跨學(xué)科融合在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

奚紅杰

摘要：“跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中的探索”是一項(xiàng)新穎的課題研究。本文簡(jiǎn)要梳理了本課題的研究現(xiàn)狀、研究?jī)r(jià)值、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和研究方法，探討在初中物理教學(xué)中滲透語文、歷史、數(shù)學(xué)、化學(xué)、音樂、體育、美術(shù)等學(xué)科的具體措施，以全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科；初中物理；融合

初中物理高效課堂建設(shè)不僅符合初中生的身心特點(diǎn)和認(rèn)知需求，而且推動(dòng)了“啟潤(rùn)課堂”模式的全面實(shí)施?？鐚W(xué)科知識(shí)的合理滲透和融合，有利于學(xué)生更好地理解物理基礎(chǔ)知識(shí)，掌握基本技能，促進(jìn)學(xué)生高階思維的全面開發(fā)，同時(shí)還能進(jìn)一步提高教師的教學(xué)水平?！翱鐚W(xué)科融合在物理教學(xué)中的探索”屬于比較新穎的研究課題，自開題以來，課題組全體成員為了真正做到“減負(fù)增質(zhì)”，同心協(xié)力，各負(fù)其責(zé)，目前已初步達(dá)成階段性目標(biāo)。

1? ?本課題的研究現(xiàn)狀、研究?jī)r(jià)值和研究目標(biāo)

1.1研究現(xiàn)狀

近年來流行的課程整合教學(xué)不僅注重消除各學(xué)科課堂教學(xué)中專業(yè)知識(shí)分散的情況，而且力爭(zhēng)避免教學(xué)內(nèi)容脫離學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活。許多專家、學(xué)者和教師從不同角度投身于課程發(fā)展理論的研究中，形成如下共識(shí)：優(yōu)質(zhì)課程是幫助學(xué)生解決難題的特殊工具，但不能被學(xué)科束縛，以免讓學(xué)生產(chǎn)生以偏概全的邏輯錯(cuò)誤；同時(shí)，各學(xué)科知識(shí)的融合基本上體現(xiàn)了因材施教的原則，有利于發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

隨著新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深化，許多行家里手積極借鑒跨學(xué)科教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，提出了獨(dú)具特色的教育理念與主張，并取得了一定的成果。其中，皇甫全和張華兩位學(xué)者是最早進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)研究的，他們認(rèn)為跨學(xué)科開發(fā)課程就是從實(shí)踐的視角構(gòu)建高效課堂的新格局。北京師范大學(xué)教授王本陸《課程跨學(xué)科研究》的發(fā)表具有十分重要的意義，把跨學(xué)科教學(xué)推向了新的高度。在“雙減”政策的大好形勢(shì)下，廣大一線教師注重課堂的高效建設(shè)，樂于大膽嘗試跨學(xué)科融合，為提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)而努力探索。

1.2研究?jī)r(jià)值

針對(duì)初中物理課堂教學(xué)現(xiàn)狀，本課題旨在全方位探索跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中的應(yīng)用途徑，以初中物理新課標(biāo)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力為核心，緊緊圍繞三維教學(xué)目標(biāo)，將學(xué)科之間的融合納入高效課堂的視域，充分尊重學(xué)生的個(gè)體差異，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與自主學(xué)習(xí)和合作研究。同時(shí)，要求教師秉承“因材施教”原則，合理把握跨學(xué)科融合的最佳時(shí)機(jī)，積極營(yíng)造師生互動(dòng)合作的良好氛圍，利用自身積極向上的行為方式促進(jìn)學(xué)生始終處于奮發(fā)圖強(qiáng)的求知狀態(tài)。

在研究課題的過程中要不斷豐富教學(xué)理論和教學(xué)案例，提高初中物理課堂教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)參與到課堂教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)師生共同成長(zhǎng)；同時(shí)，在實(shí)踐過程中還能發(fā)現(xiàn)跨學(xué)科融合過程中存在的問題與弊端，從而不斷修改完善，構(gòu)建高效課堂，夯實(shí)基礎(chǔ)，優(yōu)化校本課程資源。

1.3研究目標(biāo)

