高中物理跨學科教學策略研究

【摘要】本文主要探討高中物理跨學科教學策略的重要性以及具體實施方法，簡要概述高中物理跨學科教學的概念，即將物理學與其他學科領域進行融合，提高學生的綜合科學素養和跨學科思維能力.隨后詳細分析高中物理跨學科教學的必要性，并提出具體的跨學科教學策略，主要包括優化教學內容整合、培養批判性和創造性思維、設計跨學科實踐活動等，旨在通過具體的實施策略提高高中物理教學效果，培養高中學生的跨學科素養和創新能力.

【關鍵詞】高中物理；跨學科；教學策略

隨著全球化進程的不斷發展以及科學技術的不斷進步，高中物理教育面臨著轉型和升級的壓力，此種轉型不僅是應對未來社會復雜問題、培養全面發展人才的必然要求，還是推動教育改革、提升教學質量的重要途徑.在高中課程中，高中物理學科占據重要地位，與其他學科之間存在密切的關聯.跨學科教學是一種教育方法，旨在超越傳統學科邊界，將不同學科的知識、概念和技能整合在一起，以創造更全面、綜合的學習體驗.高中物理跨學科教學可幫助高中學生更全面地了解物理相關知識，提高學生對學科內容的理解，培養學生的跨學科思維和綜合素養，有效提升實踐能力和創新能力.

1 高中物理跨學科教學概述

高中物理跨學科教學是一種教育模式的創新，主要目的是打破傳統學科界限，將物理知識與其他學科知識相互融合，核心概念在于通過跨學科的教學方法使學生在更廣闊的視野下理解物理現象，培養全面科學素養[1].高中物理跨學科教學更加注重高中學生物理知識掌握情況，強調培養學生的跨學科思維能力以及解決問題能力，通過創新教學方法等措施幫助學生更好地理解物理知識，提高學習情緒.在實踐教學中，跨學科教學注重學生的參與感以及學生之間的合作，教師需要為學生打造一種積極的學習氛圍，并通過整合教學內容、創新教學方法、聯系實踐活動等措施讓學生在實踐當中不斷地進行摸索、學習和成長.通過跨學科整合、實踐性學習等措施，可有效幫助高中學生全面理解各學科知識之間的聯系，提高學生實際問題解決能力，使其綜合素質得到有效提升.同時，跨學科教學還可有效激發學生的學習興趣和創新精神，讓學生積極進行自主學習，立足于真實情境，做到將所學知識融會貫通.

2 高中物理跨學科教學的必要性

隨著現代社會的快速發展，高中知識不斷細分和交融，傳統的單學科教學模式已經無法滿足培養全面發展人才的需求.高中物理跨學科教學不僅有助于知識整合，還能有效提高學生的實踐能力、創新思維以及適應未來社會發展的能力.物理學科是一門基礎科學，與數學、化學、生物學等其他學科之間緊密相連，通過跨學科教學可將這些學科知識有機結合起來，幫助學生更全面地理解和掌握知識，形成完整的知識體系[2].同時，在現實生活中，許多問題均需要運用多學科知識解決，而跨學科教學則可讓學生從多個角度思考問題，尋找解決問題的新思路和新方法，提高其解決實際問題的能力.除此之外，在跨學科學習過程中，學生需要不斷將不同學科的知識進行交叉融合，這要求學生具備較強的創新思維和創新能力.而通過不斷的實踐和探究，學生可逐漸培養出創新思維，為后續學習和工作奠定堅實的基礎[3].同時，隨著現代科學技術的不斷發展進步以及產業的轉型升級，未來社會對人才需求發生了巨大的變化，跨學科教學可培養出具備跨學科知識、實踐能力和創新思維的人才，使其更好地適應未來社會的發展.

