新課標背景下物理“跨學科實踐”主題課程的研發與實施

根據《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）的要求，“跨學科實踐”主題課程已成為初中物理教學的重要組成部分。該課程通過巧妙融入日常生活元素、緊密對接工程實踐需求以及深度結合社會發展趨勢，引導學生將所學物理知識靈活應用于實際生活中。同時，該課程致力于培養學生的動手操作能力與創新思維，為他們未來的學習與發展奠定堅實的基礎。文章探討新課標背景下物理“跨學科實踐”主題課程的研發與實施，以供參考。

一、融入日常生活，解決具體問題

（一）觀察生活現象，了解物態變化

通過深入觀察日常生活中的各類現象，學生能夠進一步理解物質在不同條件下的狀態變化，即物態變化。這一過程不僅有助于學生深化對物理知識的理解，還能促使他們在日常生活中發現更多有趣的物理現象，從而激發他們的好奇心和探索欲。

例如，教師可以引導學生細致觀察水在固態（冰）、液態（水）和氣態（蒸氣）之間的轉換過程，讓他們了解物理學中的凝固、熔化、汽化等相關知識。為了實現這一目標，教師可帶領學生進行如下實驗。首先，學生需觀察冰塊逐步熔化成水的過程，深入理解熔化的概念。隨后，學生需將水倒入特定容器中，觀察水蒸發并產生水蒸氣的漸變過程，從而掌握汽化的科學原理。通過上述實驗，學生能夠直觀感受固態至液態、液態至氣態的物態變化過程，同時深入理解其背后的物理原理。

（二）借助生活實際，體驗摩擦力大小

借助生活實際是一種行之有效的教育方法。在物理教學中，教師通過引導學生在日常生活中仔細觀察并親身體驗不同的摩擦情景，可以加深他們對摩擦現象的理解。比如，教師可以鼓勵學生在不同地面環境下推動物體，比較不同地面的摩擦力大小；引導學生利用不同材質的物體進行摩擦實驗，從而直觀感受不同物體摩擦力

的差別等。

為了讓學生親身體驗摩擦力的大小，教師可以結合生活實際進行教學。比如，教師可以準備木板、玻璃板及金屬板等材料，并選取合適的物體（如書籍或玩具車）作為實驗對象，隨后指導學生分別在不同材料的表面嘗試推動該物體，記錄推動過程中所需力的大小。通過這一實驗環節，學生能夠直觀感受到不同材料表面對摩擦力的影響。實驗結果顯示，在木板上推動物體所需的力更大，而金屬板上所需的力則相對較小。借助生活實際，讓學生通過實際操作親身體驗和認識摩擦力的大小，這樣有助于激發學生對物理學習的熱情，使他們掌握“摩擦力的大小與物體表面粗糙程度、壓力大小、接觸面積等因素有關”這一知識點。

（三）選擇生活工具，探究動能與勢能

在探究動能與勢能的轉化關系時，教師可以選取日常生活中的常見物品作為實驗對象。這一做法不僅貼近生活，還能夠增強學生對物理現象的直觀感受。比如，教師可以引導學生觀察并操作彈簧秤、彈尺等物品，通過一系列精心設計的實驗和細致的觀察，使學生深入理解并掌握動能與勢能的轉化關系。

為了使學生更加深刻地理解動能與勢能的轉化關系，教師可以采取以下實驗教學方法。首先，教師可以讓學生拿出提前準備好的不同類型的彈簧玩具，如小球、彈簧車等。接著，教師可以引導學生在不同材質的地面環境，如木地板、瓷磚或地毯，對彈簧玩具進行彈跳測試。在實驗過程中，學生需將彈簧玩具從固定高度釋放，使其自由落體，隨后觀察并記錄彈簧玩具的彈跳高度。通過觀察和記錄，學生可以運用基礎物理公式，計算出彈簧玩具下落時的動能及其在彈跳過程中的勢能。通過此次實驗，學生能夠直觀地認識到動能與勢能的轉化關系，進一步提高觀察力和實驗操作能力。此外，為進一步激發學生的學習興趣和探索欲，教師可以鼓勵他們設計并開展多樣化的實驗，如改變玩具的重量、材質或釋放高度，以深入探究動能與勢能的關系。

二、指向工程實踐，提高操作能力

（一）創設情境，激發學習興趣

在物理教學中，教師通過精心設計富有生動性的情景與案例，能夠有效激發學生的學習興趣和求知欲，促使他們以更加積極主動的心態投入物理知識的學習與物理問題的解決之中。

例如，在講解機械能的概念時，教師可以引導學生設計、搭建滑動摩擦小車，并將其作為實驗工具。在實驗中，學生需讓小車從斜坡頂端滑下，并借助機械能守恒原理分析小車在滑行過程中動能與勢能的轉化情況。機械能守恒原理可用以下公式表示：E=Ek+Ep，其中E表示機械能總量，Ek代表動能，EP則代表勢能。學生通過測量小車在不同位置的速度和高度，可以計算得出動能和勢能的具體數值，并觀察它們的變化趨勢，從而驗證機械能守恒原理的正確性。具體而言，當小車位于斜坡頂端時，其勢能達到最大值，而動能相對較小。隨著小車沿斜坡下滑，勢能逐漸轉化為動能，同時摩擦力將不斷消耗小車的動能。在實驗結束后，教師可以引導學生對實驗結果進行討論與總結。這種教學方法不僅有助于學生直觀感受動能與勢能的轉化過程，還能深化學生對物理學基本概念的理解，從而提升其物理學科素養。

