基于问题解决的初中物理跨学科实践教学策略

摘" "要：项目式问题解决能够促进学生在真实情境中综合运用物理知识与技能，培养学生的跨学科思维和创新能力；可以拓展学生对物理知识在工程实践、社会问题和自然现象中的应用认知，培养学生的团队合作、沟通和解决问题的能力，增强学生的学习内驱和兴趣，提升学习效果。因此，初中物理教学中采用项目式问题解决的跨学科教学对于培养学生的综合素养和核心能力具有积极意义。在初中物理的跨学科项目式学习中，实践作业是连接理论与现实、激发学生兴趣与创新精神的重要环节，需要将课堂上学到的物理概念和原理应用到实际问题中，从多学科角度出发，探索问题的全面解决方案。

关键词：项目式；跨学科实践；核心素养；实践作业

在2022年4月发布的《义务教育物理课程标准（2022年版）》中，强调了以增强学生核心能力为教学目标，并引入了“跨学科实践”作为一级主题。该课程标准要求至少10%的教学时间应专门用于开展跨学科主题的学习[ 1 ]。“跨学科实践”旨在展现物理学科的综合性和实践性，创建一个互联网络，连接物理学科知识与工程应用、社会关注点以及日常生活中的自然现象，从而促进学生通过整合不同学科的知识来探索和解决问题，进一步提升他们的核心能力，促进学生核心素养的发展。

在物理的跨学科实践中，结合实际工程问题的项目式学习方式具有重大的探索意义，让学生在实际工程项目的设计、实施和评估、制作工程产品的环节中学习，融合应用多学科的知识，实现跨学科实践学习。

1" 关注项目式跨学科教学的多维度

1.1" 关注项目式跨学科教学的跨学科性

初中物理的跨学科实践教学强调“跨”字，即突破各学科之间的界限，摆脱本学科的限制。为了实现这种跨学科性，初中物理教学应该与其他学科密切联系，运用多学科知识解决实际生活问题。跨学科性是初中物理跨科实践教学的重要特点之一，教师在设计和实施跨学科实践教学时，应充分考虑这一特点，以物理教材为基础，通过与日常生活的关联加强教学内容的实用性，采用主题式或项目式的方式进行教学设计。

例如，近期福州地区地震多发，学生亲身体验过地震的过程与地震疏散过程，基于实际情境出发，教师可以从跨学科视角设计课程“设计并制作简易电子地震简报器”。活动一：调研相关信息。互助学习小组通过查找资料，了解地震产生的原因、发生地震时的特征及已有的预警方法。活动二：尝试设计。在教师的指导下学习相关传感器（如压力传感器、声波传感器等）的特性，尝试设计电路并进行小组内分享，分析设计电路的科学性与可操作性并优化。活动三：材料选择、实际制作与功能性测试。学习小组根据优化后的设计方案，选择适当的传感器和报警装置进行组装和测试，并调节灵敏度。活动四：作品展示与相互评价。让学生在课堂上介绍工作原理，展示工作过程，并进行小组互动式的评价打分。这样的跨学科实践活动可以提高学生的问题意识和应用物理知识解决问题的能力，提高对前沿物理技术的了解和应用能力，同时培养他们的科技创新意识和团队合作精神，更好地适应未来社会的发展趋势。

1.2" 关注项目式跨学科教学的实践性

注重项目式跨学科教学的实践性意味着让学生亲身参与物理探究活动，学生在项目式任务驱动的引导下，通过知识建构和动手实践的方式完成学习任务，将学习方式从被动的课堂学习转变为以课内外结合的实践为主的主动学习方式。学生能够亲身参与、运用物理相关知识，并结合其他学科知识进行综合应用实践。让学生在动手实践中培养乐于实践、勇于创新的学习品质，提升在解决问题、协作以及创新方面的能力。

1.3" 关注项目式跨学科教学的的前沿性和思政融合

项目选取可以注重选取部分科学前沿研究内容，扩大学生视野，让学习不再局限于教材所涵盖的内容。进而让学生在对前沿科学的了解，探究和实践中，加强爱国主义教育，培养学生建设国家的使命感，建立正确的科学观与世界观。

例如，以学习、解释、探究“天宫课堂”中的相关实验为项目，任务一：学生团队通过自主学习和研究，阅读相关文献、观看相关视频等方式了解天宫空间实验室的建设背景、目标。任务二：学生团队选择一项天宫课堂中的实验进行深入学习和分析。例如，他们可以选择“微重力下液体行为”“空间种植实验”或其他感兴趣的实验。团队成员可以分工合作，每个人负责研究和解析一个实验。任务三：学生团队根据所选择的实验，使用常见实验器材和材料，设计并展示一个可以在地球环境下完成的简化或模拟实验。任务四：引导学生从“天宫课堂”项目中深刻理解中国航天事业的伟大成就，思考中国航天事业对国家的意义和贡献。

