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核心素养视角下初中物理跨学科学习方法

2023-09-09山东省德州市庆云县第五中学温振清

天津教育 2023年20期
关键词:跨学科物理学科

■山东省德州市庆云县第五中学 温振清

核心素养视域下,初中物理在教学理念、教学方式、教学评价等方面,都需要探索更科学和适宜的新兴发展模式。多学科交融的教学现实使跨学科学习作为一种有益尝试,正在逐步发散。依据新课程改革的目标与要求,为有效提升学生物理学习素养与能力,一线教师及相关人员需要深入学习跨学科的教学理念,在教学实践中积极融入相适配的多学科知识,增强物理与其他学科的融洽度,综合统筹多学科理论框架,促进学生对所学内容获得全局上的把握,避免陷入片面化和割裂化的误区。

随着核心素养观念的提出与新课改的逐步深入,改良教学方法和创新教学理念成为当代教师群体亟待解决的重大问题。跨学科教学作为一种新颖的教学模式,强调在主体知识课堂之外,合理延伸其他学科相关知识与思维方法,是一种能够促进学生综合素质提升的新型育人路径。经过实践,跨学科学习方法在初中物理教学中发挥了积极的作用,本文以此为切入点,探讨其内涵价值与实现途径。

一、初中物理与其他学科的结合现状分析

物理是一门理论性与实践性并重的教学科目,作为初中课程体系的组成部分,其时常会因为学习内容过于抽象、晦涩,而被学生认为是学习生涯中的“拦路虎”。事实上,受制于学科特点,在物理学习过程中,学生的确会不可避免地遭遇这样那样的困难,对学科知识形成割裂的理解。为解决教学困境,帮助学生搭建系统化的知识架构,塑造综合素养,激发学习积极性,许多教师倡议在教学中实践跨学科学习模式,将物理知识与其他多门学科中的相关内容形成有效联结,使学生能够统筹兼顾,提升自身综合素质。跨学科教学实践的开展蔚然成风,为核心素养要求下的初中物理学习带来了全新的局面。

(一)物理与数学学科的交融

数学与物理都是重视理性思辨的科目,二者的交叉有利于充分锻炼学生的思维活跃度与思考深度,而且许多数学知识都能够作为学生理解物理概念的铺垫。例如,苏教版初中物理教材九年级上册中,有一节教学内容为“能量的转化与守恒”,在教学时,教师可以利用数学知识中的公式演化原理,帮助学生对能量守恒形成更鲜明的理解。

(二)物理与语文学科的交融

相较于数学,语文听起来似乎与物理毫无关联。实则并非只有在逻辑上具有相似性,才能实现有效联结,趣味性与知识性的附加值对学科融合同样重要。在实践中,许多教师会将古代、近现代文学与物理知识相融合。例如,诗句“绿树浓荫夏日长”“峰多巧障日”中,就蕴含了光的直线传播知识。增添文学色彩的物理课堂,能够在增加课堂乐趣的同时,加深学生对文学与物理两方面知识的理解,可谓一举多得。

(三)物理与历史学科的交融

历史时常被认为是一门偏重文科属性的科目,实际上,其中蕴含着丰富的哲学思辨。以历史的观点看待某一问题或某种现象时,时常要以辩证的眼光,一分为二地剖析问题,这样的思维应用到物理学习中是大有助益的。例如,在学习苏教版初中物理教材八年级上册“噪声的污染与防治”相关内容时,教师可以引导学生将其与两次工业革命的历史知识形成比对,以史鉴今,帮助学生从工业发展的“双刃剑”下,对包括空气污染、噪声污染等在内的多种生态问题产生正确认知,并能够以史为鉴,在生活中严格规束自身行为,为生态环保贡献自己的力量。

二、核心素养下进行初中物理跨学科学习的意义

(一)在核心素养视角下开展初中物理跨学科学习的意义

马克思认为,人的自由全面发展首先是人的能力的充分发展,其次是人的社会关系的发展,再次是人的个性的充分发展。依据马克思哲学思想以及党和国家依据教育现状所作出的重要指示,物理跨学科学习是塑造人才的必由之路,也是促进学生解放个性、全面发展的基础工程,在初中学段的教学实践之中具有重大意义:

