讓跨界之力，挺進(jìn)學(xué)生世界

史繼紅

【摘要】在“雙減”政策的背景下，跨學(xué)科的學(xué)習(xí)模式符合新課標(biāo)內(nèi)容的要求與發(fā)展.更加注重培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)展與辯證精神.在初中階段的學(xué)習(xí)過(guò)程中，數(shù)學(xué)與物理是相比于其他學(xué)科較難的兩門課程.有許多物理問(wèn)題可以通過(guò)物理和數(shù)學(xué)相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行解決，學(xué)生更容易深度理解.然而，在當(dāng)前的學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中，缺乏采用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題的意識(shí).因此，在數(shù)學(xué)與物理跨學(xué)科制的試題中失分率較高.

【關(guān)鍵詞】跨學(xué)科；初中數(shù)學(xué)；雙減課堂

當(dāng)今的試卷內(nèi)容考查中，題目的設(shè)計(jì)更加注重對(duì)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力以及分析能力的考查.教師要抓住跨學(xué)科模式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)能力，拓展思維，提高學(xué)生的辯證精神以及建模意識(shí).使學(xué)生能夠在初中的物理與數(shù)學(xué)課堂中減輕學(xué)習(xí)與作業(yè)壓力，從而能促進(jìn)其核心素養(yǎng)的培育.因此，本文將就“‘雙減背景下的初中數(shù)學(xué)與物理的跨學(xué)科課堂構(gòu)建”展開分析與討論.

1解讀“跨學(xué)科”

跨學(xué)科即學(xué)科融合教學(xué)，打破不同學(xué)科之間的劃分界限，將學(xué)科知識(shí)橫向展示，幫助學(xué)生能夠充分地靈活運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí).本文將論述在初中階段，數(shù)學(xué)與物理的跨學(xué)科構(gòu)建，其主要目的在于超越以往單純的講述物理或數(shù)學(xué)知識(shí)的方式，打破了學(xué)科的局限性，促進(jìn)對(duì)問(wèn)題整體性的研究.跨學(xué)科融合教學(xué)更講究對(duì)知識(shí)的運(yùn)用，使學(xué)生能夠充分地實(shí)踐所學(xué)理論知識(shí)，使知識(shí)充分聯(lián)系在一起，從而更好地解決問(wèn)題.融合各個(gè)學(xué)科的長(zhǎng)處與優(yōu)勢(shì)，提高自身的學(xué)習(xí)能力.

2跨學(xué)科背景下的初中數(shù)學(xué)與物理的雙減課堂構(gòu)建的意義

2.1促進(jìn)學(xué)生思考

學(xué)生通過(guò)對(duì)跨學(xué)科題目的研究和分析，自主地進(jìn)行實(shí)踐和驗(yàn)算.同時(shí)，也有利于促進(jìn)學(xué)生與同學(xué)之間的深度協(xié)作，提高自身的語(yǔ)言表達(dá)能力，并且通過(guò)反思自身的學(xué)習(xí)過(guò)程以及觀察同學(xué)之間的學(xué)習(xí)方式促進(jìn)學(xué)生思維構(gòu)建，使學(xué)生能夠面對(duì)更具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題.跨學(xué)科學(xué)習(xí)將不同學(xué)科之間的知識(shí)緊密地聯(lián)系在一起，從而也增加了題目的難度，使學(xué)生能夠進(jìn)一步提升自身的創(chuàng)新能力，激發(fā)設(shè)計(jì)靈感，促進(jìn)學(xué)生在更深刻的知識(shí)內(nèi)容中遨游.

2.2提升教學(xué)質(zhì)量

在跨學(xué)科背景下，初中數(shù)學(xué)與物理的雙減課堂的構(gòu)建可以幫助學(xué)生減輕課外作業(yè)負(fù)擔(dān)，有利于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量課堂教學(xué).跨學(xué)科式的教學(xué)方式，注重學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力、觀察能力的培養(yǎng).同時(shí)，對(duì)于教師的自身素質(zhì)要求較高，教師要充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用.鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地參與跨學(xué)科模式的學(xué)習(xí)，在新型教學(xué)模式的課堂與題型中鍛煉自己的創(chuàng)新能力、思維能力、探索精神以及學(xué)習(xí)能力.

