基于跨學科實踐的單元教學設計
——以初中物理“聲聲入耳音樂會”為例

張 華，徐 寧

1.重慶市江津區教師發展中心，重慶 402260

2.重慶市江津區教育委員會，重慶 402260

《義務教育課程方案（2022 年版）》在優化課程內容結構部分明確提出：要基于核心素養發展要求，遴選重要觀念、主題內容和基礎知識，設計課程內容，增強內容與育人目標的聯系，優化內容組織形式，帶動課程綜合化實施，強化實踐性要求［1］。跨學科實踐是當下基礎教育中的熱點話題，通過打破傳統學科間的界限，鼓勵學生在不同學科間建立連接和互動，以此提高綜合思考和解決問題的能力。然而，盡管跨學科的優點被廣泛認可，但在其重視程度上卻不盡人意。

1 目前跨學科實踐教學中存在的問題

實施新課標一年來，跨學科實踐的教學得到了一定程度的發展，但是仍存在以下問題：

教學目標泛化。目標的泛化主要體現在觀念、方向及具體描述三個方面。一是從觀念上還不夠重視，課標要求至少10%的課時用來開展跨學科實踐教學，有的老師認為只要設置了跨學科實踐活動就可以。二是即便設置了跨學科實踐活動，開展的目標方向并不明確，缺少和初中物理核心素養的具體聯系。三是教學目標的具體闡述模糊不清，學習的主體、過程、結果等不夠聚焦，缺少可測可評的具體內容。

學習內容拼湊化。由于跨學科實踐在內容選取上經歷了從無到有的過程，存在拼湊的傾向，具體表現在：一是選取的角度依然延續了把“物理知識點”作為教學的基本單位，難以形成“有組織”的學習經驗。二是內容結構中片面強調知識的前后邏輯，一定程度上忽略了學生的心理發展特點，所學內容與學生存在較遠距離，難以引起學生共鳴。三是課程內容缺乏實踐性，發現當前教學內容組織方式存在著物理知識與社會生活、學生生活割裂的問題，造成知與行的脫離。

教學過程隨意化。一是教師在主觀上不夠重視，在認識上認為內容不夠重要，因此在選擇教學方式時就沒有充分論證，比如在跨學科方面學生的前期積累、認知等。二是客觀上教師在跨學科教學方面的能力還不夠。大多教師在學習和工作中都習慣了單一學科的范疇，面對融入其他學科的實踐的教學，在物理學科內容的廣度和深度中涉及到其他學科概念的內涵和外延時，教師對其難以領會和把握。改進都需要一個比較長期的過程。

教學評價單一化。一直以來，教學評價是難以突破的難題。新課標要求學生必須具備關鍵能力、必備品格和正確的價值觀，而不僅停留在知識和技能方面，需要強化物理觀念的形成與應用、科學思維的培養以及科學本質、情感和態度，這也對評價方式提出了更高的要求，跨學科實踐的教學也不例外。但跨學科實踐存在以下問題：首先，在評價主體上主要還是教師、學校評價，難以發揮學生的主動性；其次，在評價方式上，絕大多數是單一的紙筆評價，與達成核心素養目標還有一定的距離。

綜上所述，跨學科實踐在課程的目標、內容、實施、評價等方面存在不同程度的問題。核心素養與學科核心素養是復雜的學習結果，需要經歷階段性學習才能被學生習得［2］，跨學科實踐同樣具有以上特點。這種階段性學習通常以單元或學期為單位進行，而不是以課時為單位進行，因此實施單元教學就是落實跨學科實踐的重要策略。

2 跨學科實踐單元教學策略

雖然初中物理具有邏輯化的內容體系且為跨學科實踐教學提供了豐富的載體和資源，但在具體實踐中，教師仍需要嘗試通過重組、整合與優化，將原來以“課時”為主的課程結構整合為以“單元”為主的課程結構，并逐漸形成包含“選題、目標、規劃、實施、總結”五大要素的單元設計思路。

2.1 創設真實情境，明確實踐主題

跨學科實踐主題是對單元核心內容的價值提煉，既反映學科本質的核心概念，又要與真實世界和學生的基礎、興趣相聯系，體現核心素養落實的具體化與整體化［3］。這有助于學生聚焦單元最核心、最具育人價值的內容，其中要重點討論主題名稱及解讀等內容。單元主題既可以保持教材原有單元的名稱，如“聲現象”“聲音的世界”，也可適當改編，進一步提煉內容，如“聲”更加凸顯本單元的概念聚焦；也可以改成問題的形式，引發學生好奇，如“我們生活在聲音的世界，你知道聲音有哪些秘密嗎”。而主題解讀部分應明確核心概念與主題學習內容的關系以及對發展學生核心素養的意義與價值，體現核心素養的培育。

