跨学科视域下初中物理实践类作业设计与实施研究

摘 要：立足跨学科视域设计初中物理实践类作业，既是对“双减”政策以及国家深化教育教学改革的回应，也是落实初中物理新课标的重要举措。在以往，初中物理作业设计往往以知识能力培养为导向，如今，在学科核心素养培养目标下，作业设计应将知识能力培养作为基础，重点发展学生的物理核心素养，引领学生的价值观念。而要达成这一目标，教师应主动打破学科壁垒，整合多学科知识，设计能让学生动脑、动手的实践类作业。鉴于此，文章立足跨学科视域，探讨了初中物理实践类作业设计的意义、原则及策略，给出了相应的实践案例，旨在优化作业设计成果，为学生的物理核心素养发展创造良好条件。

关键词：跨学科；初中物理；实践类作业；原则；策略

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2024）28-0107-05

作业设计是初中物理教学不可或缺的重要环节。当前，初中物理作业设计普遍存在“三重三轻”的现象，即重知识考察轻自主探究；重试题训练轻过程方法；重书面作业轻实践作业。此外，作业设计过于追求数量，内容有所重复且没有进行合理分层，随意性强，限制了作业检测、提升、反馈等功能的发挥。在物理核心素养培养目标下，初中物理教师需要优化作业设计，依据新课标要求开展跨学科实践，在作业中引入多学科知识，突出作业的实践性、探究性、生活性及层次性，切实提高学生的问题解决能力、科学探究能力、创新能力、实践能力等。

一、 跨学科视域下初中物理实践类作业设计意义

（一）从被动到主动

相较于传统作业，跨学科实践作业的趣味性更强，更能调动学生完成作业的积极性，既能帮助学生归纳总结所学知识，又能以挑战性任务拓展学生的思维，还能以实践探究锻炼学生的各项能力。在进行跨学科实践作业设计时，初中物理教师需要秉持“因材施教”理念，在整合多学科知识的基础上对作业进行分层设计，鼓励学生根据个人实际水平选择相应的作业完成，让每个学生都能有所收获，增强学生的学习自信与自主学习意识。

（二）从解题到解决问题

从传统作业到跨学科实践作业，学生的物理学习发生了巨大的转变，即从“纸上谈兵”向实践应用发展。立足跨学科视域设计物理实践类作业，需要以现实生活为背景，以真实情境为依托。这能让学生调动已有知识与生活经验去解决实际问题，确保学生“做真学问”，而不是“坐而论道”“纸上谈兵”。

（三）从继承知识到创造知识

现代知识呈现出几何级增长的态势，对学生来说，快速掌握知识远没有深度掌握知识重要。通过设计跨学科实践作业，学生能够在问题、情境、项目、任务的驱动下自主探究或合作探索知识，而不是机械地死记硬背知识。这有助于学生深度掌握课程知识，让学生的思维更加活跃，产生更多新奇的想法，并在实践中检验新知识，发掘自身学习潜力。

（四）从零散到融合

立足跨学科视域进行初中物理实践类作业设计，教师不仅要整合多学科知识，也要重新整合物理单元知识，实现不同内容和方法的相互交叉与渗透。这能拓展学生的知识视野，引导学生综合运用所学知识解决问题，推动学生物理核心素养的发展。

二、 跨学科视域下初中物理实践类作业设计原则

（一）主题化原则

在以往，初中物理作业大多围绕着单个知识点展开设计。新课标背景下，跨学科实践作业设计应从单元整体出发，结合单元主题、单元内容以及学生实际认知水平来确定单元作业主题，融入合适的跨学科内容，选定作业内容及形式，以此帮助学生构建完善的知识体系，拓宽其学习视野。

（二）开放性原则

为充分发挥作业的多重功能，在进行初中物理跨学科实践作业设计时，教师应遵循开放性原则，结合学生的学习兴趣、学习能力及学习基础，尽可能地丰富作业的形式与内容，让学生有更多自由选择、自主发挥的空间，通过多种途径完成作业，获得能力及素养的提升。