3跨學(xué)科背景下的初中數(shù)學(xué)與物理的雙減課堂構(gòu)建的策略

3.1融入數(shù)學(xué)信息，簡(jiǎn)化物理解題過(guò)程

在初中階段的學(xué)習(xí)過(guò)程中，數(shù)學(xué)與物理在許多數(shù)字信息方面具有較強(qiáng)的共鳴性，將數(shù)學(xué)與物理兩個(gè)學(xué)科交叉融合學(xué)習(xí)，充分地展示了學(xué)科的趣味性與在實(shí)際問(wèn)題上的實(shí)用性.從而能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)科跨界活動(dòng).在這一過(guò)程中教師可以利用教室內(nèi)的數(shù)字多媒體技術(shù)，將相關(guān)理論知識(shí)通過(guò)視頻或圖片的形式直觀地向?qū)W生們展示.進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對(duì)跨學(xué)科知識(shí)的理解，提高學(xué)生在跨學(xué)科知識(shí)中的學(xué)習(xí)效果.例如一些物理問(wèn)題，在實(shí)際的求解過(guò)程中步驟繁瑣而復(fù)雜，不利于學(xué)生理解與學(xué)習(xí).[1]此時(shí)，數(shù)學(xué)與物理的跨學(xué)科融合，則可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題，如一個(gè)含有鐵與鉛的9.6千克的合金球，其中鐵與鉛二者的體積占比均為1∶2.問(wèn)該合金球中鐵和鉛二者的質(zhì)量各是多少？教師首先為學(xué)生們提出跨學(xué)科的思路，由學(xué)生從數(shù)學(xué)思維以及數(shù)學(xué)解題方法中尋找此題的關(guān)鍵性信息與解題方法，以及思考具體解答步驟.使學(xué)生針對(duì)此類物理問(wèn)題如何簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，快速得到正確的結(jié)果.教師給予學(xué)生五分鐘的計(jì)算時(shí)間，如果按照常規(guī)的列方程物理問(wèn)題求解方式，學(xué)生則無(wú)法在五分鐘內(nèi)完成復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程.所以，短暫的計(jì)算時(shí)間更有利于激發(fā)學(xué)生跨學(xué)科思維的開拓，使學(xué)生能夠從數(shù)學(xué)方面入手物理問(wèn)題.首先，學(xué)生要列出m等于p V這一物理計(jì)算公式，然后再提取題目中鐵與鉛二者的質(zhì)量占比均為1∶2，可以得出關(guān)鍵性公式.然后利用數(shù)學(xué)思維計(jì)算得出，

M鐵＋M鉛=9.6.因此，便可以在五分鐘之內(nèi)輕松地解出此道題的答案.不僅使學(xué)生的解題思路更加清晰，還可以保證學(xué)生更快地進(jìn)行理解.

3.2融入物理信息，簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)解題過(guò)程

在數(shù)學(xué)與物理兩個(gè)學(xué)科的融合模式中，是一個(gè)雙向的過(guò)程，不僅僅能夠?qū)?shù)學(xué)信息融入到物理題目的求解當(dāng)中，同樣可以利用物理知識(shí)輔助學(xué)生理解數(shù)學(xué)問(wèn)題，幫助學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)框架.有利于學(xué)生提高對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，拓寬學(xué)生的思維，尤其是在面對(duì)較為抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)，理論定義時(shí)，具體的物理模型構(gòu)建可以直觀地為學(xué)生的認(rèn)知帶來(lái)沖擊，使學(xué)生能夠更加直接地感受到知識(shí)呈現(xiàn).[2]能夠進(jìn)一步地使學(xué)生把抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)具體化，更好地進(jìn)行理解和運(yùn)用.

例如在學(xué)習(xí)平面鏡成像這一物理知識(shí)時(shí)，學(xué)生首先要了解到的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)就是光線在傳播過(guò)程中，入射角與反射角相等這一特征.通過(guò)對(duì)物理中這一基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和了解，可以幫助學(xué)生更加具體地去測(cè)量實(shí)際生活中某些物體的大小以及角度.又如，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)

y＝kx這部分?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)時(shí)，教師為了幫助學(xué)生更好地進(jìn)行理解和運(yùn)用，以及提升學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)方程這方面學(xué)習(xí)的興趣與熱情.可以利用物理學(xué)科中的s＝vt即路程，時(shí)間以及速度之間的關(guān)系.學(xué)生在日常的生活中對(duì)路程，速度以及時(shí)間就有一定的認(rèn)知，通過(guò)公式的進(jìn)一步帶入更能夠幫助學(xué)生具體的理解y＝kx這一公式.將s和t分別當(dāng)作y與x，因變量與自變量，借助這種具象化的知識(shí)表達(dá)，來(lái)深化學(xué)生對(duì)這一具體內(nèi)容的理解.

