高中物理學(xué)科跨界問題設(shè)計(jì)探究

彭悅冬 鄭燕

【摘要】物理學(xué)是自然科學(xué)快速發(fā)展的時(shí)代產(chǎn)物，在高中的物理教學(xué)與培養(yǎng)中，學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)占據(jù)核心地位.跨學(xué)科跨界設(shè)計(jì)在高中物理教學(xué)中具有舉足輕重的作用.如今，高中物理學(xué)科跨界問題設(shè)計(jì)已成為我國高中教育高效開展物理學(xué)科課堂的必備手段，以及促進(jìn)我國傳統(tǒng)教學(xué)課堂的靈活多元化發(fā)展的有效途徑.高中物理學(xué)科跨界跨學(xué)科設(shè)計(jì)將為我國高中教育事業(yè)的改革創(chuàng)新開辟新道路.本文以高中物理教學(xué)為背景，首先簡要分析高中物理學(xué)科跨界教學(xué)的意義，再對高中物理學(xué)科跨界設(shè)計(jì)所面臨問題進(jìn)行分析，最后提出高中物理學(xué)科跨界的合理設(shè)計(jì)方案，期望為高中物理課堂的進(jìn)步提供理論支撐，保障我國教育事業(yè)的健康發(fā)展.

【關(guān)鍵詞】高中物理；跨學(xué)科銜接；教學(xué)設(shè)計(jì)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年修訂版）》中明確指出，高中物理教學(xué)應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和綜合素養(yǎng)，并在教學(xué)過程中提升學(xué)生的思維能力，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，全面建設(shè)學(xué)生的核心素養(yǎng).物理學(xué)科是學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度較大的學(xué)科，因?yàn)閷W(xué)好高中物理需要學(xué)生具有嚴(yán)密的邏輯思維，并能靈活地運(yùn)用學(xué)習(xí)手段從多條途徑完成對物理知識(shí)框架的塑造和運(yùn)用，對學(xué)生的空間想象能力、思維發(fā)散能力都是一種考驗(yàn).高中階段正是培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀思維能力的黃金階段，針對高中物理學(xué)科進(jìn)行跨界教學(xué)設(shè)計(jì)，可以促進(jìn)學(xué)生結(jié)合多個(gè)學(xué)習(xí)課程自主梳理知識(shí)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率.為了使高中物理能夠?qū)崿F(xiàn)與其他學(xué)科知識(shí)的串聯(lián)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對高中知識(shí)的統(tǒng)籌運(yùn)用，教師應(yīng)該不斷實(shí)踐總結(jié)反思創(chuàng)新教學(xué)方法，促進(jìn)我國教學(xué)事業(yè)的整體發(fā)展.

1?高中物理學(xué)科跨界教學(xué)意義

1.1?有利于新課標(biāo)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

新課標(biāo)對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提出了明確要求，督促教師以知識(shí)與技能、過程與方法、情感、態(tài)度與價(jià)值觀為主要教學(xué)目標(biāo)展開教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，跨界設(shè)計(jì)教學(xué)注重教材內(nèi)容的全面解析，注重學(xué)科之間的知識(shí)銜接，從結(jié)構(gòu)層面開展學(xué)科聯(lián)合學(xué)習(xí)，能夠提煉出核心問題，讓學(xué)生在自主思考中提高物理素養(yǎng).學(xué)科跨界教學(xué)設(shè)計(jì)摒棄了傳統(tǒng)教案的編排流程和結(jié)構(gòu)框架，將學(xué)生作為主體，以高中課程內(nèi)容為參照，全方位踐行新課標(biāo)中心理念.高中物理學(xué)科跨界教學(xué)設(shè)計(jì)方案能夠貫徹課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)原則，從教學(xué)思維、課堂內(nèi)容和授課方法等方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，有利于新課標(biāo)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是培養(yǎng)新時(shí)代全面發(fā)展高質(zhì)量人才的重要途徑.