（三）项目化原则

初中物理跨学科实践作业离不开项目、问题、任务等要素。在作业设计环节，教师可整合多方教育资源，引入生命安全与健康、中华优秀传统文化、国家安全、环境保护等主题教育内容，并设置真实的、有挑战性的项目任务，指导学生以合作形式完成项目任务，有效获取知识，提升合作能力及问题解决能力。

（四）探究性原则

物理是一门建立在实验基础上的自然学科，培养学生的科学思维、探究能力、实践能力是物理教学的首要目标。立足跨学科视域进行物理实践类作业设计，教师应遵循探究性原则，设置有探究价值的问题或项目，指导学生运用已有知识学习新知识，使用科学方法进行实验探究，促进学生物理核心素养的提升。

（五）学科性原则

在初中物理跨学科实践作业的设计过程中，教师需要以课程标准为参考，严格按照物理新课标的内容及要求展开设计。同时，教师应在作业中凸显学科特色，引导学生迁移应用物理学科知识与思想方法，优化学生的学习成果。

（六）建构性原则

立足跨学科视域设计初中物理实践类作业，教师应秉持“寓学于乐，寓乐于学”的理念，通过创设情境、联系生活等策略增强作业趣味性，激发学生学习物理的欲望，从而愿意、喜欢、主动探究，突破学习重难点，完成知识的自主建构。

（七）进阶性原则

在设计跨学科实践作业时，初中物理教师应遵循适应性与进阶性原则，既要确保作业适应学生的年龄特点与认知水平，又要随着教学阶段的变化调整作业内容及形式，使其符合当前阶段物理教学的要求。

三、 跨学科视域下初中物理实践类作业设计策略

（一）作业形式多样化，落实因材施教理念

跨学科实践作业并不是多学科知识的简单相加，而是有机结合多学科知识设置探究性问题，驱动学生综合运用各个学科的知识及思维解决实际问题，在知识技能习得的基础上获得物理核心素养的提升。此外，跨学科实践并不局限于初中阶段的各个学科，教师还可在作业中引入社会热点、日常生活、工程实践等内容，进一步丰富学生的知识储备，同时吸引不同学习层次的学生主动完成跨学科实践作业，实现自我提升，将“因材施教”理念落到实处。

1. 自主选择作业

在跨学科实践作业设计环节，教师可通过“作业超市”形式突出作业的开放性与趣味性，让学生结合个人能力及兴趣选择作业内容，并结合居家实验、校本课程等引导学生动手实践，充分发挥作业的价值与功能。比如，在完成“平面镜成像”一课教学后，教师可设计如下跨学科实践作业：制作潜望镜；撰写科技馆参观研学报告；拍摄空中悬浮揭秘视频；剖析“临摹神器”新产品原理等，鼓励学生选择自己感兴趣的一项或多项作业完成。

2. 短长作业结合

立足跨学科视域开展实践类作业设计，教师可将长作业与短作业结合，长作业主要融合教学单元内容，短作业主要呈现课时所学知识。通过逐步完成长短作业，学生能够顺利掌握单元知识与技能，获得各项素养的发展。举例来说，在“声现象”一章教学过程中，教师可以“自制吉他”为主题设计长短作业，在完成课时教学后布置相关的短作业，完成单元教学后布置长作业，帮助学生渐次弄清吉他发声的原理与制作吉他的方法，掌握“声现象”相关内容。比如，第一课时“声音的产生与传播”教学完成后，教师可要求学生结合所学知识，在吉他上固定一根弦，拨动使其振动发声，分析相关的原理；第二、第三课时“声音的特性”以及“声的利用”教学完成后，教师可要求学生增加弦的数量，尝试更换弦的材质并调整松紧长短，掌握“声音三要素”；第四课时“噪声的危害和控制”教学完成后，教师可让学生自行演奏吉他，理解噪声与乐音，巩固所学知识；完成单元教学后，教师可设计实验作业、参观研学作业或活动视频作业，适当放宽作业完成时间，让学生认真完成作业并不断优化改进。