第一，通過問卷調(diào)查和座談會(huì)等形式，分析初中物理跨學(xué)科教學(xué)的現(xiàn)狀，圍繞新課程標(biāo)準(zhǔn)和課堂高地建設(shè)的具體要求，提出符合濱海特色的可行性研究途徑。

第二，結(jié)合實(shí)際情況，參閱大量文獻(xiàn)資料和相關(guān)著作，初步了解跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向；同時(shí)，跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中應(yīng)用的過程中，讓學(xué)生既能牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)，又能在潛移默化中提升對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解能力，提高實(shí)踐操作水平，拓展學(xué)生參與自主學(xué)習(xí)和合作研究的空間，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

第三，秉承“以生為本”原則，深入開展跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中的應(yīng)用研究，通過個(gè)案展示與師生評(píng)比，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，凸顯學(xué)生的主體地位，使初中物理課堂實(shí)踐活動(dòng)日趨完善。

第四，全方位提高教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)，打造一支業(yè)務(wù)過硬的初中物理教師隊(duì)伍，以適應(yīng)新時(shí)代的義務(wù)教育發(fā)展形勢(shì)；同時(shí)，通過對(duì)跨學(xué)科融合在物理教學(xué)的應(yīng)用研究，不斷優(yōu)化校本課程資源，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

2? ?本課題研究?jī)?nèi)容的實(shí)施與進(jìn)展

本課題研究?jī)?nèi)容雖然是課題預(yù)設(shè)的，但需要緊密結(jié)合教學(xué)實(shí)際，從以下幾方面予以調(diào)整與完善：一是跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中應(yīng)用的現(xiàn)狀研究，通過問卷調(diào)查匯總適宜本課題的深層次研討；二是跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中應(yīng)用的意蘊(yùn)和特質(zhì)研究；三是開展跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中應(yīng)用研究的相關(guān)文獻(xiàn)研究，要求參與者聯(lián)系國(guó)內(nèi)學(xué)者的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，撰寫心得筆記和反思性論文；四是跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中應(yīng)用研究體現(xiàn)了“以生為本”的原則，充分尊重學(xué)生的個(gè)體差異，緊密聯(lián)系教學(xué)實(shí)際開啟卓有成效的課堂教學(xué)，為提高課堂教學(xué)效率奠定基礎(chǔ)；五是課堂大融合成果展示形式與策略研究：全體核心成員既要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，又要反思實(shí)踐中的失誤，通過交流互動(dòng)，逐步匯編成本課題的研究成果。

3? ?本課題研究方法的應(yīng)用與效果剖析

3.1問卷調(diào)查法

發(fā)放問卷，搜集跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中探索方面的信息，目前對(duì)本校實(shí)驗(yàn)班學(xué)生進(jìn)行抽樣問卷調(diào)查：一共發(fā)放問卷150份，回收問卷149份，有效問卷148份，有效率99％。

3.2比較研究法

從初中物理跨學(xué)科融合入手，把握國(guó)內(nèi)外相同領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)，積極借鑒已經(jīng)取得的研究成果，認(rèn)真吸取教訓(xùn)，從而幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積累豐富的物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，利用課堂實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)與科學(xué)素養(yǎng)；同時(shí)，幫助教師提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，拓寬視野，并通過跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中探索資源的開發(fā)，逐步形成特色化校本資源。

3.3案例研究法

認(rèn)真分析教研活動(dòng)的材料，總結(jié)行之有效的教學(xué)措施，通過評(píng)比提高認(rèn)識(shí)，并且撰寫成描述性文字材料?？偨Y(jié)出解決問題的具體措施與注意事項(xiàng)，從而凸顯學(xué)生的主體地位，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，使其逐步養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，真正發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性。

3.4文獻(xiàn)研討法

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，廣泛搜集“跨學(xué)科融合在物理教學(xué)中的探索”的有關(guān)資料，了解目前這個(gè)課題在各地的研究動(dòng)態(tài)、研究成果、發(fā)展歷史和現(xiàn)狀；同時(shí)，精心選取適用于課題的外部資料，對(duì)這些資料進(jìn)行分析并使用，為課題的研究奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，不斷提升教師的認(rèn)知能力和業(yè)務(wù)水準(zhǔn)。

