核心素養視域下高中物理跨學科教學策略

朱麗潔

【摘? 要】 隨著時代的不斷變化以及社會的不斷發展，開展跨學科教學，培養高質量復合型人才成為教學領域新的探索。物理學科具有較強的實踐性和學科融合性特點，在高中物理教學中融入跨學科教學理念，不僅能充分發揮高中物理教學的優勢，提升高中物理教學效果，還能培養學生的物理核心素養，促進學生的全面發展。核心素養視域下的高中物理跨學科教學應遵循生活化、驅動性、體驗性原則，通過尋找合適的“融合點”，將內容交叉的不同學科知識進行提煉合并，通過某個具體的教學主題串聯融合起來，從而關聯學情，創設情境，開展教學。

【關鍵詞】 核心素養;高中物理;跨學科教學

在新課程改革的背景下，核心素養理念逐漸滲透到高中物理教學中，許多教師也嘗試在課堂上滲透跨學科教學理念，但其效果并不理想。因此，為了實現培養學生物理核心素養的目標，高中物理教師應對跨學科教學的策略進行分析與研究，充分挖掘高中物理教學中的跨學科元素和資源，為社會培養具有創新思維的復合型人才，促進社會的進步與發展。

一、核心素養及跨學科教學相關內容概述

（一）核心素養

核心素養作為國家培養人才的策略，也是新課程改革下的主要教學目標。學科核心素養是指學科教育給予學生未來發展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。從高中物理學科的角度而言，其核心素養主要包含物理觀念、科學思維、科學探究以及科學態度四個方面。1. 物理觀念涉及物質觀念、運動觀念、能量觀念等內容，需要學生在高中物理學習中對以上多種觀念進行理解與掌握，并利用這些觀念解釋生活問題和自然現象;2. 科學思維為包含構建模型、推理論證等內容，需要學生在高中物理學習中，學會構建模型的方法，并能夠從多方面對物理問題進行推理和分析，發現其中的內在規律，并大膽對其進行設想，使學生具備獨立思考與探究的能力;3. 科學探究主要包含問題、解釋、交流等，需要學生在高中物理學科的學習中，不斷提升自身的探究意識，能夠敏銳地發現生活與學習中的問題，并利用正確的方法與手段解決問題，還需要學生加強與他人的交流和分享，能夠將自己的探究成果展現出來;4. 科學態度涉及科學本質、科學理論等內容，需要學生在高中物理學習中，主動對科學的本質進行探究，并從客觀的角度對物理問題進行思考與探究，充分激發自身的好奇心與求知欲，在此過程中對科學理論和本質進行總結。

（二）跨學科教學

跨學科教學是指在單一學科知識難以對實際問題進行解決的時候，運用兩門或是兩門以上的學科知識對問題的解決方法進行思考與探究，實現學科知識的創新以及問題解決方法的融合。由于不同學者對跨學科教學概念的理解不同，“學科交叉”“綜合學科”等觀點發展起來并形成“跨學科融合”“跨學科滲透”等概念。“跨學科學習”概念起初是由英國科學家漢佛提出的，其認為學生在面對與生活環境相關的問題時，可以通過多領域、多學科知識融合的方式解決問題。舒美克強調學科融合在突破學科限制、拓展學生知識視野以及學習領域上具有重要的作用。

二、核心素養視域下高中物理跨學科教學原則

在高中物理跨學科教學中，為保證跨學科教學的質量和效率，使學生在物理課堂上得到核心素養培養以及知識視野的拓展，高中物理教師在開展跨學科教學活動的時候應當遵循生活化、驅動性、體驗性原則。

生活化原則是指高中物理教師在跨學科教學中，應當為學生創設生活化教學情境或是在其中融入生活化元素，借此拉近高中物理知識與生活的距離，借助實際生活加深學生對物理知識的理解與掌握;驅動性原則是指高中物理教師應當在跨學科教學的過程中重視問題驅動或任務驅動，借助問題和任務激發學生的物理學習興趣，使學生主動探究物理問題的答案，并在解決問題的過程中得到創新意識、科學思維等方面的培養;體驗性是指高中物理教師在跨學科教學中應當重視學生在課堂上的體驗，采用多樣化教學方法開展教學，將學生作為課堂的中心，為學生提供思考的時間和空間。

