跨學科融合理念在初中物理教學中的應用實踐分析

趙 娥

在《義務教育物理課程標準(2022年版)》中，“跨學科實踐”與“能量”“物質”等五大課程內容組成了一個有機的整體，跨學科實踐的重要性得到了凸顯。對初中物理教師而言，跨學科實踐活動設計是一項全新的挑戰。跨學科實踐并非簡單的在物理教學中融入其他學科知識，而是在物理教學中開展與日常生產生活、工程實踐、社會發展相關的主題活動，重在鍛煉學生跨學科運用知識的能力、問題解決能力以及實踐能力，有效發展學生的物理核心素養，實現初中物理課程育人價值。

一、 初中物理跨學科實踐活動的內涵

初中物理跨學科實踐是一類以學生實際物理學習需求為基礎，以物理學科知識為立足點，以任務或議題為研究主題，整合跨學科知識與方法的綜合實踐學習方式。在實際物理教學中，部分教師并未對新課標中“跨學科實踐”的內涵進行深入的研究，片面認為跨學科實踐就是整合多學科知識進行物理教學，出現了“為了跨學科而跨學科”，一味追求多學科知識堆砌的問題，這樣的物理教學無益于學生核心素養的發展，難以體現跨學科實踐教學的優勢。筆者認為，初中物理跨學科實踐包含了四大要素，具體介紹如下。

(一)以初中物理學科為原點

跨學科實踐活動的開展需要教師從物理學科視角出發，以物理學科知識為立足點，利用日常生產生活、工程實踐及社會發展方面的熱點事件創設真實的任務情境，驅動學生主動進行探究學習，經歷發現問題、做出假設、尋找證據、解決問題等一系列活動，獲得物理核心素養的發展，感受到物理學科的獨特性。跨學科實踐活動在以物理學科為原點的同時，又運用“跨學科”這一方式引導學生超越學科邊界，運用多元知識解決問題，完成本學科知識及技能的學習。

(二)以核心素養培養為目標

根據物理新課標的內容及要求，教師應將核心素養培養作為一項貫穿物理教學始終的工作。跨學科實踐活動重在鍛煉學生跨學科運用知識的能力，關注學生實踐創新精神的培養，體現出“跨領域性”的特點。而核心素養的形成需要以跨領域實踐活動為依托，讓學生在行動、體悟、反思的過程中掌握關鍵能力與必備品格。“跨領域”既指超越學科的邊界，又指將知識遷移運用至不同的情境，還指連接物理知識與實際生活。可以說，跨學科實踐是發展學生物理核心素養的重要途徑，為物理靜態知識與學生身心的有機融合創造了機會。

(三)以任務及議題為主要形式

現實世界的問題往往是復雜多變且涉及多元知識的，將任務與項目議題作為跨學科實踐教學的主要設計形式，能夠體現物理知識與生活實踐的聯系，確保跨學科實踐具備充足的情境素材，也能實現物理學科與其他學科的融會貫通，幫助學生掌握多學科知識、技能及方法。在初中物理跨學科實踐活動中，教師應以物理新課標為指導，科學整合多學科資源，結合學生的認知水平與實際生活選擇任務或議題，讓學生以調查報告、模型等形式呈現任務成果，便于教師分析學生運用物理思維及跨學科思維解決問題的情況。

(四)以綜合性、實踐性、生成性為根本屬性

跨學科實踐由“跨學科”與“實踐”復合而成，有著綜合性、實踐性及生成性的特點。綜合性指在跨學科實踐活動中，物理知識與實際生活存在著緊密聯系，學生需要遷移整合多學科知識，并運用這些知識解決綜合、復雜、真實的生活問題。實踐性指的是在跨學科實踐活動中，學生需要在教師的指導下合作完成項目或任務。實踐過程就是學生行動、體悟與操作的過程，在此過程中，學生能夠逐步將靜態知識轉化為自身的素養能力。生成性特點體現在教師關注學生的實際發展需求與認知發展規律，尊重學生的個人意愿，將學生作為跨學科實踐活動的主體，讓學生自主構建生成，改變以往單向灌輸知識的教學形式。

