高中物理跨學科教學的可能性與指導建議

李欣年

(江蘇省運河中學 221300)

在時代發(fā)展的大背景之下，各學科間有著日益明顯的分化態(tài)勢，這導致了當下人們習以為常的分科教學.實施分科教學最大的好處，就是可以讓學生更好的掌握某一個學科知識的內(nèi)容，并且形成體系性認識；但是與此同時我們也要注意到，分科教學也具有一定的不足，那就是在具體的學科學習中，有可能讓自己的視野變得狹隘，有可能人為的隔絕學科之間的聯(lián)系.針對這一不足，若教師在進行教學活動的時候，能夠注意到不同學科的彼此融合，在跨學科的視域下引導學生展開思考與實踐，將會使本學科的教學產(chǎn)生更大的吸引力.對于高中物理學科教學而言，在充分借鑒其他學科知識的情況下，采用跨學科教學的思路，可以實現(xiàn)學科知識以及方法之間的聯(lián)系，可以讓學生在其它學科當中獲得的能力能夠遷移到物理學習中來，反之在物理學習中的能力以及方法認識，也有可能遷移到其他的學科中去，這樣的一種跨學科學習，可以幫助學生得到物理學科綜合素養(yǎng)進步的寶貴機會.

1 高中物理跨學科教學的概念及價值

美國國家科學研究委員會給跨學科以如下定義：跨學科概念超出了學科的界限限制，并且在科學、數(shù)學以及技術等領域有著廣泛的應用，同時這一概念對于現(xiàn)象的解釋、理論的形成，以及由此而衍生的觀察、設計等將產(chǎn)生很大的幫助.在此概念的指導之下，涉及到了科學與工程中的幾個重要跨學科概念，包括模式、因果關系、系統(tǒng)和系統(tǒng)模型、結構和功能、穩(wěn)定和變化等.

第一，跨學科教學能夠讓教師和學生構建形成較為理想的學科交叉環(huán)境；第二，它可以讓不同學科知識內(nèi)容、理論基礎共同為中心學科的教育活動服務；第三，它能夠以不同學科的資源融合為契機，使學生主體和教學目標之間較為疏離的問題得到解決，幫助學生在具體問題探究過程養(yǎng)成良好的綜合素養(yǎng).

有了這三點認識，就可以厘清高中物理化學課教學的基本概念以及價值.從形式的角度來看，基于物理學科的學習進行跨學科學習，需要以物理學科為出發(fā)點，然后向其他的學科遷移、跨越；從內(nèi)容的角度來看，跨學科教學不僅涉及到不同學科的知識，同時也涉及到不同學科之間相通的方法與能力等等，這種融會貫通的效果，只有在跨學科學習的過程中，才能讓學生深切體驗到.因此從這個角度來看，跨學科教學有著其他教學方式所無法替代的價值.

2 高中物理跨學科教學的可能性

在中學階段，物理是一門基礎學科，它和數(shù)學、生物、化學、地理等學科具有極為密切的關系，而現(xiàn)在我國高中所采取的分科教學模式，比較關注單科知識的傳授，讓各學科的聯(lián)系被分割開來，使學生的能力發(fā)展受到限制，無益于學生核心素養(yǎng)的發(fā)展，而如果我們能夠考慮到高中物理跨學科教學的可能性，則可以發(fā)現(xiàn)跨學科的嘗試不但是有必要，而且值得一試的.

首先，跨學科教學有共生理念相支持，“共生”本是生物學科中的一個概念，指的是兩個互不相同又互相影響的物種間存在的互惠關系，在此關系之下，兩個物種均有更好發(fā)展的可能性，而這便可以給中學學科教學帶來啟示：不同學科同樣可以找到彼此的聯(lián)結點，以便達到互惠互益效果.

其次，各個學科之間的知識滲透，會讓課堂擁有新穎的形式，呈現(xiàn)出別開生面的效果，保證學生在濃厚興趣的支持下配合教師的教學思路，達到科學性和人文性在課堂上的高度統(tǒng)一狀態(tài).而與此同時，教師也將因為其他學科知識內(nèi)容的介入而讓教法變得豐富起來，這對于原來特定教學內(nèi)容的呈現(xiàn)效果弱化問題，也將起到有效緩解作用.

第三，不同學科對于物理學科均將提供不同角度的知識支持，這為高中物理跨學科教學增加了更大的可能性.比如高中物理學科同數(shù)學學科的知識交叉點比較多，像斜率在物理圖像當中的應用空間比較廣泛，而三角函數(shù)問題、矢量問題、圓的知識、統(tǒng)計學內(nèi)容等，都與物理學科有著千絲萬縷的聯(lián)系；再比如物理學科中氫原子能級結構、能級躍遷等選修內(nèi)容，同化學學科里面原子結構能級、光譜、能量最低原理等知識的結合也是非常緊密的.

從以上論證來看，高中物理跨學科教學就具有了可能性，作為一線教師而言，所需要努力的是將這種可能性變成現(xiàn)實性.

