基于問題解決的初中物理跨學科實踐教學策略

摘" "要：項目式問題解決能夠促進學生在真實情境中綜合運用物理知識與技能，培養學生的跨學科思維和創新能力；可以拓展學生對物理知識在工程實踐、社會問題和自然現象中的應用認知，培養學生的團隊合作、溝通和解決問題的能力，增強學生的學習內驅和興趣，提升學習效果。因此，初中物理教學中采用項目式問題解決的跨學科教學對于培養學生的綜合素養和核心能力具有積極意義。在初中物理的跨學科項目式學習中，實踐作業是連接理論與現實、激發學生興趣與創新精神的重要環節，需要將課堂上學到的物理概念和原理應用到實際問題中，從多學科角度出發，探索問題的全面解決方案。

關鍵詞：項目式；跨學科實踐；核心素養；實踐作業

在2022年4月發布的《義務教育物理課程標準（2022年版）》中，強調了以增強學生核心能力為教學目標，并引入了“跨學科實踐”作為一級主題。該課程標準要求至少10%的教學時間應專門用于開展跨學科主題的學習[ 1 ]。“跨學科實踐”旨在展現物理學科的綜合性和實踐性，創建一個互聯網絡，連接物理學科知識與工程應用、社會關注點以及日常生活中的自然現象，從而促進學生通過整合不同學科的知識來探索和解決問題，進一步提升他們的核心能力，促進學生核心素養的發展。

在物理的跨學科實踐中，結合實際工程問題的項目式學習方式具有重大的探索意義，讓學生在實際工程項目的設計、實施和評估、制作工程產品的環節中學習，融合應用多學科的知識，實現跨學科實踐學習。

1" 關注項目式跨學科教學的多維度

1.1" 關注項目式跨學科教學的跨學科性

初中物理的跨學科實踐教學強調“跨”字，即突破各學科之間的界限，擺脫本學科的限制。為了實現這種跨學科性，初中物理教學應該與其他學科密切聯系，運用多學科知識解決實際生活問題。跨學科性是初中物理跨科實踐教學的重要特點之一，教師在設計和實施跨學科實踐教學時，應充分考慮這一特點，以物理教材為基礎，通過與日常生活的關聯加強教學內容的實用性，采用主題式或項目式的方式進行教學設計。

例如，近期福州地區地震多發，學生親身體驗過地震的過程與地震疏散過程，基于實際情境出發，教師可以從跨學科視角設計課程“設計并制作簡易電子地震簡報器”。活動一：調研相關信息。互助學習小組通過查找資料，了解地震產生的原因、發生地震時的特征及已有的預警方法。活動二：嘗試設計。在教師的指導下學習相關傳感器（如壓力傳感器、聲波傳感器等）的特性，嘗試設計電路并進行小組內分享，分析設計電路的科學性與可操作性并優化。活動三：材料選擇、實際制作與功能性測試。學習小組根據優化后的設計方案，選擇適當的傳感器和報警裝置進行組裝和測試，并調節靈敏度。活動四：作品展示與相互評價。讓學生在課堂上介紹工作原理，展示工作過程，并進行小組互動式的評價打分。這樣的跨學科實踐活動可以提高學生的問題意識和應用物理知識解決問題的能力，提高對前沿物理技術的了解和應用能力，同時培養他們的科技創新意識和團隊合作精神，更好地適應未來社會的發展趨勢。

1.2" 關注項目式跨學科教學的實踐性

注重項目式跨學科教學的實踐性意味著讓學生親身參與物理探究活動，學生在項目式任務驅動的引導下，通過知識建構和動手實踐的方式完成學習任務，將學習方式從被動的課堂學習轉變為以課內外結合的實踐為主的主動學習方式。學生能夠親身參與、運用物理相關知識，并結合其他學科知識進行綜合應用實踐。讓學生在動手實踐中培養樂于實踐、勇于創新的學習品質，提升在解決問題、協作以及創新方面的能力。

1.3" 關注項目式跨學科教學的的前沿性和思政融合

項目選取可以注重選取部分科學前沿研究內容，擴大學生視野，讓學習不再局限于教材所涵蓋的內容。進而讓學生在對前沿科學的了解，探究和實踐中，加強愛國主義教育，培養學生建設國家的使命感，建立正確的科學觀與世界觀。

例如，以學習、解釋、探究“天宮課堂”中的相關實驗為項目，任務一：學生團隊通過自主學習和研究，閱讀相關文獻、觀看相關視頻等方式了解天宮空間實驗室的建設背景、目標。任務二：學生團隊選擇一項天宮課堂中的實驗進行深入學習和分析。例如，他們可以選擇“微重力下液體行為”“空間種植實驗”或其他感興趣的實驗。團隊成員可以分工合作，每個人負責研究和解析一個實驗。任務三：學生團隊根據所選擇的實驗，使用常見實驗器材和材料，設計并展示一個可以在地球環境下完成的簡化或模擬實驗。任務四：引導學生從“天宮課堂”項目中深刻理解中國航天事業的偉大成就，思考中國航天事業對國家的意義和貢獻。

