基于跨學科實踐視角的五個版本初中物理新教材內容比較研究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2025）4-0022-5

在《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”中，跨學科實踐作為一級主題的首次引人，標志著教育領域對跨學科整合與實踐能力培養(yǎng)的重視，更順應了教育改革致力于培養(yǎng)具有核心素養(yǎng)和跨學科能力的公民的要求[1]。理解新課標中提出的跨學科實踐，應基于立足本學科而跨出本學科的視角，以真實情境的任務為起點，以解決真實問題為目標，培養(yǎng)學生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力。教材作為最重要的教學資源，有必要對其中的跨學科實踐內容予以深入研讀與剖析。

2024年9月，新版初中物理教材正式投人使用，跨學科實踐主題作為一項重要的新增內容，出現(xiàn)在部分章節(jié)的章末，為師生開展跨學科實踐學習提供了豐富的資源和寶貴的指導。本研究選取人教版、北師大版、蘇科版、教科版、滬粵版初中物理八年級上冊新教材為研究對象，通過比較分析深入探討各版本新教材在章末跨學科實踐內容的異同點，以期能夠綜合不同版本教材的長處，為教師和學生開展跨學科實踐提供建議和參考。

1 研究設計

1.1 研究對象

以2024年秋季出版的人教版、北師大版、蘇科版、教科版、滬粵版5版初中物理八年級上冊新教材中的跨學科實踐活動為研究對象，對各版本新教材中對應的活動名稱、所在章節(jié)和數(shù)量統(tǒng)計匯總如表1所示。

各版教材均設置了3＼～6個跨學科實踐專題活動，是本次新版教材的一大創(chuàng)新點，呼應了跨學科的課標導向，也彰顯了我國教育改革的前瞻性與創(chuàng)新性。從總體數(shù)量上看，不同版本教材存在一定的差異。在實際應用中，可根據(jù)學校情況綜合不同版本教材的跨學科實踐活動靈活開展。

1.2 跨學科實踐比較框架

在綜合考量現(xiàn)有研究的基礎上，本研究建立了一個多維度的跨學科實踐活動內容比較框架，涵蓋了活動主題、學習環(huán)節(jié)和跨學科素養(yǎng)三個關鍵維度，為教材中的跨學科實踐活動內容的分析比較提供一種結構化、系統(tǒng)化的視角。框架結構如表2所示。

參照新課標中對跨學科實踐的三個二級主題的界定[2]，“活動主題\"維度分別包含物理學與日常生活、物理學與工程實踐、物理學與社會發(fā)展三個方面的內容。

“學習環(huán)節(jié)\"維度涵蓋了提出問題、設計方案、收集證據(jù)、動手制作、解釋交流五個方面的內容。維度分類源于新課標中對跨學科實踐的“學業(yè)要求\"[2]。根據(jù)“學業(yè)要求\"中的指導原則，跨學科實踐任務應全面考慮并均衡提出問題、設計方案、收集證據(jù)、動手制作、解釋交流五個方面，有針對性地發(fā)展和培養(yǎng)學生問題發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新思維、實踐操作、信息收集與處理、溝通協(xié)作等多方面的能力。

“跨學科素養(yǎng)\"維度包含多維分析、實驗探究、科學論證和知識整合四個素養(yǎng)。基于研究者宋歌在博士論文中提出的跨學科素養(yǎng)（Interdis-ciplinaryCompetenceinScienceEducation，ICSE）測評框架[3]，評價當前跨學科實踐任務考查的跨學科素養(yǎng)，以期更準確地把握跨學科實踐任務在學生學習過程中的能力發(fā)展情況。

2 結果與討論

2.1 “活動主題”比較

針對“活動主題\"維度，統(tǒng)計5版初中物理八年級上冊新教材涉及不同主題內容的數(shù)量，如表3所示。

需要說明的是，在跨學科主題內容統(tǒng)計時，部分活動涉及兩個或三個不同的主題，所以數(shù)量上可能多于教材中出現(xiàn)的活動主題總數(shù)。

例如，以人教版跨學科實踐活動“制作望遠鏡”為例，該活動在導人部分，與科學家運用天文望遠鏡探索宇宙的“社會發(fā)展主題”緊密相連，同時活動實施部分也與學生在校園中利用自制望遠鏡觀察“日常生活主題”息息相關。又如，在滬粵版“探究二極管的單向導電性\"跨學科實踐活動中，其主題內容不僅涵蓋了晶體二極管在日常生活應用中的實際案例，還從實驗的角度探討了其在工程實踐中的導電特性，并進一步分析了對社會發(fā)展的深遠影響。以上案例也提醒我們，不能將三個跨學科實踐活動主題過于獨立和割裂，適當?shù)厝诤喜鸥蔑@綜合之要義。