（二）頭腦風暴，設計合理方案

在物理教學中，為鼓勵學生積極參與課程并設計出合理的解決方案，教師可以組織頭腦風暴等團體討論活動，培養學生的創新思維，提高學生的實踐能力。

在學生初步認知機械能的基礎上，教師可以引導學生開展頭腦風暴，構思并搭建能夠高效將勢能轉化為動能的實驗裝置。首先，教師可以向學生提出一個問題：“如何創設一個機械裝置，以實現勢能向動能的最大化轉化？”接著，引導學生圍繞此問題進行頭腦風暴，鼓勵學生提出自己的設想。在頭腦風暴過程中，學生可以發揮創造力，思考重力、勢能轉化及能量損失等關鍵問題，并提出各具特色的創新設計方案。然后，學生需選出最具可行性的方案，制訂詳細的實驗步驟，明確所需的材料和工具，并分工協作，共同搭建實驗裝置。在實驗環節，學生可以運用物理學公式對勢能和動能進行計算和預測。通過實際操作和觀察，學生可以驗證所設計裝置的實際效果，了解勢能是如何轉化為動能的。最后，學生可以根據實驗結果進行討論和總結，分析影響勢能到動能轉化效率的關鍵因素，并對設計方案進行進一步優化。通過這一系列的團體討論和合作設計活動，學生不僅能培養團隊協作精神，提高協商合作能力，還能在解決問題的過程中提高動手實踐能力。

（三）任務驅動，指導推理論證

在物理教學中，教師可以采取任務驅動的方式，通過設定具體的任務，引導學生主動開展推理論證活動，幫助他們理解和掌握物理知識。

例如，教師可以為學生安排一個具體任務：設計并搭建一個能夠高效將勢能轉化為動能的裝置，進而驅動一輛小車成功爬上一個坡道。首先，學生需運用所學的物理學知識，如重力勢能、動能及能量轉化原理等，來構思并搭建符合要求的小車和坡道系統。接著，學生需圍繞所設計的裝置進行推理論證，探究其是否具備將勢能高效轉化為動能，以推動小車爬上坡道的能力。最后，在任務驅動的引導下，學生可以靈活運用物理學公式，推導出裝置設計所需的關鍵條件。在實驗過程中，學生還可以基于物理學原理，通過精準的測量和深入的數據分析，驗證設計的裝置能否達到預期的效果。這種任務驅動的教學方法有助于使學生在解決實際問題的過程中學習和運用物理知識，使學習過程更具實際應用價值，從而幫助學生更好地理解和掌握相關知識。

三、基于社會發展，了解前沿科技

（一）觀看紀錄片，撰寫文章

在物理教學中，教師可以播放與物理緊密相關的紀錄片，并要求學生在觀看后撰寫關于相關物理概念的論述文章，從而提高他們理解和運用物理知識的能力。

例如，在講解完功和機械能這一內容后，教師可以選擇一部聚焦工程實踐中動能與勢能轉化過程的紀錄片，要求學生結合紀錄片內容，撰寫一篇文章，深入剖析紀錄片中所展現的能量轉化現象，并運用物理學知識加以分析和論證。比如，學生可以探討機械裝置如何有效地將勢能轉化為動能，并運用物理學概念進行解釋。此外，學生需在文章中闡述自己對所觀看內容的理解，提出自己的見解，并結合所學物理知識，探討如何將紀錄片內容與學科理論聯系起來。通過觀看紀錄片和撰寫文章，有助于培養學生的批判性思維和分析能力，從而進一步提升其物理學科素養。

（二）走進科技館，大膽質疑

在物理教學中，教師可以引導學生參觀科技館，通過實地探訪與觀察，引導學生發掘并糾正自己對物理原理理解的誤區。

例如，教師可以組織一次校外教學實踐活動，帶領學生參觀當地科技館，讓他們親身感受機械能相關展品的魅力。當學生直面各種形式的機械模型，或是運動能量轉換的演示時，教師應鼓勵學生主動提出疑問或見解。比如，學生可以提出如何優化現有展示裝置以提高效率或改進功能的設想。

此外，教師可以在展館內安排一些小型實驗，引導學生嘗試對實驗的某些環節進行改造，觀察實驗結果并分析其中蘊含的物理規律。通過這樣的活動，學生能夠學會從實踐中發現問題、從錯誤中汲取教訓并提出改進方案。

（三）鼓勵小發明，合作創新

在物理教學中，教師應致力于培養學生的創新精神與團隊合作能力，通過積極鼓勵、支持學生創造小發明或提出實驗項目，倡導學生間的深入合作，促使學生應用課堂所學的物理知識解決實際問題。

例如，教師可以采用啟發式教學方法，激發學生對機械能的學習興趣。具體而言，教師可以首先在課堂上展示一些有關機械能的物品或視頻資料，如滑雪板設計、摩托車運動等，以此作為啟發點。隨后，教師可以引導學生思考如何通過小發明和合作創新來改進這些技術。比如，教師可以設定一個挑戰任務，即設計一款簡易機械裝置，實現動能向勢能的轉化。學生可自由組隊，交流彼此的想法，并共同設計、制作他們的小發明。在此過程中，教師應鼓勵學生充分運用所學的物理知識。最后，教師可以邀請學生展示他們設計的小發明作品，與全班同學共享成果。通過這種方式，學生不僅能深入學習物理知識，還能培養批判性思維和探究精神，在實踐中學會共同探討問題，并通過合作取得更好的學習成果。

（作者單位：江蘇省南通市啟秀市北初級中學）