一方面,在核心素养理念下开展初中物理跨学科学习,是国家教育意志的体现。针对此,国家多次强调开展跨学科实践活动是聚焦学生核心素养,培养学生具备适应未来社会发展的正确价值观、必备品格和关键能力的要求,也是使学生成长为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的必然要求。

另一方面,在核心素养的要求下,促进物理与其他多学科知识进行广泛融合,也是新课标改革实践的切实要求。2022 年出台的《义务教育课程方案》明确指出,义务教育课程应该遵循“变革育人方式,突出实践”的基本原则。增强义务教育阶段各学科教学内容与生产生活相结合,有利于增强教学实践环节在教学情境中的积极作用与育人功能。通过跨学科交叉融合式的教学,教学体系中各课程的思辨方法能够被有效提取,并广泛应用于物理课堂的学习实践中,促进学生养成知行合一的优良品质。

(二)在核心素养视角下开展初中物理跨学科学习的价值

其一,在开展物理跨学科学习的过程中,学生能够一定程度上摒弃单一课堂的枯燥化与单一化弊端,统筹总览学科体系中的其他科目知识,并在融会贯通的过程中形成对照,运用课堂习得的物理及各个学科中的相关知识解决现实问题,例如在实践活动中探索某些简单器物的工程结构与技术问题等。

其二,综合多学科知识利于扩展学生思路,践行科学思维,导向多元化的探究活动。例如,在充分的实践经验下,学生能够养成审慎细心的好习惯,有利于其在复杂的情境中找出现实问题,并以此为依据做出猜想、大胆假设,并最终解决难题。此外,科学结论的得出必须建立在信息的有效收集与科学分析基础上,在设计跨学科实践方案上,学生需要通力合作,以小组交流、文献查找、现实调研等实践的开展为依托,导出实施过程与导向最终结果,在整个过程中,学生的综合素质得以有效提升,教学成效也将随之提升。

三、核心素养视角下初中物理跨学科学习方法研究

(一)在与其他学科融合的进程中丰富物理教学资源

结合上文分析可知,跨学科学习在初中物理中存在开展的价值与实践意义。这一学习方法的实现依据在于,物理本身与许多学科间存在内在的相通性,与人类社会的生产生活也具有密不可分的联系,因而,在教师以此作为课堂内容的丰富与扩展时,学生很容易融入其中。为增强跨学科学习的教学成效,教师不能满足于现状,而是要在已有的基础之上,继续依托有益的教学模式丰富物理教学资源。从开展层面分析,物理在生活中的应用可以说无处不在,教师可以充分把握这一特征,对学生进行生活化教学,在专业的课堂中穿插生活元素,甚至可以直接开设延展课堂,带领学生走出教室,切实感受生活中的物理现象。总而言之,无论身处何种课堂,教师都要立足于多角度深入挖掘能够联系授课内容的相关知识,以合理利用所能把握的一切教育资源。以下是初中物理与生活跨学科融合的一个案例。

主题:能量转换

案例描述:

小明最近在家里玩电动玩具车,他发现只要用手摇一下发条,玩具车就可以运动起来。他好奇地想知道这个过程中能量是如何转换的。

他向物理教师请教,物理教师告诉他,这其实是一个能量转换的过程。当他用手摇动发条时,他的身体产生了机械能,这种能量被转换为玩具车的动能,从而让玩具车运动起来。

小明很感兴趣,于是他和物理教师一起设计了一个实验来观察转化过程。他们使用弹簧秤来测量小明摇动发条时需要施加多大的力才能达到最佳效果,并用速度计来测量玩具车在运动时的速度。

