初中物理跨學科主題學習的三向關聯(lián)

王雄　徐新宇

摘 要 跨學科主題學習是新課標所強調的素養(yǎng)導向、綜合性、實踐性等理念的具體落實，是硬性規(guī)定，有明確的課時要求。跨學科主題學習需要圍繞“跨學科”“主題”“學習”三個關鍵詞設計具體路徑，以跨學科概念、社會熱點問題、共通性素養(yǎng)為三向關聯(lián)，實施初中物理跨學科主題學習。

關鍵詞 跨學科主題學習? 三向關聯(lián)? 初中物理

引用格式 王雄，徐新宇.初中物理跨學科主題學習的三向關聯(lián)[J].教學與管理，2023（16）：49-51.

跨學科主題學習是指師生圍繞某一研究主題，運用各科課程的知識、技能、方法、思維等，開展具有研究特征的綜合實踐活動。義務教育物理課程標準（2022年版）中明確提出要“設立跨學科主題學習活動，加強學科間的相互關聯(lián)，帶動課程綜合化實施，強化實踐性要求”[1]，并在課標的不同部分提出跨學科主題學習的一般流程、目標設定、評價設計等內容?？鐚W科主題學習是新一輪課改的重點、亮點和特色，其重要性不言而喻。初中物理跨學科主題學習可以以跨學科概念、社會熱點問題、共通性素養(yǎng)為關聯(lián)，實施初中物理跨學科主題學習。

一、以跨學科概念關聯(lián)初中物理跨學科主題學習

概念是物理學科的基石，對物理學科的深入了解往往要從概念入手，正如只有理解質量、慣性、力等物理概念，才能真正體悟物理學科的價值與魅力。概念如按學科分類，可分為學科概念和跨學科概念。義務教育科學課程標準（2022年版）提出4個跨學科概念，分別是物質與能量、系統(tǒng)與模型、結構與功能和穩(wěn)定與變化[2]。既然這些概念有跨學科特征，我們當然可以直接“拿來”，以這些跨學科概念為關聯(lián)，設計初中物理跨學科主題學習。

以跨學科概念“結構與功能”為例，基于浙教版八年級（下）教材為基礎進行思考。首先，基于物理學科，我們選擇了《電與磁》中《電動機》一節(jié)為例，通過學習電動機原理、分析電動機圖形、裝配電動機模型三個步驟，讓學生初步理解電動機的核心是“結構決定功能”“結構與功能相統(tǒng)一”等“結構與功能”之間的關系。其次，我們選擇了化學學科中的《原子結構的模型》一節(jié)，突出通過“結構與功能”這一跨學科概念進行教學，拓寬理解“結構是功能的內在基礎，功能是結構的外在表現(xiàn)”，“可見功能可以推測看不見的結構”等要義。再次，我們選擇生物學科中《植物的莖與物質運輸》為參考，通過植物莖中導管、篩管與本質部、韌皮部，水、無機鹽和有機物之間的相互匹配關系形成，讓學生深入理解“功能的變化是由結構變化所引起，反過來，功能變化又是引起結構變化的原因”等內涵。通過跨學科概念串聯(lián)不同學科，形成了以“結構與功能”為關聯(lián)的跨學科主題學習。

以上，我們通過跨學科概念來關聯(lián)不同學科的內容，重組教材，形成基于初中物理的跨學科主題學習。其基本流程是：確定跨學科概念——梳理及闡明跨學科概念內涵——結合內涵尋找精準課例——形成跨學科概念主題學習。以跨學科概念關聯(lián)形成的跨學科主題學習是一線物理老師比較容易學習和實踐的。其關鍵有以下幾點：一是要深刻理解跨學科概念的統(tǒng)整性。教師對跨學科概念內涵認知越深刻，跨學科主題學習關聯(lián)性就越精密。仍以“結構與功能”為例，只有教師能對“結構與功能”這個跨學科概念有豐富認知，才能更好地關聯(lián)其他學科，否則，跨學科概念就“為跨而跨”。二是要精準選擇不同學科的匹配內容。如果內容選擇不當，跨學科主題學習很容易出現(xiàn)簡單的拼盤現(xiàn)象，并不能形成真正的整體，從而“統(tǒng)而不整”。因此，在內容選擇上要基于同一跨學科概念的不同維度進行匹配。以“結構與功能”為例，初中各學科可以選擇的內容很多，我們之所以精心選擇了以上三節(jié)內容，是因為所選內容雖在表面上屬于不同學科，但從深層次來看，這三節(jié)內容從不同側面豐富著跨學科概念的內涵（物理突出“結構決定功能”等常見關系；化學突出依據(jù)功能推測結構，強調科學猜測與建模；生物突出“結構決定功能，功能的發(fā)揮甚至還會反作用于結構”），有很強的代表性。有了這些精準內容的選擇，隨著跨學科概念內涵的不斷豐富，跨學科主題學習不斷深入，其學科融合育人的根本價值才能真正體現(xiàn)。

