義務(wù)教育物理課程內(nèi)容“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)實(shí)施現(xiàn)狀調(diào)查研究

摘 要：針對《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出物理課程新增的“跨學(xué)科實(shí)踐”主題，對贛州市及市外若干中學(xué)物理教師開展“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，并針對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行原因探討，提出實(shí)施策略建議。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科實(shí)踐；物理核心素養(yǎng)；現(xiàn)狀調(diào)查

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2024）7-0011-7

本研究對新課程標(biāo)準(zhǔn)課題組編制的義務(wù)教育物理課程內(nèi)容之一——“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)實(shí)施現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，數(shù)據(jù)處理使用SPSS軟件。

1 基本數(shù)據(jù)調(diào)查

本問卷采用“問卷星”通過微信向贛州市及部分市外發(fā)布，對義務(wù)教育物理教師通過網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)實(shí)施情況，問卷收到有效樣本68份，調(diào)查結(jié)果為本研究論文提供依據(jù)。

1.1 樣本的基本屬性

樣本選擇如表1所示。

1.2 研究能力

教師主持或參與課題及發(fā)表論文情況如表2所示。

結(jié)果顯示，相關(guān)教師的科研能力一般，主持或參與過校級課題和沒有主持或參與過課題研究的教師占三分之二以上，發(fā)表高質(zhì)量教學(xué)論文人數(shù)偏低，沒有發(fā)表過論文者過半。

1.3 關(guān)于“跨學(xué)科實(shí)踐”教育培訓(xùn)

調(diào)查發(fā)現(xiàn)（圖1），17.65%的教師沒有參加過關(guān)于“跨學(xué)科實(shí)踐”的教育培訓(xùn)，近半數(shù)教師是通過教研活動(dòng)傳達(dá)，可認(rèn)為沒有參加過專業(yè)培訓(xùn)。說明課程標(biāo)準(zhǔn)提出新的內(nèi)容“跨學(xué)科實(shí)踐”后相應(yīng)的推廣和繼續(xù)教育應(yīng)隨之普及。

2 信度和效度

信度分析用于研究定量數(shù)據(jù)的回答準(zhǔn)確性，一般采用的是Cronbach α系數(shù)（表3）。

從表3可知，本調(diào)查信度系數(shù)值為0.795，大于0.7，說明研究數(shù)據(jù)信度質(zhì)量良好。

效度研究用于分析研究項(xiàng)是否合理、有意義。使用KMO 和 Bartlett 檢驗(yàn)進(jìn)行效度驗(yàn)證（表4）。

SPSS效度分析出問卷總KMO值為0.630，說明本研究數(shù)據(jù)比較適合提取信息，問卷具有有效性。表4中關(guān)于“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)現(xiàn)狀的KMO值為0.737，介于0.7～0.8之間，說明該項(xiàng)研究數(shù)據(jù)適合提取信息（間接反映出效度較好）。

3 主成分分析

使用主成分分析進(jìn)行信息濃縮研究，首先分析研究數(shù)據(jù)是否適合進(jìn)行主成分分析（表5）。

從表5可以看出，KMO為0.661，大于0.6，滿足主成分分析的前提要求，意味著數(shù)據(jù)可用于主成分分析研究。數(shù)據(jù)通過Bartlett 球形度檢驗(yàn)（p<0.05），說明研究數(shù)據(jù)適合進(jìn)行主成分分析。表6針對主成分提取情況以及主成分提取信息量情況進(jìn)行分析，從表6可知，主成分分析一共提取出5個(gè)主成分，特征根值均大于1。

4 調(diào)查結(jié)果分析

4.1 教師對“跨學(xué)科實(shí)踐”理解的現(xiàn)狀

對于新增課程內(nèi)容“跨學(xué)科實(shí)踐”，自《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）發(fā)布以來，各級學(xué)校通過各種方式傳達(dá)和推廣，由于種種原因，本調(diào)查發(fā)現(xiàn)只有半數(shù)（54.41%）教師是基本了解，有29.41%和5.88%的教師是“只是聽說”和“不了解”，非常了解的只占十分之一。說明教師對新增的“跨學(xué)科實(shí)踐”理念處于不甚了解的狀態(tài)。

關(guān)于“跨學(xué)科實(shí)踐”的界定，26.47%的教師認(rèn)為是“物理學(xué)科與STEAM（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)）的綜合應(yīng)用”，約三分之一的教師（32.35%）能夠準(zhǔn)確把握課程標(biāo)準(zhǔn)的界定，即“物理學(xué)與日常生活、工程實(shí)踐和社會發(fā)展的聯(lián)系”，更多的教師（35.29%）認(rèn)為是“物理學(xué)科與其他學(xué)科之間的綜合應(yīng)用”。很顯然，教師對新課標(biāo)提出的新增課程內(nèi)容“跨學(xué)科實(shí)踐”普遍的認(rèn)識比較寬泛，還不是很準(zhǔn)確。

