跨学科融合理念在初中物理教学中的应用实践分析

赵 娥

在《义务教育物理课程标准(2022年版)》中，“跨学科实践”与“能量”“物质”等五大课程内容组成了一个有机的整体，跨学科实践的重要性得到了凸显。对初中物理教师而言，跨学科实践活动设计是一项全新的挑战。跨学科实践并非简单的在物理教学中融入其他学科知识，而是在物理教学中开展与日常生产生活、工程实践、社会发展相关的主题活动，重在锻炼学生跨学科运用知识的能力、问题解决能力以及实践能力，有效发展学生的物理核心素养，实现初中物理课程育人价值。

一、 初中物理跨学科实践活动的内涵

初中物理跨学科实践是一类以学生实际物理学习需求为基础，以物理学科知识为立足点，以任务或议题为研究主题，整合跨学科知识与方法的综合实践学习方式。在实际物理教学中，部分教师并未对新课标中“跨学科实践”的内涵进行深入的研究，片面认为跨学科实践就是整合多学科知识进行物理教学，出现了“为了跨学科而跨学科”，一味追求多学科知识堆砌的问题，这样的物理教学无益于学生核心素养的发展，难以体现跨学科实践教学的优势。笔者认为，初中物理跨学科实践包含了四大要素，具体介绍如下。

(一)以初中物理学科为原点

跨学科实践活动的开展需要教师从物理学科视角出发，以物理学科知识为立足点，利用日常生产生活、工程实践及社会发展方面的热点事件创设真实的任务情境，驱动学生主动进行探究学习，经历发现问题、做出假设、寻找证据、解决问题等一系列活动，获得物理核心素养的发展，感受到物理学科的独特性。跨学科实践活动在以物理学科为原点的同时，又运用“跨学科”这一方式引导学生超越学科边界，运用多元知识解决问题，完成本学科知识及技能的学习。

(二)以核心素养培养为目标

根据物理新课标的内容及要求，教师应将核心素养培养作为一项贯穿物理教学始终的工作。跨学科实践活动重在锻炼学生跨学科运用知识的能力，关注学生实践创新精神的培养，体现出“跨领域性”的特点。而核心素养的形成需要以跨领域实践活动为依托，让学生在行动、体悟、反思的过程中掌握关键能力与必备品格。“跨领域”既指超越学科的边界，又指将知识迁移运用至不同的情境，还指连接物理知识与实际生活。可以说，跨学科实践是发展学生物理核心素养的重要途径，为物理静态知识与学生身心的有机融合创造了机会。

(三)以任务及议题为主要形式

现实世界的问题往往是复杂多变且涉及多元知识的，将任务与项目议题作为跨学科实践教学的主要设计形式，能够体现物理知识与生活实践的联系，确保跨学科实践具备充足的情境素材，也能实现物理学科与其他学科的融会贯通，帮助学生掌握多学科知识、技能及方法。在初中物理跨学科实践活动中，教师应以物理新课标为指导，科学整合多学科资源，结合学生的认知水平与实际生活选择任务或议题，让学生以调查报告、模型等形式呈现任务成果，便于教师分析学生运用物理思维及跨学科思维解决问题的情况。

(四)以综合性、实践性、生成性为根本属性

跨学科实践由“跨学科”与“实践”复合而成，有着综合性、实践性及生成性的特点。综合性指在跨学科实践活动中，物理知识与实际生活存在着紧密联系，学生需要迁移整合多学科知识，并运用这些知识解决综合、复杂、真实的生活问题。实践性指的是在跨学科实践活动中，学生需要在教师的指导下合作完成项目或任务。实践过程就是学生行动、体悟与操作的过程，在此过程中，学生能够逐步将静态知识转化为自身的素养能力。生成性特点体现在教师关注学生的实际发展需求与认知发展规律，尊重学生的个人意愿，将学生作为跨学科实践活动的主体，让学生自主构建生成，改变以往单向灌输知识的教学形式。