二、以社會熱點問題關聯(lián)初中物理跨學科主題學習

在物理課標（2022年版）中，把“跨學科實踐”設置成為物理五個一級主題之一，并強調物理“跨學科實踐”主題側重于體現(xiàn)物理學與日常生活、工程實踐、社會發(fā)展等方面的聯(lián)系[3]。課標中之所以有這樣的要求，是因為跨學科主題學習與實踐結合，有利于體現(xiàn)其綜合性、實踐性的特點，同時現(xiàn)實社會熱點問題的復雜性符合跨學科主題學習對核心素養(yǎng)形成所需的情境要求。因此，基于社會熱點問題關聯(lián)初中物理跨學科主題學習也是實施路徑之一。

這三年，我們每個人都置身于新冠疫情之中，這場疫情在不同程度上改變了我們的衣食住行方式，也給我們的教育帶來深刻變化。作為一線教師，需要思考如何化“?！睘椤皺C”，整合課程，形成良好教育契機。疫情下的健康無疑是社會最關注的熱點，在近三年浙江嘉興的中考題中都有體現(xiàn)。例如2020年嘉興社會中考卷31題以網(wǎng)絡健康為題從保障學生的受教育權、青少年如何對待網(wǎng)絡等視角進行考查。又如2021年數(shù)學嘉興中考卷第22題以消毒液瓶為情境，考察數(shù)學中的三角形知識；2021年嘉興科學中考27題從生物學探究疫苗X的安全和有效性；29題從物理學角度考查了居家運動中握力器中的杠桿、功、能量等物理知識；2022年語文嘉興中考卷“青春·運動”篇以劉畊宏直播健身熱度材料為切入點，考查語文的非連續(xù)性文本的閱讀等等。

從各學科中考題為綜合視角，我們發(fā)現(xiàn)關注社會熱點問題是大多數(shù)學科的要求。作為初中物理教師，應立足學科實際，結合社會熱點，精心設計。例如，我們可以“人體杠桿與健康”為主題，在初中物理《杠桿》的學習中尋找人體中眾多的省力杠桿、費用杠桿、等臂杠桿，再結合杠桿的五要素知識與體育結合，通過探究實踐得知：在體育中考鉛球的項目訓練中，運動員應該充分運用杠桿原理，推鉛球通過轉腰送髖，伸臂、撥指，在最后投擲動作上要充分展開上臂，確保阻力臂最大，同時以肩關節(jié)為支點，肩部肌肉附著點為動力點，這樣就形成了杠桿，投擲物體的距離更遠。此外，通過畫出杠桿的五要素與數(shù)學結合，形成三角模型并求解。

以上我們通過社會熱點問題來關聯(lián)不同學科的內容，形成基于初中物理的跨學科主題學習，其基本流程是：選定社會熱點問題——關聯(lián)核心物理知識——挖掘跨學科鏈接點——形成跨學科主題學習。這個過程的關鍵是對真實問題情境的教學深加工。以社會熱點問題關聯(lián)跨學科主題學習的關鍵有以下幾點：一是要形成現(xiàn)實與學科的雙向關注?；谏鐣狳c的跨學科學習涉及現(xiàn)實與學科兩個方面，因而在活動過程中一方面要引導學生從物理的角度觀察和分析問題，另一方面也要啟發(fā)學生從現(xiàn)實的角度思考和研究問題。例如，在“人體杠桿與健康”的實踐中，我們要探究“人體杠桿與鉛球運動距離”的活動時，物理角度就是分析各種姿勢下杠桿的五要素，形成對照，而現(xiàn)實角度則是研究影響鉛球距離遠近變化的主要因素、這些因素的影響程度如何。二是要形成本學科與其他學科的雙維聯(lián)動。物理課標（2022年版）提出，要處理好立足本學科與跨學科的關系，活動設計應以物理教師為主，可邀請相關學科教師共同研究、確定方案[4]。因此，活動由物理教師主導實施，可協(xié)同其他學科（如體育、數(shù)學）教師或者班主任一起完成?？梢苑譃槲锢碚n、其他課兩部分：在物理課外，主要是物理教師與其他學科教師一起，結合眾多社會熱點進行情境選擇，并結合情境與知識提出研究問題、設計實驗方案進行任務分工，同時通過情境實踐與團隊合作獲取數(shù)據(jù)；在物理課內，則由物理教師主導，引導學生結合物理知識及各種實踐數(shù)據(jù)，進行物理建模、數(shù)學分析，利用杠桿、函數(shù)、體育等知識分析數(shù)據(jù)之間的關系。

三、以共通性素養(yǎng)關聯(lián)初中物理跨學科主題學習

就初中物理跨學科主題學習而言，共通性素養(yǎng)指的是相通或者適用于各方面的方法、思維和能力。共通性素養(yǎng)關聯(lián)就是要尋找與研究學科之間的相通性；就是要在熟練掌握初中物理學科的理論與方法的基礎上，關聯(lián)學科間共同互通的理論與方法，進而用這些理論與方法去研究真實的現(xiàn)實問題，從而達到物理課標（2022年版）所指出的，“要設計豐富的實踐活動，提高學生的共通性素養(yǎng)”[5]。由此可知，共通性素養(yǎng)可以關聯(lián)初中物理跨學科主題學習。