3.3融合函數(shù)，提升思維能力

函數(shù)圖象的運(yùn)用不僅局限于數(shù)學(xué)題目的解答過(guò)程中，對(duì)于生動(dòng)的物理情景同樣適用.在函數(shù)圖象中的任意一點(diǎn)則可以無(wú)限放大為一個(gè)特定的狀態(tài).以題目中的物理量為函數(shù)圖象中的具體坐標(biāo)，就可以形象地模擬出一個(gè)具體的物理情景的函數(shù)圖象.同時(shí)，函數(shù)圖象中物理量與數(shù)量之間的關(guān)系也可以充分地運(yùn)用一元二次函數(shù)，正反比例函數(shù)等內(nèi)容表示出來(lái).通過(guò)數(shù)學(xué)信息與數(shù)學(xué)運(yùn)算，找尋物理量之間的聯(lián)系與結(jié)構(gòu)，比較物理量與數(shù)學(xué)信息之間的特征，以此來(lái)找出解決物理問(wèn)題的方法.這一舉動(dòng)，促進(jìn)了學(xué)生思維能力的提升.

在物理的功率學(xué)習(xí)過(guò)程中需要頻繁地使用到函數(shù)圖象，其中功率與電流的函數(shù)圖象即是一個(gè)一元二次函數(shù)的關(guān)系，是一個(gè)開口朝下的拋物線.[3]圖象的線條在拋物線的頂點(diǎn)處取為電功率的最大值.因此，在此種類型的物理題目的解析過(guò)程中需要充分地運(yùn)用到數(shù)學(xué)意識(shí)與思維.如，在解答具有滑動(dòng)變阻器滑片的串聯(lián)電路的此類題目時(shí)，需要學(xué)生首先對(duì)電壓表的測(cè)量做出正確的判斷，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所得數(shù)據(jù)記錄滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)題目中的圖象信息快速地得出具體信息數(shù)據(jù)并判斷，在學(xué)生進(jìn)行完以上分析和判斷后，學(xué)生可以從獲取的信息中，根據(jù)電功率的極值分析題目所給出的關(guān)鍵數(shù)字信息，以及深入分析圖象，列出電功率與電流的一元二次函數(shù)方程，最后進(jìn)行具體步驟的數(shù)學(xué)運(yùn)算解答.

3.4研讀題干信息，提高知識(shí)遷移能力

在當(dāng)前數(shù)學(xué)或物理的題干中，文字內(nèi)容堆積，同時(shí)蘊(yùn)含大量信息數(shù)字.學(xué)生對(duì)于這樣的文本信息內(nèi)容獲取能力不夠關(guān)注，剖析能力與經(jīng)驗(yàn)不足.因此，學(xué)生在進(jìn)行題目練習(xí)時(shí)，不能有效地獲取關(guān)鍵信息，從而及時(shí)準(zhǔn)確地解答出題目.對(duì)于學(xué)生的做題效率以及做題狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生較大的影響.對(duì)此，學(xué)生可以采用圖象的方式進(jìn)行有效緩解，最常見的一種文本表達(dá)形式就是圖象.因此，學(xué)生要具有破譯圖象信息，提高知識(shí)遷移意識(shí)，進(jìn)而靈活運(yùn)用理論知識(shí)內(nèi)容解答所考查的問(wèn)題的能力.圖象的展示能夠更加具體、生動(dòng)的表現(xiàn)一個(gè)物理狀態(tài)過(guò)程.[4]能夠形象地反映物理量之間的變化以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用圖象對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行分析、判斷和解答時(shí)，能夠更加具體、直觀、明了地進(jìn)行運(yùn)算.因此，學(xué)生對(duì)圖象的破譯和判斷運(yùn)用能力，在解題的過(guò)程中具有關(guān)鍵性作用.所以教師要幫助學(xué)生能夠有效地利用圖象獲取關(guān)鍵信息，進(jìn)行靈活解答.