三、核心素養視域下高中物理跨學科教學策略

（一）與數學學科的跨學科教學

在高中階段的教學中，物理學科和數學學科之間的關系較為密切，二者之間存在學科知識與思想方法上的關聯性，在高中物理跨學科教學中，高中物理教師也可以從以上兩個方面出發，將高中物理跨學科教學活動落實到位，對學生的物理核心素養進行培養。

1. 知識方面

（1）斜率。斜率作為高中物理圖像中應用較為廣泛的知識點，經常出現在位移時間圖像、速度時間圖像當中，而高中數學學科對斜率的學習要晚于高中物理學科教學。學生在高一上學期物理學習中就應用斜率，而在高二上學期數學學科才安排斜率教學。

（2）矢量。矢量也就是指數學中的向量。高中物理教學中首次接觸矢量是在高一上學期“位移”的學習中，并在“力的合成與分解”中進行矢量運算，而高中數學教學中對向量知識的學習在高一下學期。

2. 思想方面

在高中物理教學中，對數學思想方法的應用相對比較多，涉及的數學思想方法有極限法、函數法、數形結合法等，數學思想方法也是高中物理學科與數學學科進行跨學科教學中的重點內容，借助數學思想方法對學生的物理思維進行引導，使其利用數學方法解決物理問題，進而加深對高中物理知識的掌握，并在此過程中對學生的物理核心素養進行培養。

以人教版高中物理教材必修一第二章《勻變速直線運動的研究》為例，高中物理教師在對本章節內容進行教學的過程中，為了加深學生對勻變速直線運動速度與時間的關系的理解，高中物理教師可以在課堂上為學生布置探究性學習任務，使其對“勻變速直線運行中速度與時間的關系”進行探究，并引導學生在課堂上運用數形結合法，將抽象的物理語言轉化為數學語言，再將其以直觀圖形的方式畫出來，畫出勻變速直線運行中速度與時間的關系圖像，加深對相關知識的印象，快速解決相關物理問題。

這一方式不僅可以讓學生以更加科學的方法對物理問題進行解決，培養學生的科學思維，還能夠發散學生的思維模式，使其實現傳統物理思維的創新，嘗試使用數學思想解決物理問題。

（二）與化學學科的跨學科教學

高中物理學科與高中化學學科同屬于自然科學領域的學科，二者在知識點上也存在著一定的交叉性。在高中物理教學中融合化學學科的知識，實現高中學科與化學學科的跨學科教學，在向學生傳授物理知識的同時，還可以幫助學生鞏固化學知識，培養學生的理科思維，使其形成科學觀念。

例如，在人教版高中物理教材選擇性必修三第四章《原子結構和波粒二象性》中“原子的核式結構模型”與人教版高中化學教材選擇性必修二第一章《原子結構與性質》中的“原子結構”相關知識存在一定的關聯。“原子的核式結構模型”主要是讓學生對原子結構模型建立的過程以及依據進行了解，并對原子核式結構模型的主要內容進行認知;而“原子結構”涉及對原子結構的構造原理進行了解的內容，二者在教學內容上都與“原子核”相關。高中物理教師在對本課物理知識教學之前，可以對課前導入環節進行優化，借助多媒體設備將與之相關的化學知識呈現在學生的面前，使學生回憶該部分化學知識的學習，并讓學生思考本節課內容與該部分化學知識的關聯，讓學生對二者的關聯性進行探究，并用自己的語言總結出來，進而更好地開展本節課的物理教學。通過高中物理學科與化學學科的跨學科教學，實現高中物理知識與化學知識的融合，有助于學生構建科學思維，對本節課的物理知識進行分析與研究，解決相關物理問題，培養學生的物理核心素養。

（三）與地理學科的跨學科教學

高中物理學科和高中地理學科都是以客觀事物作為研究的主體，雖然從表面上來看，物理與地理學科之間并無聯系，甚至連學科屬性也不相同，但是高中物理學科知識中難免會涉及地理問題，需要以地理知識為基礎，實現高中物理學科與地理學科的跨學科教學，有助于學生發現物理學科與實際生活的聯系，并借助地理知識解決物理問題。

