物理跨學科實踐作業設計的內涵、要素與路徑

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148(2025)8-0042-5

隨著技術的持續革新和學科體系的日漸深化，知識不再被視作靜止的概念集合；相反，跨界創造的互動、重組日益凸顯，知識的隱喻正逐漸從基礎和結構的靜態邏輯轉變為網絡、系統和領域的動態屬性[1]。為應對這一變化，教育部于2022年4月頒布了新修訂的《義務教育物理課程標準(2022年版)》（以下簡稱“2022版課標\"），本次課程改革的最大亮點在于增設了“跨學科實踐”一級主題，明確了跨學科實踐的總體要求及具體的教學建議。然而，2022版課標中關于跨學科實踐的闡述大多集中在“教什么”“怎樣教”以及“教到什么程度”等方面，對于跨學科實踐作業的設計內涵、要素與路徑的探討卻尚存空白。作為課堂教學的延續與補充，作業在教學過程中占據著舉足輕重的地位，設計蘊含跨學科思維的作業，既是輔助跨學科教學的有效手段[2，也是將跨學科教學落實到作業體系中的重要形式。因此，聚焦物理跨學科實踐作業，明晰其設計內涵、要素及生成路徑，對于切實發展學生的物理學科核心素養，實現跨學科實踐的最大育人效能具有重要意義。

1 物理跨學科實踐作業設計的內涵

物理跨學科實踐作業設計是指在物理課程標準的引領下，教師以某一主題為載體，結合學生的實際發展水平，設計出與學生生活相關的、能夠促進學生跨學科知識理解和綜合能力發展的實踐性作業。這一設計兼顧了“跨學科性”與“主題統整性”3]，前者強調作業設計應以物理學科為主線，在探究問題與解決問題的過程中自然跨出物理學科，有機融合其他學科；后者強調通過有意義的中心主題來統籌作業目標、內容與評價等設計環節，實現作業設計內部諸要素在跨學科框架下的有機統一。值得注意的是，在設計作業時，教師應堅守學科本質，有效處理好各學科的邊界問題，合理平衡“跨”與“不跨”的關系，通過問題導向的整體性設計，幫助學生用更多元和整合的視角理解世界，促使學生在問題解決中深刻認識到不同學科在現實世界中的表現形式與真實價值。

2物理跨學科實踐作業設計的基本要素與技術路徑

物理跨學科實踐作業是由彼此關聯、相互協調的諸多要素構成的復雜系統。這一特性決定了其設計過程需要兼顧兩個維度：既要厘清作業系統內部的基本要素，又要通過科學的技術路徑實現要素間的有機整合。

2.1 厘清物理跨學科實踐作業設計的基本要素

貝塔朗菲的一般系統論指出，系統是由若干相互作用的部分組成的復合體[4]。在理解系統時，把握其內部的關系具有尤為重要的意義。系統視域下的物理跨學科實踐作業設計包含主題、目標、內容與評價四大基本要素，這些要素之間并非孤立無聯、簡單并列的關系，而是在相互耦合、彼此支持中形成了一個良性的動態循環體系。

其中，主題是作業設計的樞紐，串聯起整個作業體系；目標是作業設計的靈魂，統領著設計活動的全過程；內容是作業設計的主要載體，肩負著素養培育的關鍵任務；評價在作業設計中扮演著反饋的角色，能夠保障作業設計的整體質量。以主題為樞紐、目標為靈魂、內容為載體、評價為保障，構建出如圖1所示的物理跨學科實踐作業設計的立體四維框架。

圖1物理跨學科實踐作業設計的立體四維框架

2.2 明確物理跨學科實踐作業設計的技術路徑

跨學科實踐作業設計要杜絕“隨意性”，教師在設計時既要對作業的育人價值進行整體性構想，又要對作業的主題選擇、目標確立、內容組織、評價反饋等內在要素進行結構化思考，以期形成系統的思維成果。然而，當前關于物理跨學科實踐作業的研究，大多集中在作業的價值探討、特征分析或特定主題的案例呈現上，忽視了對作業設計操作程序、方法策略或實施路徑等中間層面的考量，阻礙了作業設計中優秀經驗的復制與傳播。為使物理跨學科實踐作業設計的操作程序或路徑更加清晰明確，在系統思維的指導下，遵循構建主題—確立目標—設計內容一開展評價”的設計思路，確定了如圖2所示的物理跨學科實踐作業設計的可視化技術路徑。