4? ?跨學(xué)科融合在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

4.1適應(yīng)課改要求，更新教學(xué)觀念

初中物理新課標(biāo)指出：注重全體學(xué)生的發(fā)展，改變學(xué)科本位的觀念，注意學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展。這要求教師在教學(xué)實(shí)踐中既要向?qū)W生傳授知識(shí)和技巧，又要高度重視觀察和測(cè)量、控制變量、推理與比較、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方法的滲透，進(jìn)一步完善教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)手段、教學(xué)方法之間的關(guān)系，加強(qiáng)物理教學(xué)與其他學(xué)科知識(shí)的協(xié)調(diào)，不斷加強(qiáng)對(duì)學(xué)生德育和技能方面的訓(xùn)練，全面提高課堂教學(xué)效率，充分發(fā)揮學(xué)科之間融合的優(yōu)勢(shì)。因此，在初中物理教學(xué)中，每個(gè)執(zhí)教者應(yīng)堅(jiān)持“文理滲透和情理交融”的原則，既要緊密聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，又要重視物理知識(shí)在其他學(xué)科中的靈活滲透，使“五育”貫穿于課堂的每個(gè)環(huán)節(jié)，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)科之間的大融合奠定基礎(chǔ)。

4.2挖掘融合資源，合理滲透生物學(xué)科知識(shí)

隨著生物科學(xué)的蓬勃發(fā)展，它與物理學(xué)科之間的聯(lián)系也更加緊密。初中生物主要研究生命活動(dòng)規(guī)律與生物現(xiàn)象，許多知識(shí)點(diǎn)與初中物理有融合的空間，如顯微鏡的原理與眼睛的結(jié)構(gòu)等就運(yùn)用了光學(xué)的知識(shí)；動(dòng)物的聲納定位與人的耳朵聽覺原理的研究都涉及聲學(xué)的知識(shí)。因此，教師要合理地滲透生物知識(shí)，深挖學(xué)科之間的融合資源。

4.3結(jié)合教學(xué)實(shí)際，滲透語文和歷史知識(shí)

學(xué)好語文，學(xué)生既能提升文字的閱讀和理解能力，又能提升書面表達(dá)和邏輯思維能力。物理教材中闡述的原理、定理、定律等內(nèi)容邏輯性強(qiáng)、表述嚴(yán)謹(jǐn)，只有從本質(zhì)意義上理解和掌握，才能不斷提升學(xué)生的理解能力，為正確解題鋪平道路。部編版初中語文教材中有些篇目就蘊(yùn)含了較多的物理知識(shí)，如八年級(jí)語文上冊(cè)《落日的幻覺》一文中如此描述夕陽：“太陽看起來深黃與殷紅?！边@個(gè)句子簡(jiǎn)要反映了光的折射現(xiàn)象，夕陽接近地平線時(shí)，隨著大氣層的增厚，光線的折射也同步增強(qiáng)，頻率與波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅、黃光線偏折角度都比較小，所以紅、黃光能夠穿過大氣層，從而使夕陽呈現(xiàn)出深黃、殷紅的顏色。像“猴子撈月亮”“小小竹排江中游，巍巍群山兩岸走”“海市蜃樓”等現(xiàn)象都蘊(yùn)含著反射、參照物、折射等知識(shí)。教師如果把相應(yīng)的文學(xué)內(nèi)容融入初中物理課堂中，能幫助學(xué)生加深對(duì)物理知識(shí)的理解和掌握。

古今中外的許多歷史故事都講述了人類探索物理科學(xué)的事跡，無論是沈括比西方早四百多年發(fā)現(xiàn)的磁偏角，還是墨子的《墨經(jīng)》中詳細(xì)描述的小孔成像，都有利于學(xué)生了解物理學(xué)上的重大突破對(duì)人類認(rèn)識(shí)的沖擊，有效促進(jìn)技術(shù)革命升華與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展。例如，教師在教學(xué)《噪聲的污染與防治》一課時(shí)，可以滲透世界歷史中關(guān)于第一、二次工業(yè)革命的成果與影響的內(nèi)容，讓學(xué)生了解工業(yè)革命雖然促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，但伴隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，也在一定程度上破壞了環(huán)境，出現(xiàn)了一系列污染問題，讓學(xué)生從辯證的角度思考“科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍”這一說法，從而幫助學(xué)生形成環(huán)保意識(shí)，立志為促進(jìn)人類的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步做貢獻(xiàn)。

