初中物理跨学科实践教学的实施路径探究

2023-06-07张丽芳

广西物理 2023年3期

张丽芳

（常州市武进区湖塘实验中学，江苏常州 213161）

0 引言

跨学科实践教学主要指的是以某个学科为核心围绕育人主题整合其他学科知识的教学举措，学生在实践中利用多学科技能、知识解析问题，亦受问题驱动探究与创新，基于迁移认知高效学习，同时提升核心素质。虽然跨学科实践教学是主流，但有些初中物理教师在教学中存在主题模糊、形式僵化等问题。基于此，为了提高初中物理教学质量，探析跨学科实践教学策略显得尤为重要。

1 初中物理跨学科实践教学的现状

新课标指出，物理知识需在实践活动中输出，注重学用一体，加强知行合一，在此基础上，教师注重设计实践活动。相较于仅从物理知识传导角度出发设计的实践活动，跨学科实践教学活动有着综合性、丰富性、多变性等特征，其动力为“物理应用”，着力点为“强化素养”，主体是学生，集协作、自学、探究于一体，符合课标要求，亦可高效育人。因为跨学科实践教学效果好，学生乐于实践，并能大胆创新，所以成了物理课堂上的育人举措，然而有些教师存在以下几点问题，并不能凸显跨学科实践教学价值：一是主题模糊，多学科内容很难融合在一起，知识松散且会互相干扰；二是要点不清晰，跨学科实践教学效率随之降低；三是形式僵化，虽然学生可以在物理实验中积极实践，但实验形式有待变革；四是育人效果有待优化，不符合五育并举的要求；五是物理作业跨学科实践设计力度较弱，部分学生未能在完成作业时勤思、创探[1]。

2 初中物理跨学科实践教学的价值

2.1 加强以考促教

以考促教是教育改革一大动因，通过对历届中考物理命题趋势加以分析可知，在中考变革背景下，物理知识考查角度具有多变性，虽依托教材提问，但学生很难原封不动地使用物理知识予以解答，体现出物理从生活中来、到社会（应用场景）中去的特点，那么学生就需要扩大知识面，能够跨学科解题，亦可减小解题压力。如题：为了建设低碳环保型社会，于2022 年颁布了《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，引导当今社会推广绿色电力应用范围，请根据一款新能源电动车的参数回答问题：①充电10 分钟的电能是多少？②若匀速行驶阻力是500N，那么电能转变成机械能效率是60%，请问此电动车能行驶多远？因为在问题中涉及国家政策，所以有着思政学科、物理学科跨学科融合命题的特点，基于此初中教师要强化以考促教理念，加大物理跨学科教学实践的力度。

2.2 强化核心素养

教师在物理课上需指引学生具备物理素养。实践证明，跨学科教学利于学生强化物理素养。例如，教师在进行“物态变化”的教学时，可以将语文学科、物理学科交融在一起，引领学生品读涉及物态变化的诗句与谚语，如“道狭草木长，夕露沾我衣”“霜前冷，雪后寒”等，其目的是借助诗句、谚语驱动学生想象，分析其中的物理现象，在此前提下增强物理观念。相较于直接说明物理基本概念，优美的诗句与充满智慧的民俗谚语能驱动学生自觉思考，赋予科学探究思维活性，实现通过跨学科实践教学立足物理课堂高效渗透核心素养的目标。

3 初中物理跨学科实践教学的路径

3.1 明确主题，增强跨学科实践教学的统领性

主题是多学科交融的支点，同时可营造主题式实践情境，为学生沉浸式跨学科探究提供条件，解决知识松散、无序等问题。例如，教师在进行“声现象”的教学时，可以从“物理应用”角度出发，将“使用各类材料共奏乐曲”视为主题，基于该主题把音乐学科、物理学科高度融合起来，同时以器乐发展历程为依托浅要渗透史学内容。主题有主有次，“使用各类材料共奏乐曲”为总主题，“自然界中的动物音乐家”“海浪、林涛演奏的乐曲”等为子主题，设置子主题的目的是完善跨学科实践教学体系，为生物学、自然学等学科知识引入物理课堂指明方向，亦可让主题情境更为多姿多彩，达到启发学生、兴趣驱动、拓宽视野、潜力挖掘等效果。以主题为统领设计多元实践活动，以“使用各类材料共奏乐曲”这一总主题为例，教师先引领学生观看一段视频，在电视剧《狂飙》中男主角的同事曾在办公室使用锅碗瓢盆演奏了一段乐曲，教师在学生看过视频后提问，如“用我们身边的东西可以演奏乐曲吗？”，一方面用视频唤醒学生实践欲望，另一方面用问题指引学生实践。学生在演奏乐曲时用到了书包、水杯、铅笔盒等物品，用击、吹、掀等方式得出简单的旋律，基于“二重奏”制造和声，进而通过实践扎实掌握物理知识，如声音因振动而产生、乐音有三要素、分贝过大为噪音且噪音会影响到个体的心理状态等[2]。