項目式跨學科教學是當前教育領域的一個前沿趨勢，引導學生緊跟科技領域的最新進展，理解科技發展的趨勢和方向。不僅能夠激發學生對科學的興趣和好奇心，更能夠增強他們主動探索未知、積極參與科技創新的意識，培育學生具備面向未來的創新精神和廣闊的國際視野。同時其兼具課程思政性，有助于培養學生的創新精神，民族自豪感和愛國情懷[ 2 ]。

2" 跨學科實踐理念下的項目式實踐課程設計探索

2.1" 以項目式問題為導向，在“做”中學，促進學生深度學習

用項目式問題為課堂學習驅動任務，讓學生在項目設計及動手實踐中，自主地進行探究和建構知識，運用知識。例如，關于初中物理項目式跨學科實踐活動——制作簡易潛水艇，可以設計實踐活動如下，任務一：通過查找潛水艇運行原理的相關視頻和材料，了解潛水艇的主要工作過程與主要結構。任務二：學習并探究“浮與沉”相關知識，結合物理原理和工程要求，設計潛水艇的結構，如潛水艇主體、排水和進水裝置。任務三：選擇并尋找制作所需材料和工具。任務四：制作簡易潛水艇，并展示效果。

以問題為導向、以實踐為重點的教學方法能夠促進學生的深度學習，培養其批判性思維和解決問題的能力。通過參與實際項目，學生能夠在探索中建構知識、提升技能，并將所學知識應用到實際生活中，為其全面發展和未來的學習與工作打下堅實基礎。

2.2" 豐富作業形式，在“悟”中用，推動發展實際應用知識的能力

跨學科實踐作業則是引導學生跨學科實踐的重要方式，課程中根據教學需要布置課前、課中或者課后的跨學科實踐作業，讓學生通過自主思考和創新，分析、制作具體實踐項目，將所學知識應用到實際的創意設計，參與項目式實踐，解決實際問題。

列舉兩個實例，例1：某大橋上的環衛工人們正加班加點地撒鹽化雪。為了尋找答案，學生可以進行以下實踐：使用冰箱中的模具自制小冰塊，每隔1 min就測量水的溫度，并觀察其狀態的變化。仔細體會凝固過程中的特點。待所有水完全凝固后，取出等量的冰塊，并分別放入相同的容器中，一部分加鹽，一部分不加鹽。觀察冰塊的熔化情況，通過實驗現象自主歸納分析晶體熔點可能的影響因素，并分析“撒鹽化雪”的原理。例2：倉山區萬達廣場附近有一個H型地下通道（如圖1所示），中間過道會面臨通風系統不好的問題。如果你是工程師，將如何設計？請在圖2中H型地下通道結構圖中畫出大致圖樣，并說明理由。

在這種教學模式下，作業變得形式多樣，不僅提升了學生的學習趣味性和主動性，也有效支持了教育“雙減”政策的推行，減少學生的家庭作業和課外輔導的負擔，同時更是作為跨學科實踐教學課堂外的進一步延伸。通過參與這些課后實踐作業，學生可以在真實的學習場景中進行探索和實踐，從而深入理解物理相關的原理與概念，提高運用物理知識解決實際問題的能力。

3" 跨學科實踐理念下更新評價方式的探索

跨學科實踐教學的設計除了關注教師的教、學生的學，更要關注課堂教過程和作業評價方式的更新，重視實踐教學中“評價”對于教學的重要指導意義，推動學生更深入參與項目式問題的研究和項目制作。多樣化的評價方式可以考察學生的理論知識、實際操作能力以及創新能力，更好地滿足跨學科實踐教學的需求。通過引入同行評價、自評價、項目作業展示等多種評價方式，能夠更全面地了解學生的學習情況，促進學生個性化發展，提升教學效果。

例如實踐項目作品的評價，可以通過設計評價量表的形式，讓學生進行自評和互評。以“設計并制作潛水艇”的評價量表為例，如表1。

通過項目評價量表的使用，可以客觀地評估不同項目的完成情況，避免了主觀偏見的影響。同時評價的過程能夠為學生提供一個展示自己的平臺，讓他們能夠在完成項目的過程中，通過報告、展示等形式，向同學和老師展示自己的成果，增強學生的成就感，自信心、協作能力，也在相互評價的過程中，培養學生的批判思維和科學態度，助力核心素養培養目標的落地。

4" 結語

以項目式問題解決的跨學科實踐教學形式為初中物理教學提供了一種創新的途徑，為學生提供更加豐富和多樣化的學習體驗，激發學生的想象力和創造思維。實際問題的解決中，通過應用物理知識與其他學科進行整合，學生可以更全面地構建知識結構、理解知識和運用知識。學生通過參與項目式的問題解決過程，提升了對物理學科知識的理解和掌握，培養了跨學科思維、創新能力和團隊合作意識。這樣的教學方法能增強學生對物理學科的學習意愿，促進創新性思維和實踐動手能力的養成，培養服務于科技進步與社會發展的意識，實現為國育才的宏偉目標。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）[S].北京：人民教育出版社，2022.

［2］ 鞏寒瑛.基于跨學科實踐理念的單元長作業設計：以蘇科版“物態變化”為 例[J].中學物理教學參考，2023（9）：21-24.