3 高中物理跨學科教學現狀

隨著教學理念的不斷更新，高中物理跨學科教學逐漸受到重視，但在實際操作中仍存在許多問題.在跨學科教學當中，因為不同學科之間存在的差異較大，導致教師在進行教學時無法做到無縫銜接，進而導致學生難以形成完整的知識體系[4].且當前大多數高中物理教師缺乏跨學科知識儲備和教學經驗，無法勝任跨學科教學任務，加之許多教師仍未轉變傳統教學觀念，實踐教學中仍然采用傳統的教學模式，難以激發學生的學習情緒和創新能力，影響了跨學科教學效果.同時，在實踐教學中部分高中物理課程設計模式過于單一，缺乏與其他學科之間的交叉融合，導致學生難以形成跨學科思維方式，且學校缺乏足夠的實驗器材、教學軟件等教學資源，影響了跨學科教學的深入開展[5].此外，因為學生缺乏跨學科學習經驗，對新知識的接受和理解能力有限，所以在學習過程中極易產生困惑或者抵觸的情緒，而學校在開展跨學科教學時缺乏統一的評價標準和評價方法，無法全面評估學生的學習成果，導致部分學生無法及時了解自身的學習情況，進而出現厭學情緒，影響跨學科教學效果.

4 高中物理跨學科教學策略

4.1 優化教學內容整合

根據學生的學習能力進行分析，跨學科教學在高中物理中主要強調對不同知識的整合與運用能力，其是跨學科素養的核心組成部分，也是新時代學生應對復雜問題的必備素養.知識整合概念由馬西婭·Ｃ·林教授率先提出，其核心在于對科學現象、真實情境和科學概念的全面構建、區分、組織以及深度評估[6].在高中物理教學當中，需要面臨多種科學原理和概念的交匯，例如在學習力與運動時，學生不僅需要掌握牛頓的三大定律，還需理解能量收能、動量守恒等原理，并將這些原理與日常生活中的現象相聯系.

例如 在實踐教學中，教師可設計一個關于“過山車設計”的跨學科項目，要求學生利用物理知識計算和分析過山車的速度和軌道設計，并運用三角函數等數學知識進行精確計算，同時考慮到材料力學等，保證過山車的安全性.在這一教學設計中，學生需要深入理解各個學科的核心概念和理論，例如牛頓運動定律在描述物體運動狀態變化中的應用以及數學知識在求解速度和加速度問題中的作用等.同時，學生還需要探索這些概念和理論背后的原理和邏輯，例如為什么能量守恒定律在過山車設計中很重要？如何通過調整軌道設計優化乘客體驗？通過跨學科教學設計，學生可將碎片化的知識整合成一個有組織的、連貫的、泛化的網絡結果，其可加深對物理概念和理論的理解，還能夠提升解決復雜問題的能力，形成高階思維，促進其在新時代的發展.

4.2 培養批判性和創造性思維

在探討跨學科教學對學生產生的深遠影響時，必須重視其對學生思維能力塑造和培養的重要性.與傳統知識傳授模式不同，跨學科教學可連接不同學科之間的知識內容，鼓勵學生跨越傳統的學科界限，進行深層次的思考和探索.相關人員提出，教育的真正價值不僅在于要求學生對書本知識和記憶和掌握，更重要的是培養學生的思維品質，特別是批判性思維和創造性思維，這是現代社會對人才需求的重要體現，也是推動社會持續進步的不竭動力[7].批判性思維要求學生在面對海量信息時，不僅需要具備接收和儲存信息的能力，還要學會對這些信息進行剖析和評估，這要求學生必須學會獨立思考，對任何觀點和信息都保持審慎和質疑的態度，通過邏輯推理和實證分析等驗證其真偽性，培養學生的獨立思考能力、辨識能力以及判斷力；而創造性思維則更加注重學生的創新能力和實踐能力.跨學科教學鼓勵學生打破傳統的學科界限，將不同學科知識進行交叉融合，從而創造出新的解決方法和策略.