二、 初中物理跨學科實踐活動的意義

開展初中物理跨學科實踐活動的理論基礎為馬克思實踐哲學以及人的自由全面發展教育學說。根據馬克思的研究理論，人的自由全面發展包括了人的能力、人的社會關系、人的個性等方面的發展。首先，在跨學科實踐活動中，學生需要與同伴進行交流探討，親身參與到實踐操作中，調動自身已有知識經驗并發揮個人的創造力，在此過程中，學生的綜合能力、人際關系以及個性都能得到有效發展。所以說，開展初中物理跨學科實踐活動是推動學生全面發展的重要途徑，是實現人才培養目標的必然要求。其次，在國家教育方針的指示下，跨學科實踐活動堅持以培養學生物理核心素養為中心，針對性地發展學生適應未來社會發展的關鍵能力、必備品格與正確價值觀，將其培養成一名合格的社會主義建設者與接班人。最后，跨學科實踐活動的開展能夠持續推進初中物理課程改革。《義務教育課程方案和課程標準(2022年版)》明確指出，義務教育課程應積極轉變育人方式，突出實踐的重要性。為發揮實踐的育人價值，教育工作者可將課程與生活實踐結合。而在初中物理跨學科實踐活動中，對學科思想方法的學習與探究式學習方式緊密結合，“知行合一”“學思合一”的理念貫徹了教學的始終，能夠充分發揮實踐的育人功能，響應新課改的號召。

三、 初中物理跨學科實踐活動的價值追求

開展初中物理跨學科實踐活動主要有如下四方面的價值追求：第一，在跨學科實踐活動中引導學生綜合運用物理及其他學科知識解析日常生產生活中的真實問題，形成跨學科運用知識的能力。第二，有意識地發展學生的科學思維。在跨學科實踐活動中，教師可通過多種方法培養學生的科學思維，比如，指導學生借助模型解決實際問題；運用類比、歸納、演繹等方法推理真實問題；要求學生列舉證據來說明操作的合理性等。第三，引導學生在跨學科實踐活動中掌握科學探究方法。為此，教師應讓學生經歷科學探究的過程，比如，創設真實復雜的情境，讓學生從情境中發現問題，結合問題提出自己的猜想與假設；指導學生設計出科學的跨學科實踐方案，通過交流討論、搜集資料等渠道得出充足的證據；合理解釋跨學科實踐方案的設計、實施過程及結果；結合本次跨學科實踐活動撰寫活動報告。第四，培養學生的科學態度。在跨學科實踐活動中，學生能夠切實體會到物理知識與真實世界的聯系，認識到物理學對生產生活、工程實踐及社會發展的推動作用。同時，學生也能認識到探索與創新的重要性，在日常的學習生活中做到勤于思考、敢于實踐、勇于創新。此外，學生也能了解到節能環保的重要性，形成高度的社會責任感。

四、 初中物理跨學科實踐活動的設計范式

(一)明確目標

跨學科實踐教學目標既是衡量教學成效的重要標準，也是教學方案設計的主要依據。在設置跨學科實踐教學目標時，教師應以課程標準為指導，結合教學內容與學生實際認知，將分析能力、問題解決能力、動手操作能力的培養融入其中。比如，在“人體中的杠桿”這一跨學科實踐活動中，教師可將教學目標設置為：①讓學生在活動或勞動中掌握杠桿的概念；②引導學生探究杠桿的平衡條件；③帶領學生從生物學視角了解人體結構，培養學生運用跨學科思維分析問題的意識；④指導學生運用多學科知識解釋生活現象。

(二)創設情境

在日常物理教學中，不論是新知引入還是知識探究，都需要教師進行情境創設，輔助學生理解物理知識，并將其帶入探究學習的狀態。同樣地，跨學科實踐活動的順利開展也需要真實情境的支持。教師可利用與生產生活、工程實踐及社會發展相關的真實事件創設活動情境，吸引學生參與到物理知識的探究中。比如，教師可以以生活中常見的自行車為對象，設計“自行車中的科學知識”這一跨學科實踐活動，讓學生運用所學理論知識綜合解決真實問題。

(三)提出問題

提問是跨學科實踐活動中的關鍵環節，在設置問題時，教師可結合教學內容預設問題，也可以直接引入學生在學習生活中遭遇過的真實問題。比如，在“設計節能環保小屋”跨學科實踐活動中，教師可提出問題：在保護環境的前提下，如何合理使用太陽能、水能、風能、地熱能等能源？以此引導學生從多重角度探究能源利用的可能性及必要性。

(四)分析問題

進入問題分析環節，教師應引導學生調動已有知識與生活經驗分析出現問題的原因，提出科學的依據。

(五)解決問題

在解決問題環節，教師既要突出學生的主體性，也要做好指導工作，幫助學生明確活動流程及要求，了解實踐活動涉及了哪些跨學科知識及方法。同時，教師也要根據學生的綜合能力將其合理劃分為若干學習小組，讓學生通過合作交流高效完成跨學科實踐活動，自然生成合作意識。此外，在此環節中，教師要引導學生主動探究，通過獨立思考與合作探討設計出科學、有創意的實踐方案。

(六)評價展示

評價是跨學科實踐教學中不可或缺的一個環節。在評價環節，教師應多元化評價主體，重視過程性評價，積極開展教師精準點評、生生互評、家校互評等評價活動。同時，教師也要為學生提供交流、展示活動成果的機會，讓學生以報告、模型等為載體呈現跨學科實踐成果。