1.2?有利于教師素養(yǎng)的提升

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是現(xiàn)階段高中物理教學(xué)存在的普遍問題.獨(dú)立封閉的學(xué)科教學(xué)方式已經(jīng)嚴(yán)重偏離了新時(shí)代下教育事業(yè)正向發(fā)展的進(jìn)程軌道，不符合課程標(biāo)準(zhǔn)提出的新要求.另外，高中物理教師作為高中生物理學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，必須跳出傳統(tǒng)物理教學(xué)理念的框架，摒棄盲目依靠網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件和教輔資料的不良習(xí)慣，與其他學(xué)科教師積極交流探討，共同總結(jié)出符合立德樹人教育理念的新型教學(xué)設(shè)計(jì)，以突破過時(shí)教學(xué)模式的束縛，實(shí)現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新進(jìn)步.同時(shí)，學(xué)科跨界設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)物理教師與其他學(xué)科教師的經(jīng)驗(yàn)交流，在共同備課中彌補(bǔ)自身知識(shí)缺陷，結(jié)合政治、歷史內(nèi)容完善對學(xué)生的價(jià)值觀教育，結(jié)合數(shù)學(xué)、化學(xué)優(yōu)化對學(xué)生思維訓(xùn)練方式，做到與學(xué)生共同進(jìn)步.

1.3?有利于綜合型人才的培養(yǎng)

為適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的人才需求，教育部在新課標(biāo)中對廣大教師提出了新要求，督促教師的教學(xué)方案要堅(jiān)持“立德樹人”的教育理念，以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為主要目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生思想品質(zhì)和理論知識(shí)的全面發(fā)展.高中物理是教育課程體系的重要組成部分，學(xué)科跨界教學(xué)設(shè)計(jì)對于樹立學(xué)生科學(xué)的自然觀念、培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持真理、勇于探索的人生態(tài)度具有重要意義.多學(xué)科跨界教學(xué)，能夠以各科教程知識(shí)體系為教學(xué)基礎(chǔ)，通過制定科學(xué)合理的教學(xué)方案豐富學(xué)生的物理理論知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理解決實(shí)際問題的能力，讓學(xué)生在實(shí)踐中鍛煉出專業(yè)技能與道德品質(zhì).結(jié)合生物、歷史、數(shù)學(xué)等學(xué)科開展學(xué)科跨界教學(xué)，能夠促進(jìn)學(xué)生從生命觀念、思維模式、科學(xué)探究與社會(huì)責(zé)任等方面綜合成長，讓學(xué)生對物質(zhì)發(fā)展規(guī)律建立正確認(rèn)知，對自然現(xiàn)象進(jìn)行本質(zhì)思考，對實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，同時(shí)正確運(yùn)用物理知識(shí)處理社會(huì)問題，幫助學(xué)生成為高綜合素質(zhì)的實(shí)踐型人才.

2?高中物理學(xué)科跨界問題分析

2.1?學(xué)科之間銜接不合理

學(xué)科跨界設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)進(jìn)入了教學(xué)實(shí)踐，但在銜接的合理性上仍有待改進(jìn).比如在物理與數(shù)學(xué)之間，部分?jǐn)?shù)學(xué)定理能夠結(jié)合結(jié)構(gòu)圖幫助學(xué)生化解受力分析難題，但是數(shù)學(xué)矢量知識(shí)與物理力學(xué)的教學(xué)安排不在同一進(jìn)程，這就導(dǎo)致數(shù)學(xué)知識(shí)與物理知識(shí)的銜接出現(xiàn)斷點(diǎn)，讓學(xué)生在缺乏對相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)的熟練運(yùn)用下再接受教師設(shè)計(jì)的跨學(xué)科解題方法，會(huì)加大學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力.

例如?高中物理中的“光譜和物質(zhì)波”內(nèi)容屬于“光的波粒二象性”章節(jié)，是選修3-5的內(nèi)容，而對應(yīng)在化學(xué)學(xué)科中的內(nèi)容是“原子軌道和能級(jí)”，劃分在選修三當(dāng)中，不同步的選修結(jié)果會(huì)加大學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解難度.所以在物理與化學(xué)的知識(shí)銜接上，物理教師更應(yīng)該注重與化學(xué)教師的溝通，共同制定相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)計(jì)劃.

