初中物理跨學科實踐：用科技“打撈”歷史

依據(jù)《義務教育物理課程標準（2022年版）》，跨學科實踐被列為五大關鍵主題之一，肩負著促進教學方式和育人理念全面革新的重任。在此背景下，教育工作者面臨的關鍵議題是：如何通過精心策劃的教學活動，有效推動跨學科實踐，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。物理跨學科實踐的本質在于超越單一學科界限，促使學生在跨學科框架下審視物理概念與規(guī)律，構建一套涵蓋多學科知識、體現(xiàn)綜合性與高階思維能力的知識架構。為此，教師應注意選擇主題內容、制訂教學方案、實施課程、展示跨學科成果中的具體策略，讓學生在探究性任務中扮演設計者與實踐者的雙重角色，親身經歷合作與交流的過程，深刻領悟物理學對人類生活、工程應用乃至社會發(fā)展的廣泛影響力。本文聚焦于新課標中跨學科實踐的二級主題“物理學與工程實踐”，以打撈古沉船的相關實例為切入點，深入探討如何實現(xiàn)自然科學與人文社會科學的有機融合，呈現(xiàn)一條培養(yǎng)學生批判性思維及綜合能力的現(xiàn)實路徑。

主題內容選擇策略

在跨學科實踐的框架下，“跨”字不僅象征著學科間的跨越，更意味著教學模式的創(chuàng)新與融合。與傳統(tǒng)學科教學相比，跨學科實踐特別強調選擇具有高度綜合性和實踐性的主題?；诖?，我們提出以下三大策略。一是貼近社會與生活，強化知識應用。優(yōu)先考慮那些與社會熱點或日?，F(xiàn)象緊密相關的現(xiàn)實問題。確保所選課題的科學內涵與當前物理課程知識體系高度契合，促進學生將理論與實踐結合起來。二是跨域探索，拓展認知邊界。跨出物理學科，選取能開闊學生視野、促進多角度思考的課題，培養(yǎng)他們跨領域解決問題的能力。三是匹配認知階段，促進深度學習。充分考慮學生的現(xiàn)有認知水平和發(fā)展需求，選擇方便補充相關背景知識，能夠促進學生深度理解、靈活運用所學知識的主題。

基于上述策略，本案例精心選擇了“沉船打撈”這一主題，它不僅是人類與海洋復雜關系的生動體現(xiàn)，更是一扇窺探歷史變遷的窗口。沉船，承載著過往海上貿易的輝煌與滄桑，船上的珍貴文物隨著現(xiàn)代打撈技術的進步，逐一重現(xiàn)人間。隨著不同年代打撈技術的進步，不同案例所蘊含的物理原理及其他跨學科知識展現(xiàn)出多樣性。這一主題包括歷史探尋、地理分析與物理實踐三方面，能夠激發(fā)學生對沉船背后歷史故事的好奇心，深刻體驗多學科協(xié)同認知某一主題的魅力。具體而言，涉及的物理知識包括浮力定律、流體壓強、力學原理等；涉及的歷史知識涵蓋海上絲綢之路的演變歷程、沉船特定的歷史背景；地理知識方面，包括沉船所處海域的地理位置、地形地貌、水文條件等。教師在呈現(xiàn)這些知識元素時，均需考慮初中生所處的認知發(fā)展階段，確保他們能在興趣的引領下，逐步深化對跨學科知識的理解和應用。

方案制訂策略

制訂跨學科方案時，應始終圍繞“問題解決”這一原則，重視三大策略。首先，要構建問題鏈，使其貫穿教學過程始終，保證學生學習活動的連貫性和目的性。其次，要分解課題，設定驅動性任務，讓學生有機會親歷觀察、實驗、設計、制作、調查等多種實踐活動，全方位增強其綜合能力。最后，要細化步驟，保證學生能夠依據(jù)行動指南，順利推進學習活動。根據(jù)以上策略，在設計“沉船打撈——用科技打撈歷史”這一方案時，我們將這一大主題分解為初識打撈、沉船再現(xiàn)1561b3970385a071787199d880d06e71這兩個課時的任務。具體包括：通過介紹歷史背景激發(fā)學生的探索熱情；采用模型建構的方法，引導學生設計并實施初步的沉船打撈方案，讓他們經歷從發(fā)現(xiàn)問題、搜集證據(jù)、分析解釋到溝通交流的完整科學探究流程，像科學家、工程師那樣，以創(chuàng)新思維解決問題，體會成功的喜悅；再通過深入探索打撈“長江口二號”古船的真實案例，引導學生對比多種打撈方案，在充分了解該船的歷史背景和打撈地地理條件的基礎上，將物理知識靈活應用于實踐，形成最終的打撈方案，學習如何綜合性地解決打撈沉船這一復雜問題。