五、 初中物理跨學科實踐活動的開展策略

(一)厘清設計背景，進行科學選題

在設計初中物理跨學科實踐教學方案之前，教師應先了解跨學科實踐活動的產生背景及目標定位。盡管現階段的學科教學提高了對學生創新能力、實踐能力及社會責任感培養的重視程度，但學生的各項能力及素養普遍較為薄弱。在此背景下，物理新課標增設了“跨學科實踐”這一課程內容，將其功能定位為鍛煉學生跨學科運用知識的能力，培養學生問題解決能力、實踐能力、積極學習態度及創新能力。跨學科實踐活動的有效開展能夠顯著提高學生的創新能力與實踐能力，使其成長為樂于實踐探究、能夠解決實際問題、具備社會責任感、能適應未來社會發展的優秀人才。明確了跨學科實踐活動的目標定位后，教師可結合實踐、創新、社會責任感、跨學科等關鍵詞進行科學選題，從日常生產生活、工程實踐及社會發展等方面選取素材，設計出探究性強的跨學科實踐方案。需要注意的是，跨學科實踐并非全新的主題，在開展跨學科實踐活動時，教師可參考借鑒國外基礎教育中的成功案例，也可以從新舊教材中挖掘有關綜合實踐活動的內容，以此類活動的過程及成功為參考，設計跨學科實踐課題。

(二)巧用思維導圖，搭建實施框架

完成選題后，為更好地設計方案實施框架，教師可借助思維導圖這一思維可視化工具打開思路，直觀呈現完整的實施框架。例如，在“溫度”一課的跨學科實踐活動中，教師可先設定跨學科實踐目標，再結合實際搭建框架，確定方案內容。教師可根據物理核心素養培養內容設計如下目標：①物理觀念：學習了解溫度的拓展知識，調查溫度對人類生產生活的影響，深刻認識溫度；②科學思維：積極參與實踐活動，獲得分析、問題解決、創新、建模等能力的提高；③科學探究：指導學生調查溫度變化對大自然或人類有何影響，讓學生經歷完整的科學探究過程，針對性發展學生提問、交流、評估等能力；④科學態度與責任：在探究活動中滲透可持續發展理念，引導學生樹立保護環境、人類命運共同體等理念。需要注意的是，上述目標并非憑空產生，而是教師結合自身教學經驗得出。為使學習目標更加科學，教師也可先選定方案內容，再設定目標。隨著跨學科實踐方案的不斷完善，教師可再次調整目標。

設定目標之后，教師便可參考中外成功案例，結合學生實際認識與生活經驗，借助思維導圖搭建框架，形成跨學科實踐方案雛形。同時，在選擇方案內容時，教師也要結合學生的興趣喜好與個性特點，盡可能引入學生普遍關注的熱點話題，提高學生的活動參與度。由于初中生年齡尚小，知識經驗有限，教師可在課前布置檢索相關課外知識的任務，讓學生做好知識準備。例如，在“溫度”一課的跨學科實踐活動中，教師可設置溫度與健康、溫度與環境、制冷與制熱、恒溫小屋這四項涉及生產生活、工程實踐及社會發展的活動，讓學生自由選擇自己感興趣的活動，增強活動的吸引力。當學生確定好要完成哪項活動后，教師可讓選擇相同的學生結為小組，以合作形式完成跨學科實踐活動。

(三)結合學生基礎，充實方案內容

同樣以“溫度”一課的跨學科實踐活動為例，在上文中，溫度與健康、溫度與環境、制冷與制熱、恒溫小屋構成了實踐方案的基本框架，教師可結合學生實際學情進一步細化方案內容，并以思維導圖的形式直觀呈現，便于學生進行分析與選擇。比如，在“溫度與健康”板塊下，教師可添加如下內容：①人體如何調節體溫？②動物體內的線粒體如何工作？③恒溫動物、異溫動物、變溫動物有何區別？④模擬搶救高溫中暑及體溫過低的患者；⑤制作溫度計。在“溫度與環境”板塊下，可添加如下內容：①借助網絡查詢本地溫度記錄，以圖像形式呈現查詢到的數據并分析其中的規律；②溫室效應加劇是否影響到動植物的生存？對本地環境有無影響？對本地產業及電力供應有無影響？在“制冷與制熱”板塊下，可添加如下內容：①古人如何度過炎熱的夏天，他們有制冷的辦法嗎？②制作小折扇；③梳理電風扇的發展史；④制作一個微型電風扇；⑤使用空調的利弊分別有哪些？⑥使用簡易材料制作暖寶寶；⑦電取暖器的工作原理是什么？在“恒溫小屋”板塊下，可添加如下內容：①現代恒溫住宅的原理是什么？②調查恒溫住宅的利與弊；③恒溫住宅是否會影響到人體健康？④恒溫住宅環保嗎？⑤制作一個恒溫小屋模型。