2.2?對教師和學(xué)生的要求較高

高中階段的物理知識(shí)具有一定的深度與廣度，跨學(xué)科教學(xué)要求教師能夠提煉出各個(gè)學(xué)科中的核心知識(shí)點(diǎn)，從思維方式、理論知識(shí)上梳理出共同點(diǎn)，條理清晰地為學(xué)生進(jìn)行課堂講解.這對教師的語言組織、信息剖析能力都具有挑戰(zhàn)性.跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)不僅要求教師自身擁有良好的道德品質(zhì)，能夠結(jié)合歷史事實(shí)、政治觀念塑造學(xué)生物理精神，促進(jìn)學(xué)生形成正確價(jià)值觀，還要求教師全面掌握數(shù)學(xué)和化學(xué)知識(shí)，能夠結(jié)合物理內(nèi)容為學(xué)生提煉出有用的數(shù)學(xué)與化學(xué)定理，方便學(xué)生快速理解思考.而對于學(xué)生來說，需要學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容建立正確認(rèn)知，并且能夠靈活運(yùn)用，才能將數(shù)學(xué)、生物、化學(xué)各科知識(shí)點(diǎn)穿插在物理解題當(dāng)中，在較短時(shí)間內(nèi)領(lǐng)悟教學(xué)內(nèi)容、解決問題.如果學(xué)生對學(xué)科跨界知識(shí)不夠熟悉，在物理課堂上和解題過程中翻看查找其他學(xué)科教材內(nèi)容，就會(huì)影響正常學(xué)習(xí)進(jìn)程.

2.3?各學(xué)科之間缺乏關(guān)聯(lián)性

高中各個(gè)學(xué)科內(nèi)容都是依據(jù)教學(xué)大綱進(jìn)行編排布置的，不同課程對學(xué)生的培養(yǎng)方式、培養(yǎng)目標(biāo)都不同，在現(xiàn)有的內(nèi)容模式下，高中物理課程與其他學(xué)科之間的聯(lián)系不足，缺乏直接顯著的關(guān)聯(lián)性.學(xué)生針對不同學(xué)科的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)程度也不盡相同，教師無法了解每個(gè)學(xué)生對其他學(xué)科知識(shí)的理解深度，從而無法全面考慮對相關(guān)內(nèi)容的引申，這就加大了教師進(jìn)行學(xué)科跨界設(shè)計(jì)教學(xué)的難度.另外，不同學(xué)科對應(yīng)著不同教師，各個(gè)教師的教學(xué)特點(diǎn)、教學(xué)方法不一樣，在缺乏充分溝通的情況下，其他教師難以以物理課程為中心編排教學(xué)計(jì)劃.這就導(dǎo)致不同學(xué)科在一定程度上存在無法交叉融合的情況，加劇了各學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)建立的難度，讓物理教師無法順利分析各個(gè)課程之間的內(nèi)部聯(lián)系，難以從碎片化的學(xué)科知識(shí)中統(tǒng)籌建立合理的物理教學(xué)方案.

3?高中物理學(xué)科跨界合理設(shè)計(jì)

3.1?以跨學(xué)科為視角，高效整合教學(xué)知識(shí)

高中各個(gè)學(xué)科之間存在一定的理論知識(shí)連通性，在開展學(xué)科跨界教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)該具有跨學(xué)科統(tǒng)籌知識(shí)運(yùn)用的強(qiáng)烈意識(shí)，對相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行提煉整合，引導(dǎo)學(xué)生自主運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)完成物理課程的高效學(xué)習(xí)及物理題目的高效解答.在進(jìn)行學(xué)科跨界教學(xué)設(shè)計(jì)的備課過程中，物理教師首先應(yīng)該梳理出課程中涉及的核心內(nèi)容，再從其他學(xué)科中的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行定理、技巧、方法上的提煉，整合出邏輯清晰的知識(shí)點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量與效率.

例如?在“速度 時(shí)間 圖象”的學(xué)科跨界教學(xué)設(shè)計(jì)中，學(xué)生對位移-時(shí)間圖象、速度-時(shí)間圖象的理解是重點(diǎn)內(nèi)容，平面坐標(biāo)中設(shè)計(jì)的圖象要點(diǎn)只有坐標(biāo)和斜率兩方面，同時(shí)，圖象中通常包含兩種已知量，這與數(shù)學(xué)中的“斜率”知識(shí)點(diǎn)具有直接聯(lián)系，教師便可以梳理出有關(guān)三角函數(shù)、二元一次方程、直線斜率公式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行整合補(bǔ)充，教導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)認(rèn)識(shí)物理圖象，快速從題目中提煉關(guān)鍵信息.