2.2 厘清各種因素，確定實踐目標

跨學科實踐目標就是預期學習結果，明確學習結果有利于指導教師教學。學習結果是指學習完這個單元后，學生能獲得什么樣的學習成果，形成何種素養。確定單元目標可以從歸納、演繹及其學習進階路徑出發，以此來確定單元的應然和實然教學目標，并依據學情分析確定學習的初始狀態。從教學目標的初始狀態到目標狀態間存在著多個中間認知狀態，這些狀態是單元教學過程中需要經歷的，描述這些認知狀態的學習結果表現要基于自上而下的演繹和自下而上的歸納。

在單元目標的表述方面，每個單元的學習目標按照素養維度分為若干條目。在其表述方面，應以學生為主語，一般包含具體的素養維度、相應的學習內容、可觀測的行為表現，以及行為發生的情境或條件等。

2.3 確定任務方案，明確實踐步驟

跨學科實踐活動作為學生素養形成的一系列的路徑、程序、過程、環節和經歷。每個單元的學習都是由一組彼此關聯的、結構化的、有邏輯的系列實踐活動（任務）組成。挑戰性的實踐任務具有高度情境化的特點，通過設置情境（或大任務），學生能夠調動激活以往的知識經驗，提出有探究價值的問題，以問題為導向開展跨學科實踐活動。

為有效落實核心素養，跨學科實踐活動的大任務需要分解為若干圍繞核心問題（或任務）展開的子任務，強調讓學生圍繞真實而有意義的核心問題（或任務）展開一系列探究活動，為讓“學生的學”真正落地，就需要在研究指向核心問題的學習任務和教學實施的同時，立足于學習目標，做到內容簡約、清晰，符合學生的最近發展區。

2.4 建構相關知識，經歷實踐過程

跨學科實踐的每個任務及子任務都需要學生通過觀察、交流、討論等團隊合作方式完成。在合作探究過程中，學生通過實地調研、開展調查、收集信息、觀察現象、實驗探究等活動，基于收集的信息和獲得的證據，對內容和要解決的問題進行交流研討。通過開展科學推理、科學論證、模型理解、模型建構等科學思維活動，深化對物理概念、規律的理解，落實學科核心素養的教學目標。

在完成跨學科實踐任務中應注意以下幾點：一是在教師的指導下，學生能自主完成。依據任務需要，可以是個人完成，也可以是小組合作完成。二是學生能展示自己的想法。真正的實踐應該是在完成任務的過程中，按照自己的想法解決問題。三是能依據完成標準進行反復測試和優化，發現問題，及時提出改進意見。在此過程中，學生不僅能建構知識，還能獲得持續學習的內驅力。

2.5 展示實踐成果，總結交流評價

學生需要在實踐成果制作、反饋迭代、公開展示和反思復盤等過程中加強對知識和技能的深度學習和理解，評價貫穿全過程。

一是成果制作，學生會將可見的階段性或最終性實踐結果以成果的形式制作出來，以此鼓勵學生輸出內容。二是反饋迭代，跨學科實踐注重任務成果能得到反饋，學生給予他人反饋的同時也培養了高階思維；同時，專家資源以真實世界的標準，給予更加專業的反饋。三是公開展示，跨學科實踐學習的成果面向同學、老師、專家、家長、社區居民等，對外展示實踐成果和制作過程。四是反思復盤，既是自我評價的過程，也是總結經驗完善問題解決的過程，有助于深化理解，促進學生將知識技能等遷移至新的情境。

單元學習評價主要是指根據單元學習目標，在學習過程中或者學習結束后，通過師生對話、課題觀察、日常作業、評價量表、單元測試、個別化輔導等多種方式，對學生在挑戰性學習任務中的表現以及核心素養的達成情況等方面，進行針對性的分析、診斷和改進的過程［4］。在評價標準的制訂過程中，應注意與單元目標保持一致，評價主體多元、方式多樣，強調表現性評價等。

3 初中物理跨學科實踐——以“聲聲入耳音樂會”為例

物理學科跨學科實踐包含“物理學與日常生活”“物理學與工程實踐”“物理學與社會發展”三個二級主題，旨在發展學生跨學科運用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養學生積極認真的學習態度和樂于實踐、敢于創新的精神。如下提供了“聲聲入耳音樂會”的跨學科實踐學習案例。

