有機(jī)地整合起來,突出了不同學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通。學(xué)生在高中物理課堂上,不僅能夠?qū)W習(xí)物理知識(shí),還能夠?qū)W習(xí)科學(xué)家勇于質(zhì)疑、不斷探索的科學(xué)精神,有助于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)。

4.3 物理與藝術(shù)、生活的跨學(xué)科整合

在“物理、藝術(shù)與生活”的課堂教學(xué)中,筆者將物理與藝術(shù)、生活相結(jié)合,物理學(xué)本身體現(xiàn)了形式美、和諧美、對(duì)稱美,物理學(xué)中有美育取之不盡的素材。同時(shí),物理學(xué)也指向生活中真實(shí)情境的問題探索與解決,能夠促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知能力、信息提取與加工能力、問題解決能力的提高。

例如,乘坐一列高速運(yùn)動(dòng)的火車觀察一座房子,狹義相對(duì)論的觀點(diǎn)是：隨著速度的增加,觀察者可同時(shí)看到房子的正面、側(cè)面，這就是空間的同時(shí)可觀性。在立體主義畫家畢加索的作品中,同時(shí)展現(xiàn)了人的多個(gè)側(cè)面,畢加索畫出了相對(duì)論。

再如,我們?cè)谕?D游戲時(shí)有時(shí)會(huì)感到“頭暈?zāi)垦！?這和使勁搖頭后感到頭暈、暈車等原因相似,這個(gè)例子就是物理與生物學(xué)的跨學(xué)科整合。身體感受運(yùn)動(dòng)是靠前庭系統(tǒng)的感知來實(shí)現(xiàn)的,前庭系統(tǒng)在身體里充當(dāng)了“加速計(jì)”和“陀螺儀”的功能,當(dāng)眼睛感受的畫面和身體感受到的運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)時(shí),身體就會(huì)給出應(yīng)激反應(yīng)。我們通過這種學(xué)科交叉,能夠更好地理解實(shí)際生活中所蘊(yùn)含的物理原理。

在高中物理教學(xué)中,共生理念下的跨學(xué)科整合教學(xué)能夠引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入廣闊的學(xué)習(xí)空間,拓寬學(xué)生的視野,使學(xué)生能夠突破單一學(xué)科的局限性,博采“眾科之長”,用多學(xué)科的綜合知識(shí)進(jìn)行問題解決。物理與藝術(shù)、生活的碰撞能夠激發(fā)出全新的火花,激發(fā)學(xué)生的興趣,有助于學(xué)生用全新的觀點(diǎn)來看問題,培育信息加工、邏輯推理、批判質(zhì)疑等高階思維能力。

4.4 物理與化學(xué)的跨學(xué)科整合

在高中的學(xué)習(xí)過程中,我們發(fā)現(xiàn)物理、化學(xué)、生物等學(xué)科間有許多知識(shí)是相互聯(lián)系、相互融合的。如：物理和化學(xué)在電學(xué)、電化學(xué)、原子結(jié)構(gòu)、核反應(yīng)、熱力學(xué)等方面的知識(shí)點(diǎn)是相互融合的。在“跨學(xué)科思維下的理化問題分析的不同點(diǎn)”的教學(xué)中,筆者與一位化學(xué)老師協(xié)作授課,將物理與化學(xué)相結(jié)合,通過問題引領(lǐng)的形式,和學(xué)生一起用跨學(xué)科思維來分析相關(guān)的問題。

例如,在回答“核裂變反應(yīng)和一般的化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)”的教學(xué)中,由物理老師與化學(xué)老師共同講解兩反應(yīng)的區(qū)別,并講解熱傳遞介質(zhì)——鈉鉀合金的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)。這些知識(shí)是物理與化學(xué)知識(shí)的有機(jī)整合,在學(xué)科的結(jié)合點(diǎn)和交叉點(diǎn)上加以拓展,能使學(xué)生對(duì)同一問題從不同視角加以研究,多角度、多層面地思考、分析,能夠促進(jìn)學(xué)科知識(shí)之間正遷移的發(fā)生,促進(jìn)學(xué)生發(fā)散性思維與融合性思維的有效發(fā)展。

物理學(xué)與各科之間的聯(lián)系不勝枚舉,這些聯(lián)系可以作為物理教學(xué)中學(xué)科滲透的切入點(diǎn),加強(qiáng)學(xué)科的融合性,超越“學(xué)科本位”的意識(shí)。從教學(xué)方式看,我校的跨學(xué)科課堂已經(jīng)從“單科作戰(zhàn)”向“多科共力”轉(zhuǎn)變,站在“全力”“全融通”的高度組織學(xué)科教學(xué)。各學(xué)科教師本著“求同存異”的方針,更多地挖掘?qū)W科教學(xué)活動(dòng)中的共性,培養(yǎng)學(xué)生從多學(xué)科視角來考察與研究共同的、相關(guān)的問題,在問題解決中形成多元、獨(dú)特的視角,完善知識(shí)體系。

5 結(jié)語

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》明確指出：高中物理課程要幫助學(xué)生從物理學(xué)的視角認(rèn)識(shí)自然,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,體會(huì)科學(xué)研究方法,養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)。從教育理念來看,共生理念下的跨學(xué)科教學(xué)要求課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)“深度革命”,逐步從“學(xué)科教學(xué)”向“學(xué)科教育”轉(zhuǎn)變,能夠站在“全人”“全學(xué)科”的高度組織學(xué)科教學(xué)。共生理念下的跨學(xué)科整合教學(xué),通過整合不同學(xué)科的知識(shí)和能力,共同指向真實(shí)情境中的問題解決,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科融通能力,形成科學(xué)精神、人文情懷等。只有這樣,我們的教育才能培養(yǎng)出“完整的人”,這也是社會(huì)發(fā)展的迫切需求。