進一步審視三個主題內容各自的總數(shù)發(fā)現(xiàn)，5版新教材跨學科實踐活動涉及“物理學與日常生活”的主題數(shù)量最多，總計17個，甚至超過了另外兩個主題數(shù)量之和。例如，在實施“物態(tài)變化”跨學科實踐任務時，各版新教材均利用了涉及日常生活的廚房、冰箱、水循環(huán)和熱島效應等情境背景實施跨學科實踐任務。這也較好地促使學生認識到生活處處皆物理，同時兼顧到跨學科實踐任務資源獲取的便利性。

也需要看到，新教材在將跨學科內容與工程實踐、社會發(fā)展相結合方面的編排偏少，這可能考慮到八年級上的學生對工程實踐、社會發(fā)展了解偏少的因素。但從培養(yǎng)學生的視角審視，學生在教材正文中對生活相關應用的了解總體也是較多的，因此，通過跨學科實踐適當深人體驗工程、社會相關項目，可以較好地彌補學生的短板，在實際實施中可以考慮適當增加相應的引導。

2.2 “學習環(huán)節(jié)\"比較

針對“學習環(huán)節(jié)”維度，表4的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，5版新教材在跨學科實踐內容中基本實現(xiàn)了各個學習環(huán)節(jié)的全面覆蓋。

值得注意的是，所有版本新教材對“提出問題\"和“收集證據(jù)\"給予了相對較多的關注。例如，滬粵版在熱島效應原因調查的跨學科實踐任務中，先介紹了熱島效應的概念，而后結合這個概念拋出問題：你所在地區(qū)夏天的熱島效應明顯嗎？產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是什么？如何在一定程度上緩解當?shù)氐臒釐u效應？這種提出問題的設計，較好地啟發(fā)了學生，問題的提出未必都是從生活現(xiàn)象或實驗觀察中得到的，也可以是閱讀相關科技信息時獲得，要有意識地將所閱讀的科技文獻相關內容與自己的實際生活聯(lián)系起來，主動去發(fā)現(xiàn)和提出問題。

綜合審視不同版本新教材各環(huán)節(jié)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，部分教材在個別跨學科“學習環(huán)節(jié)\"的安排上偏少。例如，北師大版“解釋交流\"環(huán)節(jié)的安排較少，蘇科版“設計方案\"環(huán)節(jié)的安排較少，滬粵版“動手制作\"環(huán)節(jié)的安排較少。而對于上述三個環(huán)節(jié)，其他版本教材的一些設計值得在教學實踐中借鑒。

例如，滬粵版在各個跨學科任務中均設置了“方案制訂與實施\"環(huán)節(jié)，通過將任務拆解為一系列子活動的形式，引導學生制訂實施方案。蘇科版則在每一個任務末尾均設置“交流與評價\"環(huán)節(jié)來引導學生通過方案解釋、互動交流等形式進行評價總結，促進學生理解、掌握跨學科知識。因此，在具體實施跨學科實踐過程中，可以在不同版本教材比較的基礎上綜合借鑒，優(yōu)化“學習環(huán)節(jié)\"結構，實現(xiàn)內容質量上的進一步提升。

2.3 “跨學科素養(yǎng)”比較

針對“跨學科素養(yǎng)\"維度，筆者梳理了跨學科實踐相關文獻[4]和“跨學科素養(yǎng)”的相關內涵[3]后，歸納了“跨學科素養(yǎng)”的內涵，如表5所示。

基于表5對五版新教材進行統(tǒng)計（表6，結果顯示整體上各版新教材的跨學科實踐活動普遍覆蓋了多個跨學科素養(yǎng)。

各版新教材大多數(shù)的跨學科實踐活動，均較好地兼顧了不同的跨學科素養(yǎng)。例如，人教版跨學科活動“制作望遠鏡\"在內容涉及上凸顯了多種跨學科素養(yǎng)：在“多維分析”方面，該活動要求學生從基本原理、應用場景和器材選用等不同維度對即將制作的望遠鏡展開全面構思；在“實驗探究”方面，引導學生思考與探究望遠鏡的基本原理，進而了解物鏡和目鏡的作用，在知其所以然的基礎上，選擇合適焦距和直徑的凸透鏡；在“科學論證”方面，學生通過調試望遠鏡觀測到的像來驗證前面提出的原理；在“知識整合”角度，通過展示交流不同學生所采用的跨學科制作方案、制作困難，并基于同學互評等方法，促進學生進一步完善和整合望遠鏡的制作方案。綜上，該活動在任務設計上針對跨學科素養(yǎng)形成“多維分析一實驗探究—科學論證—知識整合\"的培養(yǎng)閉環(huán)，也為廣大教師開展跨學科實踐指導提供了教學指引。

3 教學建議

基于上述對5版初中物理新教材的比較研究，為后續(xù)在實際教學中更好地使用新教材開展跨學科實踐，提出以下若干教學建議供廣大一線教師參考。

3.1 跨學科實踐主題應做到“跨中有聯(lián)”

