初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)的實施路徑探究

張麗芳

（常州市武進(jìn)區(qū)湖塘實驗中學(xué)，江蘇 常州 213161）

0 引言

跨學(xué)科實踐教學(xué)主要指的是以某個學(xué)科為核心圍繞育人主題整合其他學(xué)科知識的教學(xué)舉措，學(xué)生在實踐中利用多學(xué)科技能、知識解析問題，亦受問題驅(qū)動探究與創(chuàng)新，基于遷移認(rèn)知高效學(xué)習(xí)，同時提升核心素質(zhì)。雖然跨學(xué)科實踐教學(xué)是主流，但有些初中物理教師在教學(xué)中存在主題模糊、形式僵化等問題。基于此，為了提高初中物理教學(xué)質(zhì)量，探析跨學(xué)科實踐教學(xué)策略顯得尤為重要。

1 初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)的現(xiàn)狀

新課標(biāo)指出，物理知識需在實踐活動中輸出，注重學(xué)用一體，加強(qiáng)知行合一，在此基礎(chǔ)上，教師注重設(shè)計實踐活動。相較于僅從物理知識傳導(dǎo)角度出發(fā)設(shè)計的實踐活動，跨學(xué)科實踐教學(xué)活動有著綜合性、豐富性、多變性等特征，其動力為“物理應(yīng)用”，著力點為“強(qiáng)化素養(yǎng)”，主體是學(xué)生，集協(xié)作、自學(xué)、探究于一體，符合課標(biāo)要求，亦可高效育人。因為跨學(xué)科實踐教學(xué)效果好，學(xué)生樂于實踐，并能大膽創(chuàng)新，所以成了物理課堂上的育人舉措，然而有些教師存在以下幾點問題，并不能凸顯跨學(xué)科實踐教學(xué)價值：一是主題模糊，多學(xué)科內(nèi)容很難融合在一起，知識松散且會互相干擾；二是要點不清晰，跨學(xué)科實踐教學(xué)效率隨之降低；三是形式僵化，雖然學(xué)生可以在物理實驗中積極實踐，但實驗形式有待變革；四是育人效果有待優(yōu)化，不符合五育并舉的要求；五是物理作業(yè)跨學(xué)科實踐設(shè)計力度較弱，部分學(xué)生未能在完成作業(yè)時勤思、創(chuàng)探[1]。

2 初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)的價值

2.1 加強(qiáng)以考促教

以考促教是教育改革一大動因，通過對歷屆中考物理命題趨勢加以分析可知，在中考變革背景下，物理知識考查角度具有多變性，雖依托教材提問，但學(xué)生很難原封不動地使用物理知識予以解答，體現(xiàn)出物理從生活中來、到社會（應(yīng)用場景）中去的特點，那么學(xué)生就需要擴(kuò)大知識面，能夠跨學(xué)科解題，亦可減小解題壓力。如題：為了建設(shè)低碳環(huán)保型社會，于2022 年頒布了《關(guān)于促進(jìn)新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》，引導(dǎo)當(dāng)今社會推廣綠色電力應(yīng)用范圍，請根據(jù)一款新能源電動車的參數(shù)回答問題：①充電10 分鐘的電能是多少？②若勻速行駛阻力是500N，那么電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能效率是60%，請問此電動車能行駛多遠(yuǎn)？因為在問題中涉及國家政策，所以有著思政學(xué)科、物理學(xué)科跨學(xué)科融合命題的特點，基于此初中教師要強(qiáng)化以考促教理念，加大物理跨學(xué)科教學(xué)實踐的力度。

2.2 強(qiáng)化核心素養(yǎng)

教師在物理課上需指引學(xué)生具備物理素養(yǎng)。實踐證明，跨學(xué)科教學(xué)利于學(xué)生強(qiáng)化物理素養(yǎng)。例如，教師在進(jìn)行“物態(tài)變化”的教學(xué)時，可以將語文學(xué)科、物理學(xué)科交融在一起，引領(lǐng)學(xué)生品讀涉及物態(tài)變化的詩句與諺語，如“道狹草木長，夕露沾我衣”“霜前冷，雪后寒”等，其目的是借助詩句、諺語驅(qū)動學(xué)生想象，分析其中的物理現(xiàn)象，在此前提下增強(qiáng)物理觀念。相較于直接說明物理基本概念，優(yōu)美的詩句與充滿智慧的民俗諺語能驅(qū)動學(xué)生自覺思考，賦予科學(xué)探究思維活性，實現(xiàn)通過跨學(xué)科實踐教學(xué)立足物理課堂高效滲透核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

