高中物理与其他学科的交叉教学的研究

刘博

【摘 要】本文针对“3+3”新高考政策剖析高中物理学和其他学科教材，以生物学为例，在知识、技能和方法等方面分析如何对物理学与生物学交叉教学。

【关键词】交叉学科；高中物理；教学方法

从19世纪开始确立的分科教育，在过去近200年促进了学生对学科内知识的掌握。随着人们对自然现象的不断深入认识，学科间的界限渐渐模糊，各学科在方法、原理、内容等方面的联系也越发密切。这无形中要求教师在教学过程中，不能局限在某一学科中，而要培养学生的整体科学观和综合探究能力，因此高中教学中的学科交叉教学受到越来越多的关注。

我国高中学科交叉教育起步较晚，进展较慢，受到各种因素的限制。例如，传统学科分化思想根深蒂固，教育者知识老化、知识面窄以及固守自封，学科交叉教育的发展规模大、成本高、周期长、依赖于较多部门的联合办公而带来的阻碍；缺少配套的政策法规和科学合理的利益分配机制；学校的行政制度没能在组织管理方面给予足够的保障和支持，等等。这些因素都使得目前高中交叉教学的教学现状并不理想。

传统分科教育或早期交叉教育，教师在教学中仍然是用物理学解释物理，用生物学理解生物，直接导致学生认知缺陷、知识结构封闭，甚至严重束缚学生分析、解决和综合判断问题的能力。各科教师在自己学科体系内进行教学，学科间缺少沟通、甚至无交流。教师只有本学科的扎实知识，但不具备交叉学科知识和教授能力。

新高考政策针对高中学习内容变革较大，这促使学校-教师-学生对于交叉教学更加重视。教师在教学中将研究问题的解决置于整个学习领域，而不局限于某个传统学科范畴。本文针对“3+3”新高考政策剖析高中物理学和其他学科教材，以生物学为例，在知识、技能和方法等方面分析如何对物理学与生物学交叉教学：

（1）高中物理学与生物学的知识交叉表现尤为明显。物理知识是我们理解生命现象的基础。例如在光合作用过程中光能转为化学能，再在生物体内贮存为生物能的过程中体现物理想象、化学现象和生物现象。又如叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，诱发癌变的物理致癌因子，兴奋在神经纤维上的传导形式，显微镜原理、光的电磁说、射线的高能量、同位素示踪、放射性衰变等等。

（2）物理学的研究方法成为分子生物学研究的主要方法。例如物理学中运用模拟法来描绘电场中等势线，以及用电流场来模拟静电场。生物学中使用类似方法模拟原始大气的状态。又如将物理震荡方法运用到噬菌体侵染大肠杆菌的实验中。再如物理学中运用类比法和类比推理来提出光的波动说，生物学中运用此方法设计实验，通过实验结果生命起源过程。射线晶体学技术、同位素示踪技术、超速离心技术、密度梯度离心技术等为分子生物学的革命性发展做出了巨大贡献。

（3）生物学和物理学都要求能力培养，提高能动性和创造性进。高中生物学中的顺序观察法、对比观察法、跟踪观察法等也是物理学实验所要求的能力。高中生物学中经常运用的排除法、逆推法、分解组合法等也是解决物理习题的所需能力。

高中物理学与其他学科的交叉教学在知识、技能、方法等方面对教师提出了更高的要求，教师为提高交叉教学的质量，可以考虑以下几种途径：第一，提高教师对学科交叉教学其重要性和必要性的认识；第二，各科教师在本专业范围内，拓宽知识面，刻苦钻研，努力提高专业能力和综合素养；第三，教师对其它学科知识广泛涉猎、深入研究，在把握知识内在联系和必然规律的基础上，加强不同学科之间的交流；第四，关注教学内容和教学方法改革，不断提高学科交叉渗透的实践能力。精选内容、准备充分、不断发掘、巧设情境、善于引导、有机结合。

教师在进行交叉教学时应注意：第一，知识准确。即教师必须对其它学科知识要有透彻的理解，思路清晰，内容明了，答案准确。第二， 目的明确、方法准确、联系广泛。第三，积极开辟第二课堂。即由学校有目的、有计划、有组织地开设非学科性为主要内容特征的课程体系，有利于推动学生整体化知识的吸收。

第四，鼓励学生参加竞赛活动，全面提高学生素质引导。例如中学生物理竞赛和青少年科技创新大赛等。其涉及知识范围广、学科渗透深刻、培养动手能力、观察能力和综合能力、有助于形成发散思维和探索精神。

高中交叉学科的研究是一个极其复杂的问题，本文的研究还比较稚嫩，有很多问题仍进一步深入讨论和逐步完善。希望本文能为其他研究起到抛砖引玉的作用。

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