3.1 案例背景

我們生活在聲音的世界里，其中的樂音可以傳遞豐富的情感，給人們帶來美的享受。“聲的世界”一般安排在八年級的第二章，不少學校也會放在第一章學習，以此激發學生學習物理的熱情。9月有教師節且月底會迎來國慶節，因此舉辦一場音樂會不僅深受學生喜歡，也很契合客觀需求。本單元以聲學基礎知識為載體，統整物理、音樂、美術和工程技術等多學科課程資源，引導學生在任務驅動下進行實踐活動，使學生在活動中構建聲學知識體系，對聲學知識形成系統的認識，并學會從跨學科視角綜合分析和解決實際問題，形成樂于思考、勇于探索、敢于創新的科學素養。通過了解超聲技術在現代信息技術中的應用，培養科技強國的責任感和使命感。

涉及的具體學科有：

物理：聲音的產生與傳播、聲音的特性、改變音調的方法、聲音的利用、噪聲的控制方法；

音樂：認識樂譜、樂器調音、樂器演奏；

美術：音樂會設計圖符合基本美學知識；

工程技術：根據聲音的產生與傳播，自制“聲音器材”，根據超聲波原理組裝超聲波制霧機、超聲波智能門桿、超聲波智能垃圾桶，根據控制噪聲的方法組裝噪聲提示器；

信息技術：制作電子海報，剪輯視頻，網絡投票，優化展示及評估方法。

3.2 案例綱要

（1）學習任務

將初中物理聲學內容與音樂、美術、工程技術、信息技術等其他學科內容融合，分析舉辦音樂會、演奏自制樂器、設計場地等實際問題中涉及的聲學知識；舉辦一場“聲聲入耳音樂會”。

（2）學情分析

小學科學中已對聲音的產生與傳播、音調、響度、音色有所學習，為本課題奠定了比較好的理論基礎。大部分學生知道聲音的產生，但不知道傳播條件；知道聲音的高低、大小，但不能區分高低與大小；沒有響度、音調、音色的具體概念。對八年級學生來說，從物理學視角進一步理解聲音的傳播條件、音調和響度與哪些因素有關等還存在一定困難。同時，學生對聲學知識缺乏系統的認識。由于學生剛接觸物理，科學探究能力、團結協作能力和解決問題的能力均需培養。本案例采取任務驅動的方式，結合SOLO 分類理論進行評價設計，從跨學科角度對教學內容進行分解，引導學生在跨學科實踐活動中建構科學概念［5-6］，理解聲現象在生產生活中的應用。

（3）學習目標

①聚焦“演奏自制樂器”與“設計場地”，了解聲音的產生和傳播條件、聲音的特性、現代技術中聲學知識的一些應用、噪聲的危害及控制方法。能用這些知識解釋相關現象和問題，有將聲學知識應用于日常生活、工程實踐、社會發展的意識。

②通過擊鼓實驗、敲打音叉實驗，體會實驗探究中的轉換法、放大法，認識聲音的產生條件。

③通過“聲音的傳播條件”的探究，經歷科學探究過程，學習科學探究的基本方法，培養提出問題和主動探究的能力。通過自主實驗探究“影響橡筋琴音調高低的因素”，學習控制變量法，提高收集信息、分析結果、得出結論的科學探究能力。

④通過觀察、實驗、制作等實踐活動，提高對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理學規律，勇于探究日常用品或新器材中的物理學原理。通過參與“聲聲入耳音樂會”，關注科學技術對社會發展、自然環境及人類生活的影響，規范自己的行為，有將科學服務于人類的意識。

（4）重點和難點

重點：通過實驗，認識聲音的產生和傳播條件；了解聲音的特性和現代技術中聲學知識的一些應用，知道噪聲的危害及控制方法；理解科學探究中常用的方法，比如放大法、轉換法、控制變量法等。

難點:了解聲音的特性，如聽音識人；通過制作噪聲提示器、超聲波制霧機、超聲波智能門桿、超聲波智能垃圾桶等，了解聲音的應用。

3.3 案例實施規劃

案例實施規劃具體如表1 所示。

表1 案例實施規劃

4 思考和討論

基于跨學科實踐的初中物理單元教學具有積極的意義：一是利用真實情境（或大任務）開展教學活動，根據學生的生活需求，設置一系列具有挑戰性的跨學科實踐活動；二是依據課程標準開發結構化的內容，能夠形成橫向統整、縱向進階的內容框架體系；三是對連續性評價做出一些嘗試，探索主體多元、形式多樣的評價方式，包括過程性評價、終結性評價等，評價形式采用自評、互評、師評、觀眾及專家評價等。

在師生多方面受益的同時，實施跨學科實踐下的單元學習也存在一些困惑：占用課時較多，和傳統教學相比，學生對活動的關注更多；對教師的專業能力和學校的管理能力都提出更高的要求。這都是以后實踐過程中需要逐漸優化的方面。

總之，核心素養與學科核心素養需要以跨學科實踐活動為載體，通過單元教學方案的規劃落實。因此，跨學科實踐下的單元學習是推進我國素養導向教育改革的重要策略。