前文關于不同版本教材中跨學科實踐主題的統(tǒng)計分析，啟示我們：

第一，在實際物理教學中開展不同專題的跨學科實踐時，不能過于機械地只強調新課標提出的“物理學與日常生活”“物理學與工程實踐\"和“物理學與社會發(fā)展”三個主題中的一個，可以參考部分新教材中展現(xiàn)的將不同主題有機關聯(lián)整合的有效做法，讓學生得以打開更加開闊的視野，培育更加全面的綜合思維。

第二，適當增設和加強工程實踐、社會發(fā)展這兩個主題的跨學科實踐內容。前文的統(tǒng)計顯示，這兩個主題的跨學科實踐內容相對偏少，有必要適當增加。例如，在人教版“探索廚房中的物態(tài)變化問題”主題中，可以引導學生了解廚房烹飪工具的升級換代與發(fā)展變化，感悟物理對社會發(fā)展的貢獻；可以引導學生思考在工廠中是如何大批量速凍餃子的，了解物理學與工程技術的緊密關聯(lián)。

此外，盡管物理新教材的跨學科實踐任務仍以物理學科的范疇為主，但我們仍應當秉持一種開放包容的心態(tài)，跨出物理學科的知識本位，通過各學科和各學段的接觸，螺旋式上升和深化學生的跨學科概念[5]，實現(xiàn)“跨中有聯(lián)\"的目標。例如，在教科版跨學科實踐任務“眼睛”中，引導學生認識生物學上有關眼睛的生理結構特點，在此基礎上結合物理原理探究近視眼的成因，并制作“護眼行動\"宣傳方案。由此，很好地搭建了物理學科與其他學科交叉融合的橋梁，收獲更為豐富、更具實踐意義的成果。

3.2 跨學科實踐應適當體現(xiàn)學習環(huán)節(jié)的整體性

前文關于“學習環(huán)節(jié)\"的新教材跨學科實踐內容統(tǒng)計分析，啟發(fā)我們：在設計跨學科實踐任務時，應均衡關注“提出問題”“設計方案”“收集證據(jù)”“動手制作\"和“解釋交流\"多個教學環(huán)節(jié)重點，以促進學生能力的全面協(xié)調發(fā)展。部分教材跨學科實踐可能缺少部分學習環(huán)節(jié)的呈現(xiàn)，可以考慮適當予以補充與完善。

例如，在人教版“制作隔音房間模型\"的跨學科任務中，目前教材中沒有明確地呈現(xiàn)“設計方案\"環(huán)節(jié)，也沒有讓學生分享與交流各自的設計方案。因此，在實際實施時，可以讓每個實踐小組在“動手制作\"環(huán)節(jié)之前加入“設計方案\"的操作，讓學生學會用理論指導實踐，而不是一味地盲目試錯。在“解釋交流\"環(huán)節(jié)，除了交流各自的隔音房間模型之外，建議也可以展示各自設計的方案文本，為后續(xù)跨學科實踐任務的開展提供示范與參考。由此，通過適當補充學習環(huán)節(jié)，幫助學生得到更全面、充分的跨學科實踐體驗。

3.3 重視提升“實驗探究”跨學科素養(yǎng)

前文關于“跨學科素養(yǎng)”的新教材跨學科實踐內容統(tǒng)計分析，啟示我們：不能將跨學科實踐簡單等同于手工制作或社會調查，不能忽視其中彰顯物理學科特色的“實驗探究\"素養(yǎng)。部分教材跨學科實踐內容中沒有強調實驗探究，建議可以通過增設探究任務單等形式實現(xiàn)實驗探究的顯化，提升動手制作或社會調查過程中源自物理理論的指引，進而發(fā)展高階科學思維。

例如，滬粵版在“關于社區(qū)噪聲污染控制的建議”的跨學科實踐活動中，主要側重讓學生走訪調查住處附近的噪聲污染情況，建議可以整合人教版“制作隔音房間模型\"中提到的實驗探究，引導學生設計實驗方案探究生活中常見的不同材料的隔音性能，進而為降低住處噪聲提供來自物理視角的優(yōu)化方案，從而凸顯“物理 + ”的跨學科實踐特色。

參考文獻：

[1]李瑞雪，王健.美國科學課程中的跨學科概念：演進、實踐及啟示[J].外國教育研究，2021，48（4）：102-117.

[2]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：北京師范大學出版社，2022.

[3]宋歌.科學教育中的跨學科素養(yǎng)測評框架建構及應用研究[D].上海：華東師范大學，2019

[4]張玉華.核心素養(yǎng)視域下跨學科學習的內涵認識與實踐路徑[J].上海教育科研，2022（5）：57-63.

[5]湯晨毅.科學教育中的“跨學科”與跨學科概念[J].物理教學，2024，46（2）：2-4.

（欄目編輯 劉榮）