方案實施策略

在跨學科方案實施過程中，科學引導與循序漸進是核心原則。為保證有效實施，可重視以下幾項策略。一是教師與學生應相互配合，從而確保知識的有效傳遞，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識、自我學習力。二是通過布置與主題相關的課外任務，如閱讀預習資料或撰寫項目總結等，幫助學生提前熟悉主題內容，引導他們主動搜集信息、深化主題理解。三是通過合理分組，發(fā)起小組合作活動，促進學生之間實現(xiàn)互補優(yōu)勢，使學習效果最大化。四是鼓勵學生進行質疑、求證，及時給予他們指導，幫助他們順利克服學習困難。

教師在兩個課時的教學中應有所側重：第1課時，引導學生應用物理知識，初步設計打撈模型；第2課時，結合歷史地理知識，引領學生思考多種打撈方式，形成綜合性的方案設計報告。為了保證方案的有效實施，可以對任務進行細致規(guī)劃。第1課時中，通過“情境導入+方案設計+方案實施+方案對比”的流程，引導學生經歷發(fā)現(xiàn)問題、尋找證據(jù)、作出解釋、相互交流的探究過程，并通過完成預習作業(yè)，為第2課時作鋪墊；第2課時中，通過“新情境導入+探討原方案可行性+展示討論多種方案+形成最終方案”的流程，實現(xiàn)大任務驅動下的問題探索，培養(yǎng)學生的質疑精神，增強多學科知識融合應用的能力。兩個課時的具體情境也有所不同，第一個情境中，教師引入海上絲綢之路背景，展示沉船上的文物古跡，激發(fā)學生學習興趣。在系列問題的驅動下，學生運用多學科知識分析、設計打撈方案，綜合分析打撈沉船的要點，用模擬實驗打撈沉船。在觀看真實情境中打撈沉船的視頻后，他們反思自己的方案，進行了深入探討，發(fā)現(xiàn)要調用更多知識才能解決實際問題，從而認識到跨學科學習的重要性。第二個情境中，教師以“長江口二號”沉船打撈為例，引導學生深化探索，比對多種打撈方案，并基于調研結果進行深入討論，最終確定最具可行性的實施方案。上述過程不僅能鞏固學生的跨學科知識應用能力，還能培養(yǎng)他們面對復雜問題時的分析決策能力。

成果展示策略

重視活動成果的呈現(xiàn)與交流，是實現(xiàn)“教—學—評”一致性的關鍵環(huán)節(jié)之一。我們認為應鼓勵多種形式的學習成果，允許學生通過設計作品、模型制作、撰寫報告、PPT匯報等方式，個性化地呈現(xiàn)自己的收獲。同時，為學生提供展示才華的多維平臺，如組織展覽、報告會、研討會等活動。此外，成果的評價機制也應更加多元，包含學生自評、同伴互評、家長反饋與教師評價等多個維度。

在本課例中，隨著課程深入，教師將調研匯報、方案研討、成果展示等各種展示方式，靈活穿插于課程不同階段，不僅使學生展現(xiàn)了學習成果，也促進了他們對知識的深化與應用。學生也確實呈現(xiàn)出了形式多樣的學習成果，從設計方案的思維導圖到打撈方式的調研匯報PPT，再到打撈模擬實驗及方案報告，每一份作品都是他們的智慧結晶。評價環(huán)節(jié)貫穿學習始終，注重學生自評與同伴互評，輔以教師的專業(yè)指導，借助評價量表，實現(xiàn)了評價功能的最大化利用。這一系列真實、科學的評價過程，加速了學生的成長與進步，促使每位學生通過跨學科學習都能有所收獲。

本課例的跨學科實踐緊密結合物理學科內容，彰顯了綜合性和實踐特色，推動了理論與實踐的深度融合，培育了學生良好的學習習慣和團隊協(xié)作能力。教師在進行跨學科實踐課程設計的過程中應把握好6個關鍵詞，樹立“跨”學科邊界的意識，“抓”住兼具實踐性、綜合性的教學素材，“融”合與素材密切相關的多學科知識，“定”制合理的跨學科實踐方案。在此基礎上，“引”導學生遵循科學規(guī)律，循序漸進地開展跨學科實踐，同時“展”現(xiàn)實踐活動的豐碩成果，從而全面提升他們的綜合素養(yǎng)，培養(yǎng)面向未來的創(chuàng)新人才。