（二）作业内容精选化，丰富学生学习资源

初中物理跨学科实践作业具有综合性、多维性的特点，要求教师在作业设计环节高效整合多方学习资源，作为解决问题的素材，助力学生顺利完成作业。其中，多方学习资源包括了网络数字资源、学科学习资源、传统文化资源、社会教育资源、人力资源等，教师可根据具体教学内容整合运用多维学习资源，引导学生解决复杂问题。此外，教师还应了解学生个性化的学习需求，据此选择作业内容及作业呈现方式，体现作业的针对性、层次性与趣味性。比如，在“生活用电”这一单元教学中，教师就设置了“设计家庭节电方案”跨学科实践作业：通过查找资料了解现有的主要发电方式；叙述电的发展历程；了解发电大省有哪些以及各省的发电现状；分析发电大省都有哪些共同的地理特征；分析家庭基本用电需求；计算家用电器的电能消耗情况；思考电与节电的关系以及该如何节省用电。

（三）作业流程趣味化，驱动学生在玩中学

初中学生的身心尚未发育成熟，普遍爱玩且好奇心强，对学习重要性的认知不够深刻。在面对物理作业时，很多学生都会有抗拒、抵触的心理，收不齐作业的情况时有发生。在初中物理跨学科实践作业设计环节，教师可根据初中生爱玩的天性，将魔术表演、小制作、小实验、科技创新等学生感兴趣的内容融入作业，定期组织学生参观研学，并将书面作业与实践作业结合。这样的跨学科实践作业既能发展学生的物理核心素养，又能减轻学生的学习压力，符合“双减”政策的要求，且不论学生能否有效完成作业，他们都能获得一定的经验及教训。

（四）突出单元整体性，NIzCSDyYiKH2lKsb9IGjHsVgqnW5wWYoiUXLAmQkeW0=达到学以致用效果

传统物理作业设计往往围绕着单个知识点进行，重在让学生练知识、记知识，各项作业之间的关联性不强，学生对物理知识的掌握呈现出碎片化、零散化的特点，不能综合应用所学知识解决实际问题。鉴于此，在跨学科实践作业中，教师应从整体视角切入，先探索多元知识的融合点，再加以发散，打通整合各个章节的知识内容。比如，在学习“能量”相关知识时，教师可从社会发展角度出发，打破学科知识壁垒，突破章节内容界限，整合物理知识、化学知识与工程技术知识，围绕着学生的兴趣喜好设计“飞天计划——自制火箭”跨学科实践作业，引导学生综合运用多元知识，提高自身能力。首先，教师使用多媒体设备播放中国火箭相关视频，激发学生的民族自豪感，并以真实生动的情境引出探究问题：火箭为什么能起飞？随后，教师拿出事先准备好的气球火箭，分发给学生，要求学生结合学过的力学知识思考气球火箭起飞的原理。接着，教师指导学生动手实践，尝试制作水火箭并发射，完成实践操作后，教师再次抛出探究问题：影响水火箭飞行距离的因素有哪些？要求学生以小组为单位，运用控制变量法进行研究探索。最后，教师鼓励学生利用课余时间搜集资料，尝试制作更多种类的火箭，如液氮火箭、白醋火箭等。这样的跨学科实践作业能够激发学生的学习热情与学习动力，让学生在平等、开放、轻松的氛围中完成作业任务，使学生在提升学科素养的同时产生浓厚的学习兴趣。

（五）作业评价增值化，推动学生个性发展

初中物理跨学科实践作业能否顺利实施，评价方案的改革尤为重要。在评价环节，教师应以增值性评价为主，不单一关注学生的学习成果，提高对学生学习过程的重视程度，肯定学生的学习进步，以此发挥评价激励、导向的功能。同时，教师应认识并尊重学生之间的差异性，针对不同学习层次的学生制订不同的评价标准。此外，教师应细化评价量表，根据具体的跨学科实践作业制订科学详细的评价量表，积极推动评价主体的多元化，整合学生自评、小组互评、网友点赞、教师点评等评价活动，保障评价结果的科学性。在具体教学实践中，教师应注意以下三点：第一，做好作业指导，与学生保持交流联系，详细了解学生的学习过程，准确把握各个学生的学习情况；第二，要求学生以板报、PPT、实物、视频等多种形式呈现作业成果，为评价的开展提供便利；第三，将评价贯穿作业过程，在中期及后期依据评价量表进行评价，以此帮助学生发现自身学习中的不足之处并及时改正，深化学生对学习内容的认识，激发学生的物理学习兴趣，能够全身心投入作业任务，实现评价的增值化。