二、 初中物理跨学科实践活动的意义

开展初中物理跨学科实践活动的理论基础为马克思实践哲学以及人的自由全面发展教育学说。根据马克思的研究理论，人的自由全面发展包括了人的能力、人的社会关系、人的个性等方面的发展。首先，在跨学科实践活动中，学生需要与同伴进行交流探讨，亲身参与到实践操作中，调动自身已有知识经验并发挥个人的创造力，在此过程中，学生的综合能力、人际关系以及个性都能得到有效发展。所以说，开展初中物理跨学科实践活动是推动学生全面发展的重要途径，是实现人才培养目标的必然要求。其次，在国家教育方针的指示下，跨学科实践活动坚持以培养学生物理核心素养为中心，针对性地发展学生适应未来社会发展的关键能力、必备品格与正确价值观，将其培养成一名合格的社会主义建设者与接班人。最后，跨学科实践活动的开展能够持续推进初中物理课程改革。《义务教育课程方案和课程标准(2022年版)》明确指出，义务教育课程应积极转变育人方式，突出实践的重要性。为发挥实践的育人价值，教育工作者可将课程与生活实践结合。而在初中物理跨学科实践活动中，对学科思想方法的学习与探究式学习方式紧密结合，“知行合一”“学思合一”的理念贯彻了教学的始终，能够充分发挥实践的育人功能，响应新课改的号召。

三、 初中物理跨学科实践活动的价值追求

开展初中物理跨学科实践活动主要有如下四方面的价值追求：第一，在跨学科实践活动中引导学生综合运用物理及其他学科知识解析日常生产生活中的真实问题，形成跨学科运用知识的能力。第二，有意识地发展学生的科学思维。在跨学科实践活动中，教师可通过多种方法培养学生的科学思维，比如，指导学生借助模型解决实际问题；运用类比、归纳、演绎等方法推理真实问题；要求学生列举证据来说明操作的合理性等。第三，引导学生在跨学科实践活动中掌握科学探究方法。为此，教师应让学生经历科学探究的过程，比如，创设真实复杂的情境，让学生从情境中发现问题，结合问题提出自己的猜想与假设；指导学生设计出科学的跨学科实践方案，通过交流讨论、搜集资料等渠道得出充足的证据；合理解释跨学科实践方案的设计、实施过程及结果；结合本次跨学科实践活动撰写活动报告。第四，培养学生的科学态度。在跨学科实践活动中，学生能够切实体会到物理知识与真实世界的联系，认识到物理学对生产生活、工程实践及社会发展的推动作用。同时，学生也能认识到探索与创新的重要性，在日常的学习生活中做到勤于思考、敢于实践、勇于创新。此外，学生也能了解到节能环保的重要性，形成高度的社会责任感。

四、 初中物理跨学科实践活动的设计范式

(一)明确目标

跨学科实践教学目标既是衡量教学成效的重要标准，也是教学方案设计的主要依据。在设置跨学科实践教学目标时，教师应以课程标准为指导，结合教学内容与学生实际认知，将分析能力、问题解决能力、动手操作能力的培养融入其中。比如，在“人体中的杠杆”这一跨学科实践活动中，教师可将教学目标设置为：①让学生在活动或劳动中掌握杠杆的概念；②引导学生探究杠杆的平衡条件；③带领学生从生物学视角了解人体结构，培养学生运用跨学科思维分析问题的意识；④指导学生运用多学科知识解释生活现象。

(二)创设情境

在日常物理教学中，不论是新知引入还是知识探究，都需要教师进行情境创设，辅助学生理解物理知识，并将其带入探究学习的状态。同样地，跨学科实践活动的顺利开展也需要真实情境的支持。教师可利用与生产生活、工程实践及社会发展相关的真实事件创设活动情境，吸引学生参与到物理知识的探究中。比如，教师可以以生活中常见的自行车为对象，设计“自行车中的科学知识”这一跨学科实践活动，让学生运用所学理论知识综合解决真实问题。

(三)提出问题

提问是跨学科实践活动中的关键环节，在设置问题时，教师可结合教学内容预设问题，也可以直接引入学生在学习生活中遭遇过的真实问题。比如，在“设计节能环保小屋”跨学科实践活动中，教师可提出问题：在保护环境的前提下，如何合理使用太阳能、水能、风能、地热能等能源？以此引导学生从多重角度探究能源利用的可能性及必要性。

(四)分析问题

进入问题分析环节，教师应引导学生调动已有知识与生活经验分析出现问题的原因，提出科学的依据。

(五)解决问题

在解决问题环节，教师既要突出学生的主体性，也要做好指导工作，帮助学生明确活动流程及要求，了解实践活动涉及了哪些跨学科知识及方法。同时，教师也要根据学生的综合能力将其合理划分为若干学习小组，让学生通过合作交流高效完成跨学科实践活动，自然生成合作意识。此外，在此环节中，教师要引导学生主动探究，通过独立思考与合作探讨设计出科学、有创意的实践方案。

(六)评价展示

评价是跨学科实践教学中不可或缺的一个环节。在评价环节，教师应多元化评价主体，重视过程性评价，积极开展教师精准点评、生生互评、家校互评等评价活动。同时，教师也要为学生提供交流、展示活动成果的机会，让学生以报告、模型等为载体呈现跨学科实践成果。