4.2 關(guān)于實(shí)施現(xiàn)狀

關(guān)于是否開展“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)（圖2），有33.82%的教師從來沒有實(shí)施過“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)，經(jīng)常開展的僅有7.35%，說明“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)在短時(shí)間內(nèi)沒有全面展開。雖然有47.06%的教師在思想上認(rèn)為“有利于強(qiáng)化學(xué)科實(shí)踐，推進(jìn)綜合學(xué)習(xí)，深化教學(xué)改革”，32.35%的教師認(rèn)為可以“培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”，但是，義務(wù)教育物理學(xué)科開展“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)仍不容樂觀。

盡管如此，教師們?nèi)允菍Α翱鐚W(xué)科實(shí)踐”充滿了信心和期待，并給出了很好的建議。教師建議在每個(gè)章節(jié)小結(jié)之后（38.24%）或者在每一冊教材最后（33.82%）編制合適的“跨學(xué)科實(shí)踐”教材內(nèi)容，72.06%的教師認(rèn)為“教師引導(dǎo)學(xué)生制訂方案，在學(xué)生需要的時(shí)候給出指導(dǎo)意見，每組之間師生互評作品”是合理的做法。

4.3 關(guān)于“跨學(xué)科實(shí)踐”實(shí)施的困難

通過對影響“跨學(xué)科實(shí)踐”實(shí)施的最主要因素調(diào)查發(fā)現(xiàn)（圖3），約46%的教師認(rèn)為“教學(xué)方法”是影響“跨學(xué)科實(shí)踐”實(shí)施的最主要因素，由此可以看出，教學(xué)方法在實(shí)踐中成為教師的實(shí)施困難之一。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)主要圍繞講授、實(shí)驗(yàn)探究等教師習(xí)慣的教學(xué)方法，而新課標(biāo)提出的跨學(xué)科活動(dòng)建議主要是“通過資料查閱了解有關(guān)知識”“通過實(shí)地考察后撰寫調(diào)查報(bào)告、小論文、小制作”等，這與傳統(tǒng)教學(xué)方法實(shí)施不同。由于受時(shí)間、空間、環(huán)境、學(xué)生能力差異等所限，教師們覺得教學(xué)方法最為困難是可以理解的。

4.4 教齡對“跨學(xué)科實(shí)踐”實(shí)施的影響

由于“跨學(xué)科實(shí)踐”是新增課程的內(nèi)容，本研究想考查“教齡”對“跨學(xué)科實(shí)踐”的影響，因此提取研究“教齡”X（定類）對于若干實(shí)施項(xiàng)Y（定量）的差異進(jìn)行方差處理，分析X與Y之間是否呈現(xiàn)出顯著性（表7）。

從表7可以看出，物理學(xué)科教齡樣本對于“是否開展過跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)”“開展跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的意義”“跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)實(shí)施應(yīng)該何時(shí)開展”“教學(xué)組織形式”“怎樣開展跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)”，全部均不會表現(xiàn)出顯著性（p>0.05），意味著物理學(xué)科教齡對有關(guān)開展跨學(xué)科實(shí)踐項(xiàng)全部均表現(xiàn)出一致性，并沒有差異性，說明更長的教齡在開展跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)上并沒有優(yōu)勢。

4.5 關(guān)于評價(jià)與考核

新課標(biāo)提倡跨學(xué)科實(shí)踐評價(jià)應(yīng)收集學(xué)生在運(yùn)用多學(xué)科知識和跨學(xué)科思維分析、解決問題中的行為表現(xiàn)和活動(dòng)成果，評價(jià)學(xué)生提出問題能力、收集和處理信息能力、綜合解決實(shí)際問題能力，以及團(tuán)隊(duì)合作能力［1］。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，58.82%的教師認(rèn)同“綜合實(shí)踐能力，如發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、交流與評價(jià)能力等”的評價(jià)方式，75%的教師認(rèn)同“實(shí)踐成果（論文、調(diào)查研究、小制作、小發(fā)明等）評分”的考核方式。一方面，說明大部分教師樹立了與新課標(biāo)設(shè)計(jì)一致的理念；另一方面，也說明大部分教師認(rèn)為跨學(xué)科實(shí)踐的綜合性、實(shí)踐性和開放性在卷面考核上難以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該加大實(shí)踐考查。

綜上所述，調(diào)查結(jié)果顯示，“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)實(shí)施在贛州市及部分市外中學(xué)的開展現(xiàn)狀不容樂觀，在“內(nèi)容理解”“教學(xué)方法”“實(shí)施手段”“評價(jià)與考核”等方面較薄弱。