四、 跨学科视域下初中物理实践类作业设计实例

（一）作业主题

在完成“重力”一节教学后，教师结合物理知识与日常生活、工程实践，以科学馆中的自行车高空“走钢丝”展品为灵感，设计了“制作模型：展翅高飞”跨学科实践作业，要求学生自制“平衡鸟”模型。

（二）制作材料

要制作“平衡鸟”模型，学生需要用到铅笔、小螺帽、橡皮泥、纸张、雪糕棒、502胶水、彩色笔等材料。其中，铅笔和雪糕棒主要用于制作“平衡鸟”的骨架；橡皮泥、小螺帽、502胶水等材料可用于调节平衡；“平衡鸟”的支柱可使用铅笔制作；彩色笔、纸张的使用目的为美化“平衡鸟”。在布置作业之前，教师可自行制作一只“平衡鸟”，布置作业时可让学生观察成品，并为学生提供完整的制作材料，降低作业任务的完成难度，让每个学生都能有参与感与成就感，获得知识运用能力及动手实践能力的提高。当学生完成任务后，教师可鼓励学有余力的学生探索制作“平衡鸟”的其他材料或方法，进一步发展学生动手制作模型的实践能力。

（三）原理探寻

“制作模型：展翅高飞”跨学科实践作业的设计原理为“物体重心越低，稳定程度越高”。为引导学生探寻这一原理，教师可设置启发性问题，逐步引导学生展开实践探索。首先，教师抛出问题链：自行车高空“走钢丝”的原理是什么？“平衡鸟”模型的制作原理与这一原理是否存在联系？通过观察图片以及教师的提示引导，学生认识到自行车之所以能高空“走钢丝”，是因为自行车下放的配重经过了调节，重心有所降低，能够在高空中保持稳定，“平衡鸟”模型的制作也是如此，只要降低模型的重心，就能使其处于静平衡状态。

接着，教师使用多媒体设备放大展示“平衡鸟”模型，给出一系列问题，让学生在观察的基础上进行思考分析，为后续的动手操作做好铺垫。教师设置的问题如下：①是否可以将“平衡鸟”看作有一定质量分布的重物？②“平衡鸟”处于什么状态？③要使“平衡鸟”处于静平衡状态，需要满足哪些条件？④“平衡鸟”受力如何？⑤静平衡条件下，重力和支持力应满足什么条件？⑥使用1根铅笔与2片雪糕棒制作“平衡鸟”的骨架，铅笔和雪糕棒需要处于何种状态？⑦在制作“平衡鸟”的翅膀时，需要注意哪些问题？⑧如何使“平衡鸟”的框架处于静平衡状态？

对原理的探究是“制作模型：展翅高飞”跨学科实践作业的难点部分，只要学生深刻掌握原理，便能顺利进行模型制作。因此，教师要做好引导工作，以问题激活学生的思维，帮助学生厘清制作模型的基本流程与注意事项。此外，“平衡鸟”模型制作不仅涉及了“重力”相关知识，也包含了“受力平衡”“杠杆平衡”等内容，教师要提示学生综合运用所学知识，不局限于“重力”。

（四）制作步骤

在了解相关原理后，教师可让学生自行设计“平衡鸟”模型的制作步骤，并通过师生探讨完善制作方案，进行成品制作。在制作过程中，教师应从旁指导，提示学生利用好制作原理，调动学过的美术知识，使模型既能保持平衡，又美观大方。

“平衡鸟”模型的具体制作步骤为：①取1根铅笔和2片雪糕棒，使用520胶水将雪糕棒固定在铅笔尖上，确保2片雪糕棒相互对称；②确保雪糕棒与铅笔尖的结合处粘贴牢固，再使用502胶水将小螺帽粘在雪糕棒的前端；③制作好“平衡鸟”基本框架后，将其粘在另一支铅笔笔尖上，观察模型是否处于静平衡状态，若不处于静平衡状态，则使用橡皮泥降低模型的重心，使其平衡；④用彩色笔在纸张上画出鸟的外观并剪下，将其粘在框架上，进行适当的优化调整，提高模型的美观性。