圖2物理跨學科實踐作業設計的可視化技術路徑

3 物理跨學科實踐作業設計的實踐路徑

物理跨學科實踐作業的設計需要理論框架與實踐路徑的雙向支撐?；谇拔牡睦碚撎接?，現提出以下可操作的實踐路徑，為教師設計物理跨學科實踐作業提供一定參考。

3.1基于學科立場，構建多學科聯結的作業主題

“主題”是物理跨學科實踐作業得以實現的樞紐，是架構起整個作業設計的線索與黏合劑。一個好的主題可以為作業活動的開展奠定良好的基礎，值得反復推敲。

首先，要把握課程標準。物理跨學科實踐作業的主題選擇既要立足物理學科，指向物理課程所要培養的核心素養，又要跨出物理學科邊界，從多角度觀察、思考和分析問題，形成多學科知識聯動、物理學科知識支撐的學習遷移整合，發展學生的綜合素養。2022版課標對此做出了積極回應，它將物理課程知識與日常生活、工程技術、社會發展等結合起來[5]，立足物理學科，勾勒出物理學科和其他學科間知識與實踐融為一體的跨學科實踐學習體系，為中學教師確定跨學科實踐作業主題提供了關鍵方向和豐富資源。

其次，要關注社會生活。學生的物理跨學科實踐作業不是發生在純粹的抽象世界里，而是發生在生動、具體的真實世界中。這意味著在設計作業時，主題的選擇應盡可能地“還原\"生活、工程和社會場域，通過引導學生回歸真實的生活體驗，促使他們運用聯想、分析、對比等思維方法，從跨學科視角發現物理規律，探索物理本質。這樣的設計旨在培養學生形成從物理學角度出發分析問題和解決問題的習慣，并重新建立教育與社會實踐之間的深刻聯系。

最后，要具有可操作性。物理跨學科實踐作業設計在基于主題跨向多學科聯結時，不應盲目追求內容的全面性，而應結合學校條件、師資力量以及學生實情等現有資源進行合理取舍，以確保作業設計的有效性。教師在評估可行性時，可運用態勢分析法(SWOT)，充分考慮學生的興趣、需求、生活經驗、認知結構和能力水平等內在因素，以及學校所在地區的特征、資源等外在因素。通過不斷探索，設計出符合當地及學校、學生實際情況的特色化作業案例。

以“搭建太陽能發電結構系統”為例，在地理課上學生學習了緯度和氣候，了解到我國大部分地區都處于較為理想的太陽輻射帶域，具有豐富的太陽能資源，那能不能利用太陽能來發電呢？這激起了學生強烈的好奇心。為回應這一真實的跨學科需求，依據2022版課標中“能量\"部分的相關指導，同時考慮學校及學生的實際情況，將“太陽能發電\"這一地理學科中的難點巧妙融入物理學科，并以此為核心設計了一系列跨學科實踐作業，為學生帶來了真實而鮮活的學習體驗。

3.2 基于核心概念，確立跨學科作業素養目標

“目標”是物理跨學科實踐作業的靈魂，它以發展學生核心素養為導向，指引與規約著作業設計的全過程。作為素養培育的重要抓手，物理跨學科實踐作業的實施過程通常需要多元主體協作、涉及多類知識和較長的任務周期，如果教師在知識整合、重組的設計階段無法就凸顯主題本質的核心概念達成一致，那引導學生學以致用、實現遷移的目標將會難以達成，甚至導致作業實踐淪為僅注重形式、缺乏深度的單純活動性任務，不利于知識向素養與能力的轉化。因此，教師應立足物理學科視角，從主題提供的線索、所涉及學科的內容和課程標準的闡述中尋找蛛絲馬跡，凝練核心概念，構建概念體系。依據概念統領，結合物理學科核心素養內涵，深度挖掘主題內容背后的育人價值，確立層級遞進的素養目標。以“搭建太陽能發電結構系統”為例，“太陽能發電”雖然涉及較多的知識點，但核心問題主要聚焦于三個方面，即：如何開發與利用太陽能、太陽能如何發電以及太陽能對社會發展的意義。因此，以物理學科為主線，圍繞既定主題，將分散于不同學科中的知識、技能、觀念等進行有意義的聚焦與組合，最終提煉出“光伏效應”“能量轉化\"以及“能源的開發與利用\"3個核心概念。圍繞這3個核心概念，將“太陽能發電”相關內容所蘊含的物理學科核心素養具體化，結合學生的學情實際，制訂具體的素養目標，鍛煉學生解決問題的“真實本領”。