五、 初中物理跨学科实践活动的开展策略

(一)厘清设计背景，进行科学选题

在设计初中物理跨学科实践教学方案之前，教师应先了解跨学科实践活动的产生背景及目标定位。尽管现阶段的学科教学提高了对学生创新能力、实践能力及社会责任感培养的重视程度，但学生的各项能力及素养普遍较为薄弱。在此背景下，物理新课标增设了“跨学科实践”这一课程内容，将其功能定位为锻炼学生跨学科运用知识的能力，培养学生问题解决能力、实践能力、积极学习态度及创新能力。跨学科实践活动的有效开展能够显著提高学生的创新能力与实践能力，使其成长为乐于实践探究、能够解决实际问题、具备社会责任感、能适应未来社会发展的优秀人才。明确了跨学科实践活动的目标定位后，教师可结合实践、创新、社会责任感、跨学科等关键词进行科学选题，从日常生产生活、工程实践及社会发展等方面选取素材，设计出探究性强的跨学科实践方案。需要注意的是，跨学科实践并非全新的主题，在开展跨学科实践活动时，教师可参考借鉴国外基础教育中的成功案例，也可以从新旧教材中挖掘有关综合实践活动的内容，以此类活动的过程及成功为参考，设计跨学科实践课题。

(二)巧用思维导图，搭建实施框架

完成选题后，为更好地设计方案实施框架，教师可借助思维导图这一思维可视化工具打开思路，直观呈现完整的实施框架。例如，在“温度”一课的跨学科实践活动中，教师可先设定跨学科实践目标，再结合实际搭建框架，确定方案内容。教师可根据物理核心素养培养内容设计如下目标：①物理观念：学习了解温度的拓展知识，调查温度对人类生产生活的影响，深刻认识温度；②科学思维：积极参与实践活动，获得分析、问题解决、创新、建模等能力的提高；③科学探究：指导学生调查温度变化对大自然或人类有何影响，让学生经历完整的科学探究过程，针对性发展学生提问、交流、评估等能力；④科学态度与责任：在探究活动中渗透可持续发展理念，引导学生树立保护环境、人类命运共同体等理念。需要注意的是，上述目标并非凭空产生，而是教师结合自身教学经验得出。为使学习目标更加科学，教师也可先选定方案内容，再设定目标。随着跨学科实践方案的不断完善，教师可再次调整目标。

设定目标之后，教师便可参考中外成功案例，结合学生实际认识与生活经验，借助思维导图搭建框架，形成跨学科实践方案雏形。同时，在选择方案内容时，教师也要结合学生的兴趣喜好与个性特点，尽可能引入学生普遍关注的热点话题，提高学生的活动参与度。由于初中生年龄尚小，知识经验有限，教师可在课前布置检索相关课外知识的任务，让学生做好知识准备。例如，在“温度”一课的跨学科实践活动中，教师可设置温度与健康、温度与环境、制冷与制热、恒温小屋这四项涉及生产生活、工程实践及社会发展的活动，让学生自由选择自己感兴趣的活动，增强活动的吸引力。当学生确定好要完成哪项活动后，教师可让选择相同的学生结为小组，以合作形式完成跨学科实践活动。

(三)结合学生基础，充实方案内容

同样以“温度”一课的跨学科实践活动为例，在上文中，温度与健康、温度与环境、制冷与制热、恒温小屋构成了实践方案的基本框架，教师可结合学生实际学情进一步细化方案内容，并以思维导图的形式直观呈现，便于学生进行分析与选择。比如，在“温度与健康”板块下，教师可添加如下内容：①人体如何调节体温？②动物体内的线粒体如何工作？③恒温动物、异温动物、变温动物有何区别？④模拟抢救高温中暑及体温过低的患者；⑤制作温度计。在“温度与环境”板块下，可添加如下内容：①借助网络查询本地温度记录，以图像形式呈现查询到的数据并分析其中的规律；②温室效应加剧是否影响到动植物的生存？对本地环境有无影响？对本地产业及电力供应有无影响？在“制冷与制热”板块下，可添加如下内容：①古人如何度过炎热的夏天，他们有制冷的办法吗？②制作小折扇；③梳理电风扇的发展史；④制作一个微型电风扇；⑤使用空调的利弊分别有哪些？⑥使用简易材料制作暖宝宝；⑦电取暖器的工作原理是什么？在“恒温小屋”板块下，可添加如下内容：①现代恒温住宅的原理是什么？②调查恒温住宅的利与弊；③恒温住宅是否会影响到人体健康？④恒温住宅环保吗？⑤制作一个恒温小屋模型。