以人教版高中物理教材選擇性必修二第二章《電磁感應》為例，其中有不少問題都涉及地磁場相關的內容，在對本章節進行教學的時候，高中物理教師可以將人教版高中地理教材必修一中有關“地球”和“地圖”的知識遷移到物理教學中，以為學生布置電磁感應計算題目的方式，讓學生在對題目進行思考與解決的過程中，利用地圖經緯網絡對距離、時間等進行計算，對高中地理知識進行充分地利用，以此為基礎解決高中物理問題。

高中地理學科教學中對“地球”和“地圖”知識的學習主要在高一學期，而高中物理學科對“電磁感應”的學習主要集中在高二學期，在對本章節知識進行講解的時候，正好可以對高中地理知識進行遷移，不僅能夠使學生利用地理知識加深對物理知識的了解，還能夠在高中物理教學中幫助學生鞏固已學地理知識，起到相互促進的作用。

四、關于高中物理跨學科教學的建議

為了使高中物理跨學科教學達到理想的效果，高中物理教師在開展跨學科教學活動的過程中，應當做好確定“融合點”、情境創設、學情關聯等方面的工作。

首先，根據學生發展需要，找準“融合點”，圍繞“融合點”將內容交叉的不同學科知識進行提煉、合并，以大概念或主題為基礎設計出系列課程。其次，在開展跨學科教學過程中，教師應努力創設各類問題情境，引導學生通過聯想、對比、分析等方式，從跨學科的角度對物理知識中的規律進行探索，并對物理真相進行深入挖掘，對學生的物理思維方式進行培養，培養學生的高中物理跨學科學習意識，這樣才能夠使跨學科教學的教育價值得到充分地發揮;再次，高中物理教師還需要在跨學科教學的過程中做好學情關聯的工作，也就是需要對學生的物理學科學習情況進行深入的調查與了解，并讓不同的學生接受不同的教育和指導，幫助其構建完善的物理知識體系，并引導其采用跨學科的學習方法完成高中物理知識的學習，實現知識的正向遷移，進而達到跨學科教學的效果;最后，高中物理教師應重視對學生進行引導，并為學生創造自主學習的機會，使其主動對物理問題進行思考與探究，養成良好的自主學習習慣，為日后的學習與生活奠定良好的基礎。

五、結語

綜上所述，跨學科教學理念作為高中物理教學中常用的教學理念，其更加強調教師運用其他學科知識輔助高中物理知識的教學。所以，高中物理教師在應用跨學科教學理念的時候，不能本末倒置，要以學生在課堂上的物理知識與能力收獲為主，對學生的物理核心素養進行培養，促進學生的全面發展。

參考文獻：

[1] 孫越. 指向核心素養發展的跨學科主題學習實踐與研究：以“最優地火轉移軌道的設計”為例[J]. 中學物理，2023，41（23）：26-29.

[2] 王超. 基于高中物理學科核心素養的物理教學實踐[J]. 天津教育，2023（33）：95-97.

[3] 胡金華. 核心素養下高中物理與化學教學的交叉融合[J]. 現代鹽化工，2023，50（05）：124-126.

[4] 關菲，彭朝陽. 巧用科幻電影開展高中物理跨學科主題式教學：以《星際穿越》為例[J]. 理科愛好者，2023（04）：253-256.

[5] 周倩. 核心素養導向下的“跨學科-項目式”教學設計：以“行星運動的規律”為例[J]. 中學理科園地，2023，19（04）：26-28.

[6] 楊群. 基于STEM教育理念的高中物理跨學科教學設計與實踐研究[D]. 阜陽：阜陽師范大學，2023.

[7] 張壽光，李榮慧，閆彩霞. 核心素養下的高中物理跨學科教學探索：以“電場”教學片段為例[J]. 理科考試研究，2023，30（07）：32-33.

[8] 廖峰. 跨學科概念融入高中物理教學研究[D]. 武漢：華中師范大學，2022.