小明和物理老师还利用这个实验来探索不同材料对能量转换的影响,他们比较了塑料玩具车和金属玩具车之间的差异,并讨论了不同材料对能量转换的影响。

通过这个实验,小明学习了能量转换的基本概念,掌握了实验方法和技能,并深刻理解了物理原理在日常生活中的应用和意义。

(二)借助跨学科学习突破物理教学重难点

任何教育模式的引入都是以减轻学生负担,提升学生素质为基本出发点。于初中物理课堂而言,跨学科思想的渗透是经实践证明能够切实提质增效的有益路径。调研发现,学生在掌握多种学科知识和多种思维方式后,其面对教学中的重难点问题,会有相对更高效的掌握能力。从具体的教学实践来说,数学与物理的思维逻辑较为相似,用数学公式解决物理问题是跨学科交叉中较为常见的一种解题思路。例如,面对如下题目:有一个质量为6.8kg 的正方体铁块,将其放置在0.8m2的桌面上,求铁块对桌面产生的压强是多大?在解答时,有的学生由于刚刚接触压强知识,会由于理解不够深刻而出现逻辑上的偏差,导致最终求解错误。此时,教师需要耐心地指引与直观演示,帮助学生进行细致的分析。演示过后,学生便会恍然大悟,题干中的信息具有迷惑性,即正方体铁块与桌面的接触面积并非0.8m2,而是正方体一个正方面切面的面积。解决这一例题的关键步骤是辨别迷惑信息,并根据题干已知信息,求解出铁块与桌面的真实接触面积。题目 中涉及正方体的体积和正方形的面积计算,学生在深入接受跨学科的学习后,运用数学思维与方法,能够对物理问题的解决产生正向助益。将此方法广泛地应用于解决物理重难点问题中,能够切实提升学生的解题速度,降低学习难度。

(三)加强队伍建设,践行跨学科学习价值

物理是初中课程与教学体系中的重要组成部分,受制于自身特征,物理教学的开展始终存在许多“老大难”问题。当下核心素养理念与跨学科学习模式的提出,为初中物理的教学改革带来了新的机遇。然而,机遇之下,仍需做好队伍建设。任何与教学相关的活动都离不开教师的科学指引,教师群体的教育观念与跨学科素质的高低,将直接影响跨学科模式下教学实践的成败。对此,国家也予以高度关注,为加强教师队伍建设,教育部发布《新时代基础教育强师计划》,文件指出,高质量教师作为高质量教育发展的中坚力量,将促进教师育人能力素质作为构建高质量教育体系的关键环节。

从家国层面观之,教师的形象已然发生变化,其不再局限于单一的教书匠角色,而是转变为学生学习的促进者与合作者,同时,教师自身也要践行终身学习的理念,在教学中与时俱进、锐意创新。要达成上述要求,教师需要具备优良的跨学科素质,不仅要深刻理解专业知识,对其他学科的技能与方法也要有所涉猎,并通过合理的方式深入浅出地将二者巧妙地结合于物理课堂中,成为跨学科学习的真正引导者。另外,教师还应成为跨学科学习实践的组织者,在充分了解初中阶段学生群体认知特征与能力水平的基础上,合理设置课程难度,继续发现问题、解决问题,持续优化课程模式,在不断提升自身教学水平的同时充分践行核心素养的价值要求。

(四)运用跨学科教具创新物理实验

物理是一门理论与实践并重的学科,其实践大多集中于多种实验之上。初中物理与化学、生物两门课程联系密切,许多实验资源能够共用,基于此,运用跨学科教具创新物理实验,成为可供实现的巧妙联合。举例来说,在“浮沉条件的应用”实验中,教师借助化学教具启普发生器进行物理实验,既可以深化学生对此教具使用方式的理解,又能合理解决物理问题,提升授课效率。此外,物理与生物也能够通过实验进行有机结合,当教师试图进行“杠杆原理在伸屈臂模型中的应用”与“模拟胸腔呼吸证明大气压强存在”等实验时,就可以借助物理基础知识,对物理实验过程进行科学创新,进一步增加初中物理知识与生物知识的关联度。总而言之,实验是物理学科重要的开展形式,教师应该对此引起充分重视,并在实践过程中统筹化学与生物实验知识,探究崭新的贯通路径。

四、结语

核心素养视角下初中物理跨学科学习是对中学阶段现有育人模式的再优化,新的教学视域聚焦学生综合素质与实践能力的提升,是我国教育改革的重点。当前,我国跨学科教学实践的开展已经小有成就,然而理念误区仍然存在,教师需要认清现实,但也不必过分悲观,因为任何事物的成长与发展都不是一蹴而就的,跨学科学习在初中物理中的应用需要在实践中优化。当前的主要任务是塑造高素质的师资队伍、搭建更科学合理的课程体系、丰富跨学科教学资源。综合上述努力,相信跨学科学习终将在物理教学实践中焕发自身独特的价值。

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