然而，盡管預設目標至關重要，但物理跨學科實踐作業的實施過程同樣也是一個不斷走向“生成性目標\"的過程。正如杜威所說，“教育計劃是師生共同參與的活動，而非單向的命令；教師的建議不是鑄造的模型，而是一個探索的起點\"[6]。在活動籌備階段，教師固然需要預設目標，但在學生實際參與的過程中，隨著資源條件的變化以及經驗交流的深化，新的活動目標將不斷生成。因此，教師還要善于把握生成性目標，妥善處理好預設目標與生成性目標的關系?；谏鲜鲇懻?，設計了如圖3所示的物理跨學科實踐作業素養目標的扇子模型。

圖3物理跨學科實踐作業素養目標的扇子模型

3.3 基于真實情境，設計跨學科作業內容體系

“內容”是物理跨學科實踐作業得以展開的基礎，是作業設計的主要載體與內核，承載著素養培育的功能。如圖4所示，在物理跨學科實踐作業的內容設計中，可以圍繞基于主題的“情境”“問題”與“任務”三條主線構建內容體系，實現素養培育功能。

圖4物理跨學科實踐作業內容體系的設計圖示

情境學習理論認為，情境是一切認知活動的基礎，唯有將知識嵌入到具體的情境之中，才能真正實現有意義的學習。作為科學實踐，與物理學相關的探究與應用活動，都發生在生活、生產與社會所提供的場域；而推動物理學發展的動力，也正是來自生活、生產與社會實踐。因此，在創設作業活動情境時，應立足物理學科，盡可能地“還原\"生活、工程與社會場域，打破教材與生活的界限，使學生的學習真正實現由“教材世界”“科學世界”向真實的“生活世界\"轉變，為物理跨學科實踐作業的實施做好準備。以“搭建太陽能發電結構系統\"為例，該主題既順應學生真實的跨學科需求，符合學生的認知發展水平，又是從日常社會生活中挖掘、提煉出來的“真問題”，具有鮮明的科學探究特征，能夠激發學生強烈的好奇心，從而促使學生不斷思考。

真實而復雜的系列問題則是物理跨學科實踐作業設計的核心內容，同時也是支撐起整個作業體系的關鍵骨架。為了使作業能夠順利進行，教師既要關注學生在實踐活動中表現出的解釋、預測、操作等能力，也要關注學生對物理概念的理解和深化，以及對其他概念的綜合理解。然而，“概念”常常比較抽象，很難直接照映進學生的經驗，為了促進學生實現概念理解，需要對概念進行逐級轉化。首先，教師需圍繞核心概念確認具有一般性的，能夠促進學生理解、探究和學習移的本質性問題；隨后，結合主題情境、立足學生經驗，依據概念理解將本質性問題轉化為具有可操作性的驅動性問題；接著，引導學生基于驅動性問題探究各學科要素間的關聯，從不同學科的角度進一步細化出“引導性問題”，最終形成“本質性問題一驅動性問題一引導性問題”的完整問題鏈條，由此就完成了該主題作業所涉及的核心學習內容的選擇。

有了問題鏈的支撐，就能夠進一步對作業內容進行組織。教師可以通過構建的問題鏈，將作業目標中的素養培育要求轉化為一系列逐層深入的學習任務，引導學生探究主題背后所隱含的本質性問題。具體而言，教師應首先針對素養目標確認的預期學習結果設計適切的統領性任務。該任務既可作為對學生整個主題學習總結性評價的表現性任務，又可作為統領整個主題作業展開的經驗性任務[8]。由于該任務具有復雜性，學生難以完成，教師需依循從感性到理性、從具體到抽象的層次進階原則，將這一任務逐層分解為具體的子任務，形成“任務一子任務\"的完整任務鏈條，為學生作業實踐提供清晰的方向和有效的支架。學生通過子任務的完成，既能實現對驅動性問題和引導性問題的實踐化轉化，也能逐步推進統領性任務的完成，促進自身素養發展目標的實現。以“搭建太陽能發電結構系統\"為例，教師依據概念理解，以情境體驗、問題導向和任務驅動等方式設計一系列符合學生興趣意愿和認知結構的作業內容，通過這些問題任務的驅動，幫助學生在核心問題解決中構建知識，逐步形成能量觀念，最終實現素養提升。

3.4 基于實踐反饋，開展跨學科作業多元 評價

“評價”是物理跨學科實踐作業擁有持久生命力的重要保障，是作業設計中不可缺少的關鍵環節。作業設計并非僵化、固定的，而是一個“設計一執行一評價一再設計\"持續循環演變的動態過程。因此，作業設計的質量評價應立足實踐反饋，并最終通過多元主體的作業感受、作業目標的實現程度以及學生個體的成長情況來進行驗證或評估。

