跨越学科界限 探寻知识“真”“理”*

普通高中教育实行的分科教学使得学科之间壁垒森严，同一个问题被割裂分散到各个学科，在不同时期被重复提及，学生只能从单一学科的视角去分析问题，难以深入而全面地揭示问题的本质。普通高中课程改革对课程结构进行了重大的调整，课程的结构由学习领域、科目、模块三个层次构成。学习领域的构建是高中阶段促进课程整合的一个重要举措，其目的在于打破学科之间的壁垒，加强学科之间的沟通与联系。在高中阶段的教学中，打破各学科之间的界限，加强学科之间的联系，已是课程设置理论中的核心课程观之一。

但在实际教学中，却仍然存在着教师只关注自己所教学科，极少关心其他学科，忽略学科之间的内在联系，忽略学生横向思维和发散思维的现象。教师在教学中不仅要指导学生按照一门学科的逻辑顺序来学习，更要让学生知道，一个特定的问题不可能完全属于单个传统的学科范畴，它很可能覆盖和跨越好几门学科，甚至涉及整个学习领域。这就需要跨越理科学科之间、文理学科之间的界限，探寻客观知识的“真”，领悟客观规律的“理”。

一、跨越理科学科的界限，探求知识的“真”

高中理科课程有数学、物理、化学、地理、生物五门学科。其中，物理学作为一门以实验为基础的学科，其研究的对象具有极大的普遍性，涉及物质结构、相互作用以及物体运动的基本规律。物理学的基本理论渗透在自然科学的许多领域中。图1展示了高中阶段物理与其他学科的部分知识交叉点。由该图可见，物理与数学、化学、生物、地理等学科之间存在着大量相同的知识点，因此，从物理学科入手，打破它和其他学科之间的界限，能让学生体会到知识的多样化，领悟学科知识的内部联系，培养学生全方位、多角度、发散式地看待和处理实际问题的能力。

图1 物理与其他学科的知识交叉点

1.探索知识的“真”相。

高中阶段的物理和地理学科，存在非常多的知识交叉点。但是有些重合度非常高的知识，在教学进度上存在着较大的时间差。比如高一上学期的地理中就有“行星的运动”这一模块，但与之相关的物理学原理却要等到高一下学期才开始学。这就造成了学生在学地理时不懂原理，学物理时又忘记现象的局面。只有跨越物理和地理的学科界限，学生才能真正理解隐匿在“行星运动”复杂现象背后的知识“真相”。

所以可以在高一地理课讲完“四季更替”内容以后，提出这样一个问题：“在北半球的四季变化中，有一件很奇怪的事情，春夏两季平均有186天，而秋冬两季平均只有179天，四季并不是均匀分布的，这究竟是什么原因呢？”

图2

此时可以展示图2，提醒学生观察太阳所处的位置、地球运行的轨迹。学生会发现地球绕着太阳运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆的一侧，冬季时它和地球的距离比较近。此时就可以向他们介绍物理中的“开普勒定律”的内容：地球围绕太阳运行的轨迹是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；地球和太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等。学生有了这些物理知识储备，才能更好地知道“行星运动”的真相。

2.探究知识的“真”过程。

在现实世界中，一个科学现象的背后，总是涉及多门学科的知识，这些知识是整体的。但是在高中教育阶段，却只能将本为整体的科学现象分裂为小模块，分散到各个学科中进行讲解。

例如在人教版高二物理选修3-1第二章“电动势”中，教材中是这样介绍电池内部原理：“……因此电源内要使正电荷向正极移动，就一定要有非静电力作用于电荷才行。也就是说，电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，这种非静电力在做功，使电荷的电势能增加。”看了这样的描述以后，学生依然是困惑的，因为这样的描述过于抽象，学生很难去设想出这么一个“非静电力”，像一双无形的手一样，将正电荷从负极移动到正极。其实关于电源内部电荷的移动，高一化学就曾经介绍过，此时不妨再回顾一下原电池内部的组成、正负极的特点、化学反应方程式，用看得见的化学实验，代替那个抽象的“非静电力”。当学生再一次目睹电解槽中铜锌两极与稀硫酸溶液发生的反应，回想起高一化学所学的内容时，他们才能将与电池有关的化学知识与物理知识融合起来，就形成关于原电池的整体认知。

二、跨越文理学科的界限，追寻知识的“理”

高中阶段文科、理科各学科之间虽然看似有较大差异，但是在某些知识内容上，依然存在着交叉。文科和理科之间，并不存在巨大的鸿沟，跨越它们之间的界限，追求知识的“理”，可以同时培养学生的逻辑思维能力和形象思维能力，开启他们的人生智慧。

1.领会知识的原理。

哲学是对客观现象规律总结的升华，在人教版高中政治必修四《生活与哲学》的教学中，经常会引用到一些物理现象。比如在讲事物的联系时，有的老师会提到“蝴蝶效应”，用于说明事物之间存在联系。对于这个效应最常见的阐述是：“一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国得克萨斯州的一场龙卷风。”

蝴蝶效应描述的真的是这样的联系吗？其实，真相是一位气象学家制作了一个可以模拟气候变化的电脑程序，并用图像来表示。最后他发现，图像是混沌的，而且十分像一只张开双翅的蝴蝶，因而他形象地将这一图形以“蝴蝶扇动翅膀”的方式进行阐释，于是便有了上述的说法。

如此我们才发现，蝴蝶并没有引来龙卷风，是蝴蝶扇动翅膀后引发的细小误差，被电脑程序不断放大，导致了计算结果的巨大差异。理解了背后的原理，我们才发现，原来蝴蝶效应用来描述“事物之间的联系”可能并不那么合适，它和“失之毫厘，谬以千里”这句熟语表达的意思更为贴近。

2.领悟知识的哲理。

纵观中学物理课程，不少地方渗透着唯物辩证法的哲学原理。我们不妨用哲学思辨的方式去分析物理规律，真实地呈现物理内容的哲理之美，努力实现物理知识的哲学升华。

例如，在介绍“光的波粒二象性”的知识时，通过泊松亮斑证实了光的波动性，再通过光电效应实验证明光的粒子性。光同时具有波动性和粒子性这两种对立的特性，正是客观世界中存在辩证矛盾的有力佐证。

教师充分挖掘物理知识的哲学内涵，从哲学视角加以透视，有利于学生形成用哲学思想探究自然本质的习惯，让学生在哲学思辨的过程中发现问题、提出问题、分析问题和解决问题，在完成知识学习的同时提升技能，发展思维。

跨越学科之间的界限，可以从更全面的视角看待问题，看清知识的本来面貌。不论哪门学科，教学的价值取向都可以归纳为“求真知、储善意、悟美感”，通过跨学科的教学，可以让学生品哲学“真”味，体会人文之“善”，感受客观世界之“美”，从而构建具有真、善、美特质的教学，发挥教育的导向功能，更好地落实“立德树人”的根本任务。

［1］尹知松.高中数学和物理相互渗透的可行性研究［D］.苏州：苏州大学，2012.

［2］周建华.高中科学领域化学教学与物理学科渗透的策略［J］.中学教学参考，2012（23）.

［3］乔永海.高中地理和物理交叉部分的教学研究［J］.物理教师，2002（09）.

［4］陈文明.高中物理知识在化学、生物解题中的应用［J］.高中生之友，2008（05）.