跨學科主題學習可以關聯(lián)共通性的方法。在跨學科主題學習中，把各學科書本上“靜知識”經(jīng)由學生活動轉化為可運用的“活知識”過程中，需要有共通的方法。例如，控制變量法是初中物理實驗中最常用的一種科學方法。而這種控制變量的方法也在其他學科廣泛運用。在跨學科主題學習中，我們通過共通性方法在綜合的、實踐情境下運用，就會形成其最核心的幾個環(huán)節(jié)：（1）理清各種變量；（2）剔除無關變量，分清自變量與因變量；（3）改變其中一個變量，控制其他變量；（4）用控制變量思維，研究變量之間的關系并進行綜合解決。有了這些共通性認知，對于這些研究方法就有了更深入的理解，這些深入理解反過來有利于關聯(lián)跨學科主題學習。

跨學科主題學習可以關聯(lián)共通性的思維。物理課標（2022年版）明確提出，跨學科實踐時，要求收集學生運用多學科知識和跨學科思維的行為表現(xiàn)和活動成果[6]。這里的“跨學科思維”就是突破思維局限，與其他相關知識融合到一起，構建全新的跨學科知識體系，培養(yǎng)多維度思維模式。例如，建模思維就是一種共通性思維，需要學生在跨學科主題學習中，通過對狀態(tài)模型、過程模型、條件模型、結構模型的運用、分析、對比、總結后形成建模思維，這種思維在學生面對復雜的、真實問題時自然會被激活。

跨學科主題學習可以關聯(lián)共通性的能力。物理課標（2022年版）在跨學科主題學習的能力培養(yǎng)上要求：發(fā)展學生跨學科運用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養(yǎng)學生積極認真的學習態(tài)度和樂于實踐、敢于創(chuàng)新的精神[7]。其中綜合力、實踐力是眾多具體能力的綜合、提升、內化，具有很強的共通性，而也可關聯(lián)跨學科主題學習。

以上我們通過共通性素養(yǎng)來關聯(lián)不同學科的內容，形成基于初中物理的跨學科主題學習。其中的基本流程是：確定物理情境與核心知識——選定共通性素養(yǎng)的內涵方面（方法、思維、能力或綜合等）——圍繞共通性素養(yǎng)進行設計——形成跨學科主題學習。例如，在初中物理《透鏡和視覺》學習后，我們安排了一節(jié)以“動手制作一個簡易的個性投影燈”為題的跨學科主題學習。教學目標如下：1.進行“投影燈的結構與工作原理”的黑盒問題探究，初步形成提出問題、建立假設、設計方案等探究能力。2.學會應用凸透鏡成像規(guī)律解決生活中的現(xiàn)實問題，初步形成批判性思維、溝通能力、團隊協(xié)作和創(chuàng)新等關鍵能力。3.學會識別問題和限制條件的設計思維，并能從真實情境中提煉問題和相關條件。4.學會利用迭代性思維設計制作符合要求的成品，體驗投影燈的工程設計，初步形成批判性思維、交流協(xié)作、創(chuàng)造與創(chuàng)新等關鍵能力。5.通過自主繪圖，培養(yǎng)學生的審美情趣和能力。6.學會應用數(shù)學知識測量投影圖片的直徑和物距。在以上的目標設計時，有各學科的體現(xiàn)（目標1.5.6分別體現(xiàn)了物理、美術、數(shù)學學科），也有共通性素養(yǎng)的關聯(lián)（如2中的4C能力，3中的控制方法，4中的迭代性思維）。通過這樣的跨學科主題學習目標設計，強調了基于物理學科，突出其他學科合作，引導學生運用多學科知識分析和解決問題，培養(yǎng)學生的正確價值觀和社會責任感。

跨學科主題學習是基于學科的主動跨界學習，是自覺將社會實踐的創(chuàng)新過程融入學校教學的主動過程[8]。 “跨學科”是相對于學科而言的，是對學科邊界的跨越。它既突出學科的結合，又保留各學科的特征，利用各門學科不同的視角更好地求解問題，從而強化“有意義的學習”[9]。在初中物理跨學科主題學習中，我們必須回歸原點，清晰跨學科主題學習的學科性、實踐性、綜合性，并從三個方面入手，以跨學科大概念、社會熱點問題、共通性素養(yǎng)為三向關聯(lián)，開展初中物理跨學科主題學習。在此過程中轉變觀念，由“單一育人”發(fā)展為“協(xié)同育人”，由“學科育人”發(fā)展為“課程育人”，由“知識育人”發(fā)展為“素養(yǎng)育人”。

參考文獻

[1][3][4][5][6][7]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022：4，7，44，27，47，34.

[2] 中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022：6.

[8] 郭華.跨學科主題學習及其意義[J].文教資料，2022（16）：22-26.

[9] 鐘啟泉.課堂轉型[M].上海：華東師范大學出版社，2018：64.

【責任編輯? ?孫曉雯】