在選擇實踐內容時，教師應提示學生根據自身能力及現有條件進行合理選擇，比如，在材料不全的情況下，學生可使用紅墨水、小藥瓶、吸管等常見材料制作簡易溫度計；在材料充足的情況下，學生可以合力制作一個電子溫度計。總的來說，在選定方案內容時，應遵循新課標給出的“循序漸進實施跨學科實踐”的教學建議，分析相關內容是否可行。對教師而言，其應該綜合多方因素設置形式多樣的方案內容，包括社會實踐類、探究類、制作類、調查類等。活動難度應略高于學生的實際認知水平，促使學生以合作形式完成挑戰，實現自我提升。在跨學科實踐活動過程中，若學生提出了可行性高的研究問題，教師也可讓學生選擇自己提出的問題。此外，教師還應科學看待“跨學科”，在條件允許的情況下，物理實踐活動能夠涉及跨學科知識與方法自然是好事，但在條件不充分的情況下，教師應避免強行“跨學科”，在本學科范疇內開展小組實踐活動也能推動學生綜合能力的發展。

(四)注重實施過程，優化評價體系

實施環節是跨學科實踐活動的關鍵環節。由于跨學科實踐涉及了多學科知識與方法，具有復雜多元的特點，在活動實施環節，教師應靈活應對，注重一些基本策略，不一味按照擬定好的方案進行，以此優化方案實施效果。同時，教師要注意學生的學習表現，觀察學生是否主動積極地參與小組討論，在必要時給予學生指導與幫助。例如，在“溫度”跨學科實踐活動的實施環節，教師應做好學生動員，讓學生自由選擇感興趣的活動內容，不過多干預學生。當學生遭遇思維阻礙或是出現操作問題時，教師再給出提示與指導。

評價是判斷、挖掘、提升跨學科實踐活動價值的重要途徑。在設定評價形式及評價主體時，教師不能照搬傳統的考核評價形式，而應結合跨學科實踐的學科立場、根本屬性、素養導向，構建以表現性評價為主的評價體系。表現性評價兼顧了學生的學習過程及學習成果，重視學生物理核心素養的考查，并將核心素養轉化為易于觀察的外顯表現，可作為跨學科實踐教學質量的診斷工具，推動教學方案的持續優化調整。

在跨學科實踐教學中，以表現性評價為主要評價方式，需要堅持物理核心素養培養的基本目標。為更好地發揮表現性評價的反饋、評估、調節、診斷的作用，教師可從問題解決表現、實踐物化、價值體認踐行三個層面展開評價。首先，初中物理跨學科實踐活動以物理學科為原點，重視學生知識遷移應用能力的發展，提倡學生積極參與跨學科實踐活動，改變以往被動接受知識的學習狀態。由于跨學科實踐活動具有綜合性、生成性及實踐性特點，在評價學生表現時，教師應重點考查學生從多學科視角思考分析問題的成效、在真實情景中解決實際問題的表現。其次，教師可借助成果展示與交流診斷學生的學習表現。比如，教師可結合具體的跨學科實踐內容要求學生以模型、報告或作品等形式呈現活動成果，根據研究成果的特點，確定以交流會、報告會或研討會的形式交流成果。通過物化跨學科實踐行為，既能促進師生之間、生生之間的交流互動，又能以客觀的評價反饋輔助學生調整優化活動方案。最后，物理新課標對跨學科實踐的學業要求進行了具體闡述，涉及了責任擔當、民族認同、生活態度三種價值體認。在跨學科實踐活動中，學生能夠認識到物理知識與生活的緊密聯系，感受到物理學對生產生活及社會發展的推動作用，認同國家對科技進步的堅持，這些都可以通過學生的語言表達來進行評價反饋。

六、 結語

綜上所述，初中物理跨學科實踐活動的開展進一步優化了物理課程育人方式，有益于學生跨學科能力及物理核心素養的發展。在具體操作過程中，教師應深入研究跨學科實踐，了解其內涵、意義及價值追求，掌握跨學科實踐活動的基本設計范式，在科學理論的指導下開展教學實踐，通過厘清設計背景，進行科學選題；巧用思維導圖，搭建實施框架；結合學生基礎，充實方案內容；注重實施過程，優化評價體系等一系列活動實現初中物理跨學科實踐活動的順利開展，展現跨學科實踐的綜合性、實踐性及生成性特點，促成初中物理課程價值的實現。需要注意的是，跨學科實踐的育人目標并非短期內能夠達成的，教師應在實踐中反復考量、改善活動方案，引入優質的跨學科實踐資源并不斷提升自身跨學科素養。