在步骤①中，学生需要注意“平衡鸟”两个翅膀的对称性，确定翅膀的大小。教师应以问题引导学生思考：雪糕棒和铅笔该如何组装才能满足原理要求并制作出鸟的形状？在步骤②中，学生需要确保雪糕棒片和铅笔处于静平衡状态，小螺帽粘贴的位置至关重要；步骤③中，制作关键为对重心高低与稳定平衡原理的应用，教师可提出问题：将“平衡鸟”框架粘在另一支铅笔上，该如何使其保持平衡，可以用到什么材料？以此引导学生使用橡皮泥调节“平衡鸟”的重心，体验物理知识在制作过程中的应用；在步骤④中，制作关键为让“平衡鸟”变得美观，教师可鼓励学生发挥想象力与创造力，绘制自己喜欢的鸟类外形，培养学生的艺术表现力与创意实践能力。

（五）自我评价

在学生制作完成后，教师应组织学生交流展示成果，进行自我评价与反思，帮助学生进一步巩固相关物理知识，回顾制作流程，优化完善作业成果。结合“制作模型：展翅高飞”跨学科实践作业内容，教师设计了相应的评价量表，便于学生对个人作品进行自我评价，反思制作过程。在评价量表中，文章设置了以下评价标准，分别为：①在他人的协助下完成模型制作；②根据教师的提问与指导，独立完成模型制作；③在教师的指导下，结合所学知识内容，理解制作模型的原理，独立完成模型的制作；④在教师指导下，结合所学知识内容，理解制作模型的原理，独立完成模型的制作，且模型美观；⑤在教师指导下，结合所学知识内容，理解制作模型的原理，独立完成模型的制作，模型美观大方，并能主动探索制作“平衡鸟”的其他材料与方法。随后，教师以问题驱动学生进行自我评价：回顾“平衡鸟”模型制作过程，你认为你处于评价量表中的哪一层次？要想达到下一个层次，你需要做出怎样的努力？自我评价的开展主要是为了让学生熟悉制作步骤与原理知识，在自我评价的基础上，教师可进行班级之间甚至年级之间的交流展示，开展多元化评价。

五、 结论

综上所述，跨学科实践作业设计为初中物理作业注入了生机与活力，能够为物理学习增添乐趣，提高学生对物理作业的期待值，推动学生物理核心素养的发展。在设计跨学科实践作业时，教师应遵循主题化原则、开放性原则、项目化原则、探究性原则、学科性原则、建构性原则以及进阶性原则，通过作业形式多样化，落实因材施教理念；作业内容精选化，丰富学生学习资源；作业流程趣味化，驱动学生在玩中学；突出单元整体性，达到学以致用效果；作业评价增值化，推动学生个性发展等策略提高作业质量，让学生乐在其中，综合运用所学知识解决实际问题，在实践中发展思维及素养。

参考文献：

［1］王国军，汤金波.初中“物理+”跨学科融合的教学思考［J］.福建基础教育研究，2023（10）：106-111.

［2］刘小丰，廖洪钟.基于创新素养发展的初中物理实践性作业设计与实施［J］.物理通报，2023（10）：63-66.

［3］吴菁华.基于跨学科实践的初中物理单元长作业设计［J］.广西物理，2023，44（3）：143-145.

［4］赵志强.初中物理教师跨学科实践教学认知能力调查与提升建议［J］.教学与管理，2024（9）：56-60.

［5］胡明珍，王泓杰.“双减”背景下初中物理百变作业设计［J］.实验教学与仪器，2023，40（7）：5，30.

［6］王宇，郭芳.促进思维发展的实践类作业设计与实施［J］.中学物理教学参考，2023，52（18）：33-35.

［7］葛亚梅.“双减”背景下初中物理实践性作业设计研究［J］.数理化解题研究，2023（14）：83-85.

［8］张宗义.“双减”背景下的初中物理作业设计策略［J］.河南教育（基教版），2023（1）：81.