4.4堅(jiān)持因材施教，融合數(shù)學(xué)和化學(xué)知識(shí)

數(shù)學(xué)是義務(wù)教育階段的重點(diǎn)學(xué)科，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和邏輯思維能力。在教師指導(dǎo)初中生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過程中，只有適度滲透相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)，才能讓學(xué)生更好地理解物理概念和原理。例如，教師在教學(xué)《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》一課時(shí)，為了讓學(xué)生輕松掌握能量平衡原理，可以借助數(shù)學(xué)中的公式演化原理加深學(xué)生對(duì)能量守恒概念的理解。大部分學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)豐富，他們通過回顧各類數(shù)學(xué)公式的演化，能很容易地理解能量守恒定律的原理。可見，物理和數(shù)學(xué)之間有著緊密的聯(lián)系，諸如密度、金屬含量和行程等問題本身就兼顧了物理和數(shù)學(xué)知識(shí)。另外，采用數(shù)學(xué)函數(shù)圖像來描述物理規(guī)律也是不錯(cuò)的選擇，如可以借助曲線圖描繪出晶體在熔化過程中溫度的變化規(guī)律，使教學(xué)效果事半功倍。

物理與化學(xué)有著交叉的知識(shí)，物理學(xué)科涉及的分子、原子結(jié)構(gòu)不僅屬于化學(xué)知識(shí)，而且也能詮釋摩擦起電的成因；電流化學(xué)效應(yīng)的本質(zhì)就是電解質(zhì)溶液通電后的化學(xué)反應(yīng)；學(xué)生計(jì)算化學(xué)學(xué)科中的溶解度、溶液濃度等問題時(shí)，可以借助物理學(xué)的密度公式來完成，并且物理和化學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往可以利用相同的實(shí)驗(yàn)儀器。

4.5注重以生為本，融合音體美知識(shí)

音樂屬于物理學(xué)科中聲學(xué)的研究對(duì)象之一，學(xué)生必須深層次研究音樂與音調(diào)、響度、音色等在物理學(xué)方面的異同，如聲樂中的高、低音是由聲帶的振動(dòng)頻率決定的，各種樂器發(fā)出不同的音色均取決于不同頻率的泛音數(shù)目，這充分說明了音樂與物理學(xué)中聲學(xué)有異曲同工之妙。

不管是田徑項(xiàng)目還是各種球類比賽，運(yùn)動(dòng)員的刻苦耐勞精神雖然是戰(zhàn)勝對(duì)手的法寶之一，但離不開高科技的輔助。教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)能量轉(zhuǎn)化的過程中，可以列舉撐竿跳高運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換過程：動(dòng)能→彈性勢(shì)能→重力勢(shì)能，并強(qiáng)調(diào)助跑速度的重要性。

美術(shù)是一門綜合性與藝術(shù)性很強(qiáng)的學(xué)科，任何藝術(shù)家創(chuàng)作的作品都蘊(yùn)含自身的想象力和一定的生活氣息，所以在初中物理教學(xué)中滲透美術(shù)知識(shí)至關(guān)重要。例如，教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“宇宙天體”知識(shí)時(shí)，可以先利用電子白板畫出太陽系的行星，要求學(xué)生自己動(dòng)手標(biāo)注不同行星的名稱、公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的方向，然后，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力口述宇宙空間的美妙景象，教學(xué)效果會(huì)比較理想。

總而言之，初中物理教學(xué)中合理滲透其他學(xué)科至關(guān)重要，希望大家八仙過海，各顯神通，秉承“一切為了學(xué)生，為了學(xué)生一切”的理念，構(gòu)建各學(xué)科知識(shí)融會(huì)貫通的平臺(tái)，為全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)努力。

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