3 初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)的路徑

3.1 明確主題，增強(qiáng)跨學(xué)科實踐教學(xué)的統(tǒng)領(lǐng)性

主題是多學(xué)科交融的支點，同時可營造主題式實踐情境，為學(xué)生沉浸式跨學(xué)科探究提供條件，解決知識松散、無序等問題。例如，教師在進(jìn)行“聲現(xiàn)象”的教學(xué)時，可以從“物理應(yīng)用”角度出發(fā)，將“使用各類材料共奏樂曲”視為主題，基于該主題把音樂學(xué)科、物理學(xué)科高度融合起來，同時以器樂發(fā)展歷程為依托淺要滲透史學(xué)內(nèi)容。主題有主有次，“使用各類材料共奏樂曲”為總主題，“自然界中的動物音樂家”“海浪、林濤演奏的樂曲”等為子主題，設(shè)置子主題的目的是完善跨學(xué)科實踐教學(xué)體系，為生物學(xué)、自然學(xué)等學(xué)科知識引入物理課堂指明方向，亦可讓主題情境更為多姿多彩，達(dá)到啟發(fā)學(xué)生、興趣驅(qū)動、拓寬視野、潛力挖掘等效果。以主題為統(tǒng)領(lǐng)設(shè)計多元實踐活動，以“使用各類材料共奏樂曲”這一總主題為例，教師先引領(lǐng)學(xué)生觀看一段視頻，在電視劇《狂飆》中男主角的同事曾在辦公室使用鍋碗瓢盆演奏了一段樂曲，教師在學(xué)生看過視頻后提問，如“用我們身邊的東西可以演奏樂曲嗎？”，一方面用視頻喚醒學(xué)生實踐欲望，另一方面用問題指引學(xué)生實踐。學(xué)生在演奏樂曲時用到了書包、水杯、鉛筆盒等物品，用擊、吹、掀等方式得出簡單的旋律，基于“二重奏”制造和聲，進(jìn)而通過實踐扎實掌握物理知識，如聲音因振動而產(chǎn)生、樂音有三要素、分貝過大為噪音且噪音會影響到個體的心理狀態(tài)等[2]。