3 高中物理跨學科教學的困境與指導建議

3.1 跨學科教學困境

首先是跨學科教學的整體把握程度不夠，高中學生在學習物理知識期間，教師在教學效率提高上起到積極影響.縱觀實際的物理跨學科建設，一些教師表現(xiàn)出教育素質(zhì)不高的問題，部分學校不能積極建設完整的師資力量，教師具備教學能力不強，造成跨學科銜接出現(xiàn)偏差.因為相關教師不能突破梳理跨學科和高中物理課程的內(nèi)在關系，所以難以規(guī)避問題出現(xiàn)，無法及時把跨學科思想落實，若尚未實施科學的調(diào)整方案，勢必會威脅到學生正常生活，影響學生綜合素質(zhì)提升.

其次是教學形式呈現(xiàn)單一性，在以往教學思想的制約之下，機械化教育和高中物理的較多環(huán)節(jié)存在關系，本質(zhì)上制約著教學水平提升.機械化教學產(chǎn)生的時間比較長，最為關鍵因素便是傳統(tǒng)教學體現(xiàn)出滯后性，總是把考試成績當作評價學生學習效果的標準.

最后是跨學科呈現(xiàn)形式化.現(xiàn)有的物理學科教學，部分教師以追趕時代發(fā)展趨勢為目的，不能保障跨學科的有效性.主要是跨學科形式化比較明顯，學生僅僅是了解到跨學科的內(nèi)容，可沒有全方位領悟跨學科知識點內(nèi)涵，長時間之后會浪費學生學習時間成本，制約學生學習水平提升.

3.2 高中物理跨學科指導建議

為了使高中物理跨學科教學取得更為理想的效果，筆者建議從情境創(chuàng)設、學情關聯(lián)、生活結合幾個角度做出突破.

第一，高中物理教師在授課過程中，可以利用知識片段情境的創(chuàng)設形式，讓學生借助聯(lián)想、分析、對比等形式，從跨學科的視角發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、探求物理真相，培養(yǎng)良好的學科思維方式.例如當涉及到角速度的概念時，它與線速度相比，是不易于被學生所理解的，此時不妨從地理學科中的地球自轉知識尋找靈感，用地球自轉模式創(chuàng)設知識片段情境，讓學生在觀賞地球自轉動畫中明確角速度的概念.

第二，高中物理教師需要做好學情關聯(lián)工作，即了解學生所處的實際學習狀態(tài)，據(jù)此讓不同學生接受教育引導，使之在構建完善知識體系的過程中，有效應用跨學科的做法.例如當教學至分子運動理論相關內(nèi)容時，教師需要了解其在化學學科中已經(jīng)掌握了相關內(nèi)容，有了一定的知識基礎，可以提示其主動引化學入物理，完成知識的正向遷移；再例如有些學生學習了化學反應中的質(zhì)量守恒知識后，會對物理學科中的核反應質(zhì)量虧損問題產(chǎn)生誤解，這是需要教師提前留意的.

第三，教師要在跨學科嘗試時，注意到生活結合的必要性問題，把其他學科與物理學科融入到生活環(huán)境之中，這將更有效地體現(xiàn)出跨學科的價值，并且讓物理學的形式之美、和諧之美得到展現(xiàn).比如用多媒體技術手段展現(xiàn)玩3D游戲的場景，讓大家想像游戲時的頭暈目眩感受，學生將會知道：這是由于生物學中“身體感受運動需要前庭系統(tǒng)感知加以實現(xiàn)的原理”所致，而同時，生物學的原理也可以引申到物理學科的加速計與陀螺儀功能認知中來，從而幫助學生對物理學科產(chǎn)生更深刻的認知.

第四，重視引導學生.教師要更多的給學生創(chuàng)造學習機會，讓學生主動研究問題本質(zhì)，及時提出自己的意見，讓學生形成獨立思考的能力，養(yǎng)成良好學習習慣.不管是哪一個知識點的學習，都需要鼓勵學生探索知識點形成過程，領悟知識點形成的本質(zhì)，增強學生對知識點掌握，為后續(xù)學習奠定基礎.

第五，貫穿全過程.以往的課程教學中，基本上全部的計劃均是教師設計的，全新的教育改革背景下，要想滿足素質(zhì)背景需求，教師應把跨學科與物理課程的全過程結合起來，充分引導學生，在每一個教學環(huán)節(jié)中關注學生情緒表現(xiàn)，激發(fā)學生學習情感，讓跨學科進程更為全面進行.

事實證明，從以上五個角度，去自己落實跨學科教學的思路，不僅可以讓跨學科成為現(xiàn)實，而且也實現(xiàn)跨學科教學的預期目標.

在新教育大綱指導之下，出于使高中生得到更加全面發(fā)展的考慮，高中物理教學時進行跨學科知識的引導與應用顯得極有必要，因此教師要有同時代發(fā)展相協(xié)調(diào)的思維視野，在充分認識到高中物理跨學科教學的價值之后，探索本學科同其他學科聯(lián)系可能性，并在具體操作中建立能夠被學生所接受的教學方法.從物理學科核心素養(yǎng)培育的角度來看，跨學科教學能夠讓學生在跨學科的過程中，既實現(xiàn)能力的遷移與運用，可以讓學生更好地在其它學科知識理解、概括的基礎上，建立起物理觀念；可以讓學生體驗更有效的科學探究過程，從而讓科學思維得到更好的培養(yǎng)，讓科學態(tài)度與責任得到更好的培養(yǎng)，這就是高中物理教學中采用跨學科教學思路的長遠價值與目標.