3.2 加强关联，抓住跨学科实践教学的要点

新课标指出，物理教师要在设立主题的基础上加大学科关联的力度，在课程综合化的条件下指引学生参与学习实践活动，基于此教师需在设定主题、加强统领的同时抓住要点，为多学科共同发力、科学育人给予支持，使跨学科实践教学能事半功倍。第一，将学科概念视为跨学科实践教学的要点，例如教师在进行“电路初探”的教学时，可以围绕“结构及功能”这一跨学科概念设计实践活动，先利用微课介绍各类家用电器以及应用于工业、农业的各类电动机，而后抓住学科概念引出“植物物质运输”相关生物学科内容，其目的是通过学科内容类比助力学生认识到物质结构会影响到功能的改变。在此基础上，以“优化结构、增强功能”为总主题，以“利用电路、电压、电流等知识创设家用电器模型，解决日常生活问题”“以小行星撞击地球为背景，从结构优化角度出发，创想‘超级生物’的生存之道”等为子主题，利用子主题增强跨学科实践教学活动的丰富性、趣味性，用学科概念驱动学生制作模型，并说一说概念应用的具体方法，增强学生的逻辑思维能力、创新意识、科学观念等素养；第二，将社会热点视为跨学科实践教学的要点，例如教师在进行“杠杆”的教学时，可以“全民健身，让运动更科学”为物理跨学科实践教学的主题，率先带领学生解读与“大健康”有关的政策，使学生能了解“全民健身”的由来与背景，同时渗透思政学科内容，而后展示一组小视频，视频内容为国家队运动员常规体能训练，借助视频布置实践任务，即通过实践找出人体中的众多杠杆，如等臂杠杆、费力杠杆以及省力杠杆，结合实践收获、杠杆五要素、体育知识，为铅球运动员、中老年人分别设计体能训练方案，为了验证方案的科学性，教师还可指引学生将杠杆知识、数学知识关联起来，借助三角模型、函数等知识予以证明，使学生能强化科学精神；第三，将共通性要素视为跨学科物理实践教学的要点，例如教师在进行“光的折射—透镜”的教学时，可以“创设个性投影灯”为主题，指引学生通过实践解决“投影灯结构设计及其工作原理”这一黑盒问题，使学生能具备提问、假设、方案设计及其他探究能力，在创设个性投影灯时运用美术知识，鼓励学生引入民族美学元素，借助线稿呈现预想，教师还可激励有能力的同学使用微机课知识设计3D 模型，而后以设计方案、线稿或3D 模型为抓手使用数学知识得出参数，如直径、物距等，在此基础上自主实践、合作互助，最终得出设计成品。其中，学科知识灵活应用、动手实践、合作探究等属于共通性要素，利于学生具备关联共同能力，自觉弱化学科联动阻力，模糊学科边界，借助共通性思维高效解决问题[3]。

3.3 形式优化，拓宽跨学科实践教学的渠道

为了使初中物理跨学科实践教学更具发展性、高效性，激活学生的共通性思维，主动使用多学科内容，教师要基于育人为本拓宽授课渠道，优化育人形式，渗透核心素养。例如，教师在进行“光现象”的教学时，可以采用“信息化+合作实践”的育人模式，借助网络带领学生在“云端”参观物理科技馆，在展馆内有仪器用以介绍光现象，赋予相关物理知识直观性。在此基础上，教师指引学生围绕“解决光污染问题”这一主题合作实践，灵活运用光的反射定律、平面镜成像等物理知识，同时利用建筑工程学、生态学等学科内容。教师借助微课展示从控制光污染角度出发所建成的建筑物，学生可了解建筑结构以及建筑物光污染成因。教师指导学生合作探讨建筑设计方案，使用硬塑料、硬纸壳、小灯泡、电线、电池等材料制作建筑模型，并提出控制光污染的建议，确保学生可在跨学科学习实践中强化创造力、社会责任感、生态保护观念[4]。

3.4 五育并举，提高跨学科实践教学的有效性

在物理跨学科实践教学过程中，教师只有助推学生全面发展，才能让相关实践活动更有意义，基于此物理教师需从五育并举维度着眼展开育人活动。例如，教师在进行“浮力”的教学时，可以先讲一讲古希腊物理学家阿基米德在洗澡时发现了浮力并用浮力知识验证皇冠黄金纯度的故事，在讲完故事后，教师引导学生大胆猜想故事是真是假，而后学生受猜想驱动动手实践，准备量杯、手镯、水等实践所需材料。教师指导学生在实测前理顺思路，制定实测计划，引用物理概念，而后执行计划，并得出结论，师生围绕结论探究，找出不足之处，在失败中总结教训，再次展开实践，在“猜想—验证（实践）—再猜想—再验证”基本思路的驱动下，助力学生增强科学精神，达成德育、智育并举的目标，这使物理跨学科实践教学更有价值[5]。

3.5 作业设计，增强物理作业的跨学科实践属性

作业是初中物理跨学科实践教学的一部分，教师需通过设计作业助力学生拓宽跨学科自学、探究、实践与创新的领域。例如，教师在进行“电磁波与现代通信”的教学时，可以将“改良无人机，助力现代农业发展”设为一项作业，指导学生制作无人机模型，在此过程中，利用网络收集实践所需资料，将信息技术学科、农业、物理及数学等学科内容联系起来。

4 初中物理跨学科实践教学展望

4.1 建设校本课程

虽然初中物理课程内涉及一些其他学科的知识，但占比小、范围窄，影响物理与其他学科的融合与跨学科育人的效果。基于此，物理课程可向着校本化的方向发展，以物理为主，以多个学科为辅，在地域性生产情境、生活场景中予以体现，使物理跨学科实践活动更具区域性、特色性，探究问题与学生关系紧密，学生不仅能用多学科予以探索，还能增强科学精神、责任意识。

4.2 课后服务发力

初中物理跨学科实践教学综合性较强，为了在物理课上体现多学科内容，教师乐于紧抓大单元、大概念高效育人，同时重视边做边学、边学边讲。课上时间有限，学生实践空间窄、机会少，基于此初中物理教师应发挥课后服务的综合化教育优势，使学生得以在课后服务环节完成物理跨学科学习任务，还能自主创新，主动获取知识，累积物理跨学科实践经验，进一步完善其跨学科知识链。