在选择实践内容时，教师应提示学生根据自身能力及现有条件进行合理选择，比如，在材料不全的情况下，学生可使用红墨水、小药瓶、吸管等常见材料制作简易温度计；在材料充足的情况下，学生可以合力制作一个电子温度计。总的来说，在选定方案内容时，应遵循新课标给出的“循序渐进实施跨学科实践”的教学建议，分析相关内容是否可行。对教师而言，其应该综合多方因素设置形式多样的方案内容，包括社会实践类、探究类、制作类、调查类等。活动难度应略高于学生的实际认知水平，促使学生以合作形式完成挑战，实现自我提升。在跨学科实践活动过程中，若学生提出了可行性高的研究问题，教师也可让学生选择自己提出的问题。此外，教师还应科学看待“跨学科”，在条件允许的情况下，物理实践活动能够涉及跨学科知识与方法自然是好事，但在条件不充分的情况下，教师应避免强行“跨学科”，在本学科范畴内开展小组实践活动也能推动学生综合能力的发展。

(四)注重实施过程，优化评价体系

实施环节是跨学科实践活动的关键环节。由于跨学科实践涉及了多学科知识与方法，具有复杂多元的特点，在活动实施环节，教师应灵活应对，注重一些基本策略，不一味按照拟定好的方案进行，以此优化方案实施效果。同时，教师要注意学生的学习表现，观察学生是否主动积极地参与小组讨论，在必要时给予学生指导与帮助。例如，在“温度”跨学科实践活动的实施环节，教师应做好学生动员，让学生自由选择感兴趣的活动内容，不过多干预学生。当学生遭遇思维阻碍或是出现操作问题时，教师再给出提示与指导。

评价是判断、挖掘、提升跨学科实践活动价值的重要途径。在设定评价形式及评价主体时，教师不能照搬传统的考核评价形式，而应结合跨学科实践的学科立场、根本属性、素养导向，构建以表现性评价为主的评价体系。表现性评价兼顾了学生的学习过程及学习成果，重视学生物理核心素养的考查，并将核心素养转化为易于观察的外显表现，可作为跨学科实践教学质量的诊断工具，推动教学方案的持续优化调整。

在跨学科实践教学中，以表现性评价为主要评价方式，需要坚持物理核心素养培养的基本目标。为更好地发挥表现性评价的反馈、评估、调节、诊断的作用，教师可从问题解决表现、实践物化、价值体认践行三个层面展开评价。首先，初中物理跨学科实践活动以物理学科为原点，重视学生知识迁移应用能力的发展，提倡学生积极参与跨学科实践活动，改变以往被动接受知识的学习状态。由于跨学科实践活动具有综合性、生成性及实践性特点，在评价学生表现时，教师应重点考查学生从多学科视角思考分析问题的成效、在真实情景中解决实际问题的表现。其次，教师可借助成果展示与交流诊断学生的学习表现。比如，教师可结合具体的跨学科实践内容要求学生以模型、报告或作品等形式呈现活动成果，根据研究成果的特点，确定以交流会、报告会或研讨会的形式交流成果。通过物化跨学科实践行为，既能促进师生之间、生生之间的交流互动，又能以客观的评价反馈辅助学生调整优化活动方案。最后，物理新课标对跨学科实践的学业要求进行了具体阐述，涉及了责任担当、民族认同、生活态度三种价值体认。在跨学科实践活动中，学生能够认识到物理知识与生活的紧密联系，感受到物理学对生产生活及社会发展的推动作用，认同国家对科技进步的坚持，这些都可以通过学生的语言表达来进行评价反馈。

六、 结语

综上所述，初中物理跨学科实践活动的开展进一步优化了物理课程育人方式，有益于学生跨学科能力及物理核心素养的发展。在具体操作过程中，教师应深入研究跨学科实践，了解其内涵、意义及价值追求，掌握跨学科实践活动的基本设计范式，在科学理论的指导下开展教学实践，通过厘清设计背景，进行科学选题；巧用思维导图，搭建实施框架；结合学生基础，充实方案内容；注重实施过程，优化评价体系等一系列活动实现初中物理跨学科实践活动的顺利开展，展现跨学科实践的综合性、实践性及生成性特点，促成初中物理课程价值的实现。需要注意的是，跨学科实践的育人目标并非短期内能够达成的，教师应在实践中反复考量、改善活动方案，引入优质的跨学科实践资源并不断提升自身跨学科素养。