5 思考與建議

有研究發(fā)現(xiàn)，編創(chuàng)基于新課標(biāo)的初中物理項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教材內(nèi)容，將新教學(xué)中心轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生、真實(shí)實(shí)踐、物理大概念這3項(xiàng)，提升一線教師的教學(xué)觀念及設(shè)計(jì)與實(shí)施水平［2］，是實(shí)施跨科學(xué)實(shí)踐的一線教師面臨的三大挑戰(zhàn)。

5.1 實(shí)施困難之原因探討

通過訪談發(fā)現(xiàn)，目前一線物理教師對“跨學(xué)科實(shí)踐”的理解普遍存在兩個(gè)誤區(qū)：一是認(rèn)為實(shí)踐教學(xué)會增加教學(xué)工作量和學(xué)生的負(fù)擔(dān)；二是認(rèn)為目前的考試形式重點(diǎn)在卷面考試和實(shí)驗(yàn)操作，跨學(xué)科實(shí)踐很難通過卷面考試來衡量其教學(xué)質(zhì)量，卷面考試也很難考查出學(xué)生真正的實(shí)踐、解決問題的能力，因而多觀望或不積極實(shí)施。

首先，“實(shí)踐教學(xué)會增加教學(xué)工作量和學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)”的想法是對“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)內(nèi)容本質(zhì)理解的誤區(qū)。新課標(biāo)的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)不是在舊課標(biāo)倡導(dǎo)的科學(xué)探究中增加“實(shí)踐”“活動(dòng)”的內(nèi)容或比重，也不是以綜合實(shí)踐活動(dòng)的形式對探究教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充，而是以實(shí)踐活動(dòng)承載物理課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容與方式［2］。新課標(biāo)根據(jù)社會發(fā)展的需要和以學(xué)生全面發(fā)展為本的理念為宗旨，提出加強(qiáng)物理學(xué)與日常生活、工程實(shí)踐、社會發(fā)展等的跨學(xué)科聯(lián)系，旨在培養(yǎng)學(xué)生對“物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量”等課程內(nèi)容的知識重構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐過程中靈活運(yùn)用知識、技能等認(rèn)知資源和情感態(tài)度價(jià)值觀等非認(rèn)知資源，去解決真實(shí)的、復(fù)雜的或不可預(yù)知的具體問題，從而養(yǎng)成物理核心素養(yǎng)［3］，此為“內(nèi)跨”；在實(shí)際教學(xué)過程中，如有涉及其他學(xué)科知識時(shí)，它必然是要與物理學(xué)科知識共同作用以解決實(shí)際問題，可作為師生面臨的多學(xué)科之間交叉融合的共同研究課題，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新鉆研，也是課程目標(biāo)之一，即開放性、綜合性的培養(yǎng)，此為“外跨”。無論“內(nèi)跨”還是“外跨”，都沒有偏離物理課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

其次，教師對跨學(xué)科實(shí)踐考核制度的認(rèn)識誤區(qū)需矯正。雖然教師們已經(jīng)認(rèn)同跨學(xué)科實(shí)踐評價(jià)方式應(yīng)注重過程性評價(jià)，通過設(shè)置具有綜合性、實(shí)踐性和開放性的問題情境，收集學(xué)生在實(shí)踐過程中的行為表現(xiàn)和成果作品，評價(jià)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力、解決問題能力，但他們內(nèi)心是質(zhì)疑考試形式的。新課標(biāo)在學(xué)業(yè)水平考試中明確指出，試題命制要反映物理內(nèi)容在真實(shí)情境中的運(yùn)用，綜合性、實(shí)踐性和開放性試題的參考答案要充分考慮不同學(xué)業(yè)水平學(xué)生的作答情況［1］。真實(shí)情境、過程評價(jià)和學(xué)生差異這幾個(gè)關(guān)鍵要素必須是教師在指導(dǎo)實(shí)踐過程中才能夠發(fā)現(xiàn)并考核的，它一定不是紙上談兵、題海戰(zhàn)術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)的。因此，任何形式的考核都源于對真實(shí)情境的體驗(yàn)，一線教師和研究者應(yīng)該達(dá)成共同理念，即我們的培養(yǎng)目標(biāo)不是適應(yīng)考試，而應(yīng)該是讓學(xué)生得到全面發(fā)展，且能夠持續(xù)發(fā)展。

5.2 “跨學(xué)科實(shí)踐”之實(shí)施策略

關(guān)于“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)的實(shí)施策略，國內(nèi)外研究者多認(rèn)同項(xiàng)目式、主題式教學(xué)模式是“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)實(shí)施的有效途徑。新課標(biāo)修訂組核心成員黃恕伯老師用“四個(gè)有”概括了跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，即有課標(biāo)“內(nèi)容要求”的引領(lǐng)、有價(jià)值的真實(shí)問題、有明確的驅(qū)動(dòng)任務(wù)、有物化的實(shí)踐成果［4］，我們從中得到啟示，以“能量”主題式實(shí)踐活動(dòng)（圖4）為例提出設(shè)想，圍繞“能量”一級主題下面的“能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移”“能量守恒”及“能源與可持續(xù)發(fā)展”二級主題的核心素養(yǎng)要求，開展小組實(shí)踐活動(dòng)。