3.2?以跨學(xué)科為視角，加強(qiáng)教師之間交流

跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)需要教師全面掌握學(xué)生其他學(xué)科的學(xué)習(xí)情況，以及其他學(xué)科教師對教材內(nèi)容的規(guī)劃方案，這就要求物理教師需要與其他教師不斷地交流與合作，在備課階段共同商討，確定出相關(guān)知識(shí)的合理布局.只有站在跨學(xué)科的設(shè)計(jì)角度，加強(qiáng)教師之間的交流探討，才能補(bǔ)充學(xué)生的知識(shí)缺陷，促進(jìn)學(xué)生快速理解教學(xué)內(nèi)容，提高吸收與實(shí)際應(yīng)用效率.

例如?在“動(dòng)量守恒定律”的教學(xué)設(shè)計(jì)中，涉及反沖現(xiàn)象的本質(zhì)剖析和實(shí)際運(yùn)用，中國長征系列運(yùn)載火箭就是利用高壓燃?xì)猥@得反作用力發(fā)射飛行器，這與我國的國防技術(shù)發(fā)展歷程息息相關(guān)，教師可以與政治教師進(jìn)行備課交流，結(jié)合政治內(nèi)容中愛國精神的塑造途徑激發(fā)學(xué)生對物理知識(shí)的深入思考，讓學(xué)生從物理學(xué)習(xí)中意識(shí)到實(shí)際運(yùn)用的重要性，意識(shí)到應(yīng)用物理規(guī)律發(fā)展先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要性，以此達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生物理素養(yǎng)的目的，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生建立積極學(xué)習(xí)為國奮斗的理想目標(biāo).

3.3?以跨學(xué)科為視角，合理選擇教學(xué)內(nèi)容和方式

學(xué)科跨界教學(xué)設(shè)計(jì)需要教師掌握綜合性的課程知識(shí)，要求學(xué)生對高中課程理解運(yùn)用到位.高中各個(gè)學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且具有一定難度，為了提高學(xué)生對學(xué)科跨界知識(shí)的應(yīng)用能力，物理教師必須以跨學(xué)科為視角，通過合理的教學(xué)內(nèi)容和方式促進(jìn)學(xué)生對碎片化知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí).

例如?在“理想氣體狀態(tài)方程”的教學(xué)設(shè)計(jì)中，涉及壓強(qiáng)、力、溫度、熱力學(xué)第一定律多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師可以選擇化學(xué)中有關(guān)氣體的臨界狀態(tài)、飽和蒸氣壓的內(nèi)容幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)理想氣體，再結(jié)合化學(xué)中分壓定律和分體積定律選擇公式推導(dǎo)的教學(xué)方式幫助學(xué)生掌握運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程.只有根據(jù)所學(xué)內(nèi)容合理選擇其他學(xué)科中的關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)才能幫助學(xué)生快速掌握教材要點(diǎn)，同時(shí)，根據(jù)教材內(nèi)容的邏輯順序采用科學(xué)的教學(xué)方式能夠幫助學(xué)生從本質(zhì)掌握定理公式，促進(jìn)學(xué)生在解題中的高效應(yīng)用.

4?結(jié)語

綜上所述，高中物理學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容相對復(fù)雜且具有深度，結(jié)合其他課程進(jìn)行跨界跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)是順應(yīng)新時(shí)代發(fā)展規(guī)律的有效教學(xué)模式，是保障培養(yǎng)高綜合素養(yǎng)的新時(shí)代人才的必然途徑.跨界教學(xué)設(shè)計(jì)具有顯著的直觀特征，能夠多途徑串聯(lián)多課程定理知識(shí)，從各個(gè)方面鍛煉學(xué)生的物理思維能力，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生均衡發(fā)展.開發(fā)更多的跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)方案仍需廣大教師共同努力，總結(jié)國內(nèi)國外先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為國家的發(fā)展培養(yǎng)出高綜合素養(yǎng)人才，為教育事業(yè)的發(fā)展以及祖國的建設(shè)事業(yè)添磚加瓦.

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