项目式跨学科教学是当前教育领域的一个前沿趋势，引导学生紧跟科技领域的最新进展，理解科技发展的趋势和方向。不仅能够激发学生对科学的兴趣和好奇心，更能够增强他们主动探索未知、积极参与科技创新的意识，培育学生具备面向未来的创新精神和广阔的国际视野。同时其兼具课程思政性，有助于培养学生的创新精神，民族自豪感和爱国情怀[ 2 ]。

2" 跨学科实践理念下的项目式实践课程设计探索

2.1" 以项目式问题为导向，在“做”中学，促进学生深度学习

用项目式问题为课堂学习驱动任务，让学生在项目设计及动手实践中，自主地进行探究和建构知识，运用知识。例如，关于初中物理项目式跨学科实践活动——制作简易潜水艇，可以设计实践活动如下，任务一：通过查找潜水艇运行原理的相关视频和材料，了解潜水艇的主要工作过程与主要结构。任务二：学习并探究“浮与沉”相关知识，结合物理原理和工程要求，设计潜水艇的结构，如潜水艇主体、排水和进水装置。任务三：选择并寻找制作所需材料和工具。任务四：制作简易潜水艇，并展示效果。

以问题为导向、以实践为重点的教学方法能够促进学生的深度学习，培养其批判性思维和解决问题的能力。通过参与实际项目，学生能够在探索中建构知识、提升技能，并将所学知识应用到实际生活中，为其全面发展和未来的学习与工作打下坚实基础。

2.2" 丰富作业形式，在“悟”中用，推动发展实际应用知识的能力

跨学科实践作业则是引导学生跨学科实践的重要方式，课程中根据教学需要布置课前、课中或者课后的跨学科实践作业，让学生通过自主思考和创新，分析、制作具体实践项目，将所学知识应用到实际的创意设计，参与项目式实践，解决实际问题。

列举两个实例，例1：某大桥上的环卫工人们正加班加点地撒盐化雪。为了寻找答案，学生可以进行以下实践：使用冰箱中的模具自制小冰块，每隔1 min就测量水的温度，并观察其状态的变化。仔细体会凝固过程中的特点。待所有水完全凝固后，取出等量的冰块，并分别放入相同的容器中，一部分加盐，一部分不加盐。观察冰块的熔化情况，通过实验现象自主归纳分析晶体熔点可能的影响因素，并分析“撒盐化雪”的原理。例2：仓山区万达广场附近有一个H型地下通道（如图1所示），中间过道会面临通风系统不好的问题。如果你是工程师，将如何设计？请在图2中H型地下通道结构图中画出大致图样，并说明理由。

在这种教学模式下，作业变得形式多样，不仅提升了学生的学习趣味性和主动性，也有效支持了教育“双减”政策的推行，减少学生的家庭作业和课外辅导的负担，同时更是作为跨学科实践教学课堂外的进一步延伸。通过参与这些课后实践作业，学生可以在真实的学习场景中进行探索和实践，从而深入理解物理相关的原理与概念，提高运用物理知识解决实际问题的能力。

3" 跨学科实践理念下更新评价方式的探索

跨学科实践教学的设计除了关注教师的教、学生的学，更要关注课堂教过程和作业评价方式的更新，重视实践教学中“评价”对于教学的重要指导意义，推动学生更深入参与项目式问题的研究和项目制作。多样化的评价方式可以考察学生的理论知识、实际操作能力以及创新能力，更好地满足跨学科实践教学的需求。通过引入同行评价、自评价、项目作业展示等多种评价方式，能够更全面地了解学生的学习情况，促进学生个性化发展，提升教学效果。

例如实践项目作品的评价，可以通过设计评价量表的形式，让学生进行自评和互评。以“设计并制作潜水艇”的评价量表为例，如表1。

通过项目评价量表的使用，可以客观地评估不同项目的完成情况，避免了主观偏见的影响。同时评价的过程能够为学生提供一个展示自己的平台，让他们能够在完成项目的过程中，通过报告、展示等形式，向同学和老师展示自己的成果，增强学生的成就感，自信心、协作能力，也在相互评价的过程中，培养学生的批判思维和科学态度，助力核心素养培养目标的落地。

4" 结语

以项目式问题解决的跨学科实践教学形式为初中物理教学提供了一种创新的途径，为学生提供更加丰富和多样化的学习体验，激发学生的想象力和创造思维。实际问题的解决中，通过应用物理知识与其他学科进行整合，学生可以更全面地构建知识结构、理解知识和运用知识。学生通过参与项目式的问题解决过程，提升了对物理学科知识的理解和掌握，培养了跨学科思维、创新能力和团队合作意识。这样的教学方法能增强学生对物理学科的学习意愿，促进创新性思维和实践动手能力的养成，培养服务于科技进步与社会发展的意识，实现为国育才的宏伟目标。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）[S].北京：人民教育出版社，2022.

［2］ 巩寒瑛.基于跨学科实践理念的单元长作业设计：以苏科版“物态变化”为 例[J].中学物理教学参考，2023（9）：21-24.