3.2 加強(qiáng)關(guān)聯(lián)，抓住跨學(xué)科實踐教學(xué)的要點

新課標(biāo)指出，物理教師要在設(shè)立主題的基礎(chǔ)上加大學(xué)科關(guān)聯(lián)的力度，在課程綜合化的條件下指引學(xué)生參與學(xué)習(xí)實踐活動，基于此教師需在設(shè)定主題、加強(qiáng)統(tǒng)領(lǐng)的同時抓住要點，為多學(xué)科共同發(fā)力、科學(xué)育人給予支持，使跨學(xué)科實踐教學(xué)能事半功倍。第一，將學(xué)科概念視為跨學(xué)科實踐教學(xué)的要點，例如教師在進(jìn)行“電路初探”的教學(xué)時，可以圍繞“結(jié)構(gòu)及功能”這一跨學(xué)科概念設(shè)計實踐活動，先利用微課介紹各類家用電器以及應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)的各類電動機(jī)，而后抓住學(xué)科概念引出“植物物質(zhì)運輸”相關(guān)生物學(xué)科內(nèi)容，其目的是通過學(xué)科內(nèi)容類比助力學(xué)生認(rèn)識到物質(zhì)結(jié)構(gòu)會影響到功能的改變。在此基礎(chǔ)上，以“優(yōu)化結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)功能”為總主題，以“利用電路、電壓、電流等知識創(chuàng)設(shè)家用電器模型，解決日常生活問題”“以小行星撞擊地球為背景，從結(jié)構(gòu)優(yōu)化角度出發(fā)，創(chuàng)想‘超級生物’的生存之道”等為子主題，利用子主題增強(qiáng)跨學(xué)科實踐教學(xué)活動的豐富性、趣味性，用學(xué)科概念驅(qū)動學(xué)生制作模型，并說一說概念應(yīng)用的具體方法，增強(qiáng)學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)新意識、科學(xué)觀念等素養(yǎng)；第二，將社會熱點視為跨學(xué)科實踐教學(xué)的要點，例如教師在進(jìn)行“杠桿”的教學(xué)時，可以“全民健身，讓運動更科學(xué)”為物理跨學(xué)科實踐教學(xué)的主題，率先帶領(lǐng)學(xué)生解讀與“大健康”有關(guān)的政策，使學(xué)生能了解“全民健身”的由來與背景，同時滲透思政學(xué)科內(nèi)容，而后展示一組小視頻，視頻內(nèi)容為國家隊運動員常規(guī)體能訓(xùn)練，借助視頻布置實踐任務(wù)，即通過實踐找出人體中的眾多杠桿，如等臂杠桿、費力杠桿以及省力杠桿，結(jié)合實踐收獲、杠桿五要素、體育知識，為鉛球運動員、中老年人分別設(shè)計體能訓(xùn)練方案，為了驗證方案的科學(xué)性，教師還可指引學(xué)生將杠桿知識、數(shù)學(xué)知識關(guān)聯(lián)起來，借助三角模型、函數(shù)等知識予以證明，使學(xué)生能強(qiáng)化科學(xué)精神；第三，將共通性要素視為跨學(xué)科物理實踐教學(xué)的要點，例如教師在進(jìn)行“光的折射—透鏡”的教學(xué)時，可以“創(chuàng)設(shè)個性投影燈”為主題，指引學(xué)生通過實踐解決“投影燈結(jié)構(gòu)設(shè)計及其工作原理”這一黑盒問題，使學(xué)生能具備提問、假設(shè)、方案設(shè)計及其他探究能力，在創(chuàng)設(shè)個性投影燈時運用美術(shù)知識，鼓勵學(xué)生引入民族美學(xué)元素，借助線稿呈現(xiàn)預(yù)想，教師還可激勵有能力的同學(xué)使用微機(jī)課知識設(shè)計3D 模型，而后以設(shè)計方案、線稿或3D 模型為抓手使用數(shù)學(xué)知識得出參數(shù)，如直徑、物距等，在此基礎(chǔ)上自主實踐、合作互助，最終得出設(shè)計成品。其中，學(xué)科知識靈活應(yīng)用、動手實踐、合作探究等屬于共通性要素，利于學(xué)生具備關(guān)聯(lián)共同能力，自覺弱化學(xué)科聯(lián)動阻力，模糊學(xué)科邊界，借助共通性思維高效解決問題[3]。

3.3 形式優(yōu)化，拓寬跨學(xué)科實踐教學(xué)的渠道

為了使初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)更具發(fā)展性、高效性，激活學(xué)生的共通性思維，主動使用多學(xué)科內(nèi)容，教師要基于育人為本拓寬授課渠道，優(yōu)化育人形式，滲透核心素養(yǎng)。例如，教師在進(jìn)行“光現(xiàn)象”的教學(xué)時，可以采用“信息化+合作實踐”的育人模式，借助網(wǎng)絡(luò)帶領(lǐng)學(xué)生在“云端”參觀物理科技館，在展館內(nèi)有儀器用以介紹光現(xiàn)象，賦予相關(guān)物理知識直觀性。在此基礎(chǔ)上，教師指引學(xué)生圍繞“解決光污染問題”這一主題合作實踐，靈活運用光的反射定律、平面鏡成像等物理知識，同時利用建筑工程學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容。教師借助微課展示從控制光污染角度出發(fā)所建成的建筑物，學(xué)生可了解建筑結(jié)構(gòu)以及建筑物光污染成因。教師指導(dǎo)學(xué)生合作探討建筑設(shè)計方案，使用硬塑料、硬紙殼、小燈泡、電線、電池等材料制作建筑模型，并提出控制光污染的建議，確保學(xué)生可在跨學(xué)科學(xué)習(xí)實踐中強(qiáng)化創(chuàng)造力、社會責(zé)任感、生態(tài)保護(hù)觀念[4]。