（1）活動(dòng)內(nèi)容分析

隨著社會發(fā)展日益加速，能源開發(fā)和利用的同時(shí)產(chǎn)生了系列問題（如環(huán)境問題），為了引導(dǎo)學(xué)生建立在有限的能源資源環(huán)境下如何加強(qiáng)節(jié)能利用和環(huán)保意識，選取“能量”為主題開展實(shí)踐活動(dòng)。圍繞的物理觀念是能量守恒定律，能量既不能創(chuàng)造，也不會消失；當(dāng)能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，或者從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式時(shí)，總量不變。

（2）學(xué)生特征分析

已經(jīng)掌握的物理觀念：

a.能量及自然界中不同形式的能量之間可以轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，并遵循能量總量不變。

b.能量轉(zhuǎn)化效率η=輸出有效能量/輸入能量。

c.電功與電功率W=Pt。

學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)：能源危機(jī)、能源過度開發(fā)對環(huán)境造成的破壞，如溫室效應(yīng)、城市熱島效應(yīng)、霧霾、酸雨、地質(zhì)災(zāi)害（如地震）造成電力短缺等。

學(xué)生未知的知識：如何節(jié)能或提高能源利用率？如何減少能源開發(fā)對環(huán)境的破壞？如何開發(fā)清潔能源？

學(xué)生的認(rèn)知特征：九年級學(xué)生處于具體運(yùn)演階段和形式運(yùn)演階段之間，具備依據(jù)具體的事物進(jìn)行一定邏輯推理的能力。

（3）活動(dòng)方案設(shè)計(jì)

a.風(fēng)能小分隊(duì)：小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

設(shè)計(jì)思路：前人并不是沒有走過利用風(fēng)能的路，大型的風(fēng)電機(jī)成本投入太大導(dǎo)致效能較低，甚至在戰(zhàn)爭時(shí)期將會成為活靶子。不如做無數(shù)個(gè)小風(fēng)電機(jī)集成，提高效能以及靈活便捷都可以實(shí)現(xiàn)。

b.新能源汽車小分隊(duì)。

設(shè)計(jì)思路：在科技迅猛發(fā)展的世界，環(huán)境問題卻日益凸顯，人類賴以生存的地球，正不斷被污染。科技與生產(chǎn)力進(jìn)步飛速的這200年，也同樣是地球溫室效應(yīng)、環(huán)境問題加劇的200年。新能源汽車是節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢，電力、太陽能、空氣能均可利用。

c.教師團(tuán)隊(duì)：協(xié)調(diào)援助、評估論證。

（4）模型建立與分組實(shí)踐

“能量”主題跨學(xué)科實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)如表8所示。

（5）評估與論證

評估：由教師團(tuán)隊(duì)組成評估小組，并給出評估標(biāo)準(zhǔn)。

一級評估標(biāo)準(zhǔn)：物理核心素養(yǎng)達(dá)成度。

二級評估標(biāo)準(zhǔn)：科學(xué)思想達(dá)成度，一是考查方案中能否體現(xiàn)隱含在其中的科學(xué)思想；二是考查“跨學(xué)科實(shí)踐”活動(dòng)過程中是否具備學(xué)生自己理解并執(zhí)行的代表顯性科學(xué)思想的“弱方法”。

三級評估標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)踐能力達(dá)成度。即物化的實(shí)踐成果的功能與效能。

5.3 教師專業(yè)發(fā)展之思考

教師專業(yè)發(fā)展觀應(yīng)是與時(shí)代的發(fā)展和課程改革緊密相連的，在新課標(biāo)背景下，怎樣才能盡快適應(yīng)并發(fā)展成為符合新時(shí)代發(fā)展要求的高水平物理教師呢？我們認(rèn)為，可以從四個(gè)方面下功夫：第一，保持對教育的熱愛，增強(qiáng)內(nèi)驅(qū)力，永不停止提升自我的腳步；第二，鉆研新課標(biāo)修訂后的前后變化，深刻理解課程改革的育人理念，樹立物理核心素養(yǎng)觀念；第三，積極參與培訓(xùn)和調(diào)研，探索培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)（下轉(zhuǎn)第20頁）（上接第16頁）的教學(xué)方式，掌握信息技術(shù)，改進(jìn)評價(jià)方式，提升教學(xué)能力；第四，努力提升自身綜合素質(zhì)，既要提升自然科學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，又要修煉個(gè)人的人文藝術(shù)素養(yǎng)和教育情懷。

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