例如 以電磁學為例，在實際教學中教師可首先教學電磁學的基本概念以及公式，通過案例分析的方式展示電磁學在現代科技中的應用，例如電磁懸浮列車、無線充電技術等，激發學生對電磁學創新應用的興趣.在課堂中將學生分為幾個小組，每組選擇一個電磁學相關的創新應用主題，并引導學生利用圖書館、互聯網等資源搜集相關信息和資料，對所選主題進行深入研究，提出疑問，培養學生的批判性思維.在進行跨學科融合與創新設計過程中，教師可引導學生將信息技術融入電磁學設計，實現智能化控制，并結合數學知識對電磁場進行建模和計算，同時考慮工程學原理，設計切實可行的電磁學應用方案，鼓勵學生不斷發揮自身的創造性思維，嘗試新的設計思路和解決方案.通過跨學科教學方式可有效幫助學生掌握物理知識，培養其批判性思維和創造性思維，并通過實際操作和制作讓學生將理論知識與實際應用相結合，提高解決問題的能力.

4.3 設計跨學科實踐活動

隨著現代社會的不斷發展以及科學技術的不斷進步，知識跨界融合已經成為時代發展的必然趨勢.設計高中物理跨學科實踐活動不僅能夠增強學生對物理知識的學習興趣，還能夠培養學生的創新思維和實踐能力，提升學生的綜合能力.在設計實踐活動時，教師首先需要確定活動目標，加深學生對物理知識的理解，要求學生掌握基本物理規律和原理，重點培養學生的跨學科思維能力，提升解決問題能力，增強學生的團隊合作意識，提高溝通協調能力.

例如 在實踐活動中，可以將“設計并制作簡易力學實驗裝置，探究物體運動規律”作為活動主題，要求學生利用化學知識研究電化學反應中的物理現象，并利用計算機科學中的數據處理技術分析物理實驗數據.活動開始前，教師可將學生以4～5人的數量分成一個小組，保證每一個學生都可參與到實踐活動中，并為其提供活動指導，告知學生明確的活動任務和活動要求，引導學生根據所學知識點自行設計實驗方案，自主進行實驗探究，并做好相應的數據記錄工作.在實踐過程中，教師引導學生利用其他學科知識對實驗數據進行分析和解釋，并組織學生進行討論和交流，互相之間分享實驗結果和實驗心得.實踐結束后，教師需要全方面評估學生的實驗設計、實驗操作以及實驗數據，并對學生的跨學科思維能力、解決問題能力以及團隊協作能力進行點評，通過學生自評、互評以及教師評價相結合的方式有效保證評價的公正性和準確性，激發學生的學習自信心和學習興趣.最后，教師要求學生將實驗過程、實驗結果整理成實驗報告，以PPT、視頻、海報等形式進行匯報展示，在展示期間可鼓勵學生進行交流、互動，互相之間分享實踐經驗和失敗教訓等，提高學生的綜合素質和創新能力.

5 結語

在高中物理教學當中，跨學科教學方式是一種教學創新，其實際應用、問題解決能力與實際案例分析等因素之間相輔相成，共同促進了學生綜合素質的全面提升.通過此種綜合性的教學方式，學生能夠掌握扎實的物理知識，還可有效培養跨學科思維、實際應用能力和問題解決能力等重要素養，為其后續學習和生活奠定堅實的基礎，并為后續發展提供有力支持.

【本文系徐州市教育科學規劃課題《基于“綜合實踐力”培養的高中物理跨學科教學策略研究》階段性成果，編號 GH14-23-L116】

參考文獻：

[1]王慧.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].數理天地（高中版），2024（12）：114-116.

[2]張國勤.學科融合，深度學習——滲透科學素養的高中物理跨學科教學研究[J].數理天地（高中版），2024（10）：86-88.

[3]張聰聰，謝明艷，林興如，等.指向核心素養培養的高中物理跨學科教學設計——以“楞次定律”為例[J].中學教學參考，2024（14）：44-46+56.

[4]張東升.IB物理課程對普通高中物理教學的啟示——以跨學科部分為例[J].教育參考，2024（04）：25-29.

[5]陳雨晴，郭慶，喬翠蘭.具身認知視角下高中物理項目式學習路徑探索——以“電容器的電容”為例[J].中學物理，2024，42（07）：35-39.

[6]孫劉燦.核心素養下跨學科融合的高中物理教學策略[J].新課程研究，2024（10）：44-46.

[7]權穎.指向深度教學的高中地理與物理跨學科融合教學策略[J].吉林教育，2024（09）：56-58.