3.4 五育并舉，提高跨學(xué)科實踐教學(xué)的有效性

在物理跨學(xué)科實踐教學(xué)過程中，教師只有助推學(xué)生全面發(fā)展，才能讓相關(guān)實踐活動更有意義，基于此物理教師需從五育并舉維度著眼展開育人活動。例如，教師在進(jìn)行“浮力”的教學(xué)時，可以先講一講古希臘物理學(xué)家阿基米德在洗澡時發(fā)現(xiàn)了浮力并用浮力知識驗證皇冠黃金純度的故事，在講完故事后，教師引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想故事是真是假，而后學(xué)生受猜想驅(qū)動動手實踐，準(zhǔn)備量杯、手鐲、水等實踐所需材料。教師指導(dǎo)學(xué)生在實測前理順?biāo)悸罚贫▽崪y計劃，引用物理概念，而后執(zhí)行計劃，并得出結(jié)論，師生圍繞結(jié)論探究，找出不足之處，在失敗中總結(jié)教訓(xùn)，再次展開實踐，在“猜想—驗證（實踐）—再猜想—再驗證”基本思路的驅(qū)動下，助力學(xué)生增強(qiáng)科學(xué)精神，達(dá)成德育、智育并舉的目標(biāo)，這使物理跨學(xué)科實踐教學(xué)更有價值[5]。

3.5 作業(yè)設(shè)計，增強(qiáng)物理作業(yè)的跨學(xué)科實踐屬性

作業(yè)是初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)的一部分，教師需通過設(shè)計作業(yè)助力學(xué)生拓寬跨學(xué)科自學(xué)、探究、實踐與創(chuàng)新的領(lǐng)域。例如，教師在進(jìn)行“電磁波與現(xiàn)代通信”的教學(xué)時，可以將“改良無人機(jī)，助力現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展”設(shè)為一項作業(yè)，指導(dǎo)學(xué)生制作無人機(jī)模型，在此過程中，利用網(wǎng)絡(luò)收集實踐所需資料，將信息技術(shù)學(xué)科、農(nóng)業(yè)、物理及數(shù)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容聯(lián)系起來。

4 初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)展望

4.1 建設(shè)校本課程

雖然初中物理課程內(nèi)涉及一些其他學(xué)科的知識，但占比小、范圍窄，影響物理與其他學(xué)科的融合與跨學(xué)科育人的效果。基于此，物理課程可向著校本化的方向發(fā)展，以物理為主，以多個學(xué)科為輔，在地域性生產(chǎn)情境、生活場景中予以體現(xiàn)，使物理跨學(xué)科實踐活動更具區(qū)域性、特色性，探究問題與學(xué)生關(guān)系緊密，學(xué)生不僅能用多學(xué)科予以探索，還能增強(qiáng)科學(xué)精神、責(zé)任意識。

4.2 課后服務(wù)發(fā)力

初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)綜合性較強(qiáng)，為了在物理課上體現(xiàn)多學(xué)科內(nèi)容，教師樂于緊抓大單元、大概念高效育人，同時重視邊做邊學(xué)、邊學(xué)邊講。課上時間有限，學(xué)生實踐空間窄、機(jī)會少，基于此初中物理教師應(yīng)發(fā)揮課后服務(wù)的綜合化教育優(yōu)勢，使學(xué)生得以在課后服務(wù)環(huán)節(jié)完成物理跨學(xué)科學(xué)習(xí)任務(wù)，還能自主創(chuàng)新，主動獲取知識，累積物理跨學(xué)科實踐經(jīng)驗，進(jìn)一步完善其跨學(xué)科知識鏈。

5 結(jié)語

綜上所述，教師在初中物理教學(xué)中組織學(xué)生參與跨學(xué)科實踐教學(xué)活動，利于學(xué)生強(qiáng)化科學(xué)精神、共通性思維、實踐能力等素養(yǎng)。基于此，教師需明確跨學(xué)科實踐教學(xué)主題，還需引領(lǐng)學(xué)生抓住跨學(xué)科實踐的要點，改進(jìn)授課形式，做到五育并舉，同時設(shè)計有著跨學(xué)科實踐屬性的作業(yè)，繼而提升初中物理教學(xué)水平。