首先，教師應充分考慮不同主體在作業評價中的關鍵作用及聯動機制9，構建學生、教師、家長和社區等多元主體協同對話的作業共同體，從不同視角、不同維度對作業中問題的難度、情境的復雜性以及知識方法的創新程度等方面進行反思并提出改進策略，不斷優化作業設計，以實現作業的預設目標。

其次，作業評價要考量學生作業目標的實現程度。在實踐中，學生作業目標的實現情況可能會偏離預設，這要求教師通過對學生作業完成質量的持續性跟蹤與結果性評價來進行檢驗或評估。教師應注重記錄學生在作業完成過程中的各方面表現，可以依托成長記錄、檢核表、研討交流等方式來開展，以把握學生的基本情況和真實水平，從而獲取質性資料，進一步調整作業設計。結果性評價則可以與統領性任務相整合，通過具體的學習結果把握學生在學科與跨學科知識、技能、能力和態度目標方面的達成情況。針對達成度較高的目標，教師可以考慮增加挑戰性內容或深化相關知識，以促進學生素養的進一步提升；而對于達成度不佳的部分，教師則需反思作業設計是否存在如缺乏必要的支持性資源、指導不夠明確或是難度設置不當等問題，并對此作出相應的調整，確保作業設計始終貼合學生的學習需求，以便有效推動實踐作業的順利開展。

最后，學生能否通過作業活動發展關鍵能力、形成正確的價值觀和必備品格，是物理跨學科實踐作業設計的重要思考點?；诖耍u價的側重點應落在能否調動學生的高階思維，辨識復雜的作業情境并從中提取出解決問題的線索和工具[10]；能否圍繞物理學科核心知識對相關內容進行系統整合，利用專家視角構建解決問題的策略、方法與框架，并培養相應的問題解決能力；能否在作業實踐中通過反思來實現對主導議題核心概念的深入理解，并將其蘊含的教育價值內化為自身素養等。以“搭建太陽能發電結構系統”為例，教師可從“觀念\"“思維”“實踐”“責任\"四個方面對學生完成作業的過程和結果進行反饋，了解學生對“光伏效應”“能量轉化”和“能源的開發與利用\"3個核心概念的理解與應用，以及對可持續發展和人與自然和諧共生理念的理解與內化。在此基礎上審視、反思作業設計中的不足，通過增加、刪減、調整及優化各項措施，不斷對作業進行完善，最終達成作業設計預設與生成之間的平

衡與和諧。

4結語

物理跨學科實踐作業是對傳統物理作業育人模式的優化，聚焦學生跨學科思維與能力的提升，旨在培養學生面向未來的心智結構。然而，缺少系統化研究的物理跨學科實踐作業，在設計中容易出現結構散亂、目標不明、內容割裂以及針對性不強等諸多問題，故厘清其內涵、要素，明晰實踐路徑是提升作業設計實效的有力舉措。基于系統思維，通過構建多學科聯結的作業主題、確立概念統領的作業目標、設計“情境”“問題”“任務”三線并進的作業內容、開展樣態多元的作業評價，建立起物理跨學科實踐作業設計的可行路徑，該路徑的明確使得教師可以更好地發揮作業的育人功能，有效培養學生的核心素養，真正實現跨學科綜合育人價值在作業體系中的轉化與落地。

參考文獻：

[1]夏雪梅.跨學科學習：一種基于學科的設計、實施與評價[M].北京：教育科學出版社，2024.

[2]張焱頡，姚華鑫，楊師杰，等.試論跨學科視角下的高中物理作業設計[J].物理教師，2024，45(6)：12-16.

[3]任學寶.跨學科主題教學的內涵、困境與突破[J].課程·教材·教法，2022，42(4)：59-64，72.

[4]黃少華.評貝塔朗菲的系統哲學[J].新疆大學學報（哲學·人文社會科學版），1994，22(1)：27-33.

[5]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.

[6]杜威.我的教育信條：杜威論教育[M].彭正梅，譯.上海：上海人民出版社，2013.

[7]母小勇.“還原”物理課程的跨學科實踐邏輯[J].物理教師，2022，43(9)：2-8，14.

[8]特蕾西K.希爾.設計與運用表現性任務：促進學生學習與評估[M].杜丹丹，杭秀，譯.福州：福建教育出版社，2019.

[9]張華，郭宇婧，李先全.跨學科作業評價設計方案與實施[J].物理教學，2023，45(11):35-38.

[10]趙德成.什么樣的作業是好作業：作業設計新理念[J].課程·教材·教法，2023，43(6)：45-53.

（欄目編輯 鄧磊)