學(xué)生首先要充分認(rèn)清坐標(biāo)軸中所體現(xiàn)到的物理量以及單位形式和坐標(biāo)名稱.其次要理解坐標(biāo)軸與圖象斜率之間的關(guān)系，明白圖象斜率所表達(dá)的含義.然后，要能夠判斷出圖象中曲線所表達(dá)的函數(shù)形式，然后要能夠分析出具體圖象在坐標(biāo)軸中截距的表示含義.然后，能夠理解在圖象線下所圍成的圖形的面積所表示的內(nèi)容.如，在進(jìn)行解題時(shí)由小紅與小明兩名在同一條直線上進(jìn)行跑步.兩人從同一出發(fā)點(diǎn)同時(shí)出發(fā)，學(xué)生可以根據(jù)圖中所給出的時(shí)間與路程或時(shí)間與速度之間的關(guān)系進(jìn)行對(duì)比.本題是一個(gè)十分典型的，學(xué)生通過(guò)剖析圖象信息獲得關(guān)鍵性答案以及公式關(guān)系，從而解決問(wèn)題的有效應(yīng)用.學(xué)生要根據(jù)圖象中坐標(biāo)軸中所展現(xiàn)的物理量判斷出所考查的公式理論內(nèi)容.然后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生，通過(guò)分析如何將圖象上的有效信息進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)化，表達(dá)在書面上，從而判斷出此題所問(wèn)的問(wèn)題.

3.5組織實(shí)踐教學(xué)，發(fā)展學(xué)生應(yīng)用能力

物理與數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)都要與日常生活相聯(lián)系.學(xué)生要通過(guò)日常生活中所發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象，聯(lián)系思考其中所關(guān)物理、數(shù)學(xué)等方面的知識(shí)，教師也可以在物理或數(shù)學(xué)的教授過(guò)程中，充分地引入另一學(xué)科的案例，將學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)融入理論知識(shí)的教學(xué)中.讓學(xué)生提高學(xué)生的認(rèn)知水平，探索精神以及對(duì)于物理和數(shù)學(xué)課堂的學(xué)習(xí).通過(guò)學(xué)生將日常生活中的物理或數(shù)學(xué)現(xiàn)象帶入到課堂中進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望，使學(xué)生能夠更加深入地去探索討論.為后面的深入研究和更深刻的習(xí)題內(nèi)容打下堅(jiān)定的基礎(chǔ).

例如在七年級(jí)下冊(cè)《鏡子改變了什么？》的學(xué)習(xí)中，教師可以在課堂中利用鏡子實(shí)體為學(xué)生們進(jìn)行講解展示.[5]然后，教師可以為學(xué)生提出探究性的作業(yè)，為學(xué)生布置實(shí)踐性的課后作業(yè).在學(xué)生回到家后，拿一面鐘表在鏡子前面照，觀察發(fā)現(xiàn)鏡子中所呈現(xiàn)的鐘表轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及字母的擺放位置是否與現(xiàn)實(shí)情況中一致.學(xué)生是否能夠通過(guò)鏡子中辨認(rèn)出真正的時(shí)間，能否將指針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向還原.對(duì)于初中階段的學(xué)生來(lái)說(shuō).將這一學(xué)習(xí)內(nèi)容還原于生活中，是十分熟悉的.因此，學(xué)生可以充分地進(jìn)行自主思考，自行探究，進(jìn)行實(shí)踐.然后，學(xué)生可以自行在圖上畫出鏡子中的圖案，然后再進(jìn)行還原，比較還原后與真實(shí)的鐘表上的圖案是否一致.這樣讓學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)踐的教學(xué)過(guò)程，能夠讓學(xué)生直觀地感受到物理現(xiàn)象，建立立體的空間觀念，對(duì)鏡面的認(rèn)識(shí)也有了更深入地了解，充分地發(fā)展了學(xué)生的應(yīng)用能力.

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)學(xué)和物理在初中階段的學(xué)習(xí)都至關(guān)重要，都是較為關(guān)鍵性的學(xué)習(xí)科目，而且二者在一定程度上關(guān)系較為緊密.同時(shí)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)習(xí)興趣較低.因此將這兩種學(xué)科的共同點(diǎn)相聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)知識(shí)面的融合拓寬，使學(xué)生更加直觀地用多種形式地對(duì)數(shù)學(xué)和物理進(jìn)行學(xué)習(xí).從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量、學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生減輕在數(shù)學(xué)和物理等方面的學(xué)習(xí)和課業(yè)壓力.

【基金項(xiàng)目：本文系定西市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度課題“雙減背景下初中數(shù)學(xué)和物理學(xué)科思維融合的實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號(hào)：DX[2022]GHB0476）的研究成果.】

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