新課標(biāo)背景下物理“跨學(xué)科實(shí)踐”主題課程的研發(fā)與實(shí)施

根據(jù)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）的要求，“跨學(xué)科實(shí)踐”主題課程已成為初中物理教學(xué)的重要組成部分。該課程通過(guò)巧妙融入日常生活元素、緊密對(duì)接工程實(shí)踐需求以及深度結(jié)合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)物理知識(shí)靈活應(yīng)用于實(shí)際生活中。同時(shí)，該課程致力于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力與創(chuàng)新思維，為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。文章探討新課標(biāo)背景下物理“跨學(xué)科實(shí)踐”主題課程的研發(fā)與實(shí)施，以供參考。

一、融入日常生活，解決具體問(wèn)題

（一）觀察生活現(xiàn)象，了解物態(tài)變化

通過(guò)深入觀察日常生活中的各類現(xiàn)象，學(xué)生能夠進(jìn)一步理解物質(zhì)在不同條件下的狀態(tài)變化，即物態(tài)變化。這一過(guò)程不僅有助于學(xué)生深化對(duì)物理知識(shí)的理解，還能促使他們?cè)谌粘Ｉ钪邪l(fā)現(xiàn)更多有趣的物理現(xiàn)象，從而激發(fā)他們的好奇心和探索欲。

例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生細(xì)致觀察水在固態(tài)（冰）、液態(tài)（水）和氣態(tài)（蒸氣）之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程，讓他們了解物理學(xué)中的凝固、熔化、汽化等相關(guān)知識(shí)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。首先，學(xué)生需觀察冰塊逐步熔化成水的過(guò)程，深入理解熔化的概念。隨后，學(xué)生需將水倒入特定容器中，觀察水蒸發(fā)并產(chǎn)生水蒸氣的漸變過(guò)程，從而掌握汽化的科學(xué)原理。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠直觀感受固態(tài)至液態(tài)、液態(tài)至氣態(tài)的物態(tài)變化過(guò)程，同時(shí)深入理解其背后的物理原理。

（二）借助生活實(shí)際，體驗(yàn)?zāi)Σ亮Υ笮?/p>

借助生活實(shí)際是一種行之有效的教育方法。在物理教學(xué)中，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中仔細(xì)觀察并親身體驗(yàn)不同的摩擦情景，可以加深他們對(duì)摩擦現(xiàn)象的理解。比如，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在不同地面環(huán)境下推動(dòng)物體，比較不同地面的摩擦力大??；引導(dǎo)學(xué)生利用不同材質(zhì)的物體進(jìn)行摩擦實(shí)驗(yàn)，從而直觀感受不同物體摩擦力

的差別等。

為了讓學(xué)生親身體驗(yàn)?zāi)Σ亮Φ拇笮。處熆梢越Y(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行教學(xué)。比如，教師可以準(zhǔn)備木板、玻璃板及金屬板等材料，并選取合適的物體（如書(shū)籍或玩具車）作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，隨后指導(dǎo)學(xué)生分別在不同材料的表面嘗試推動(dòng)該物體，記錄推動(dòng)過(guò)程中所需力的大小。通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠直觀感受到不同材料表面對(duì)摩擦力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在木板上推動(dòng)物體所需的力更大，而金屬板上所需的力則相對(duì)較小。借助生活實(shí)際，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作親身體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)摩擦力的大小，這樣有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的熱情，使他們掌握“摩擦力的大小與物體表面粗糙程度、壓力大小、接觸面積等因素有關(guān)”這一知識(shí)點(diǎn)。

（三）選擇生活工具，探究動(dòng)能與勢(shì)能

在探究動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系時(shí)，教師可以選取日常生活中的常見(jiàn)物品作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。這一做法不僅貼近生活，還能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的直觀感受。比如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察并操作彈簧秤、彈尺等物品，通過(guò)一系列精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和細(xì)致的觀察，使學(xué)生深入理解并掌握動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

為了使學(xué)生更加深刻地理解動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，教師可以采取以下實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。首先，教師可以讓學(xué)生拿出提前準(zhǔn)備好的不同類型的彈簧玩具，如小球、彈簧車等。接著，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在不同材質(zhì)的地面環(huán)境，如木地板、瓷磚或地毯，對(duì)彈簧玩具進(jìn)行彈跳測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需將彈簧玩具從固定高度釋放，使其自由落體，隨后觀察并記錄彈簧玩具的彈跳高度。通過(guò)觀察和記錄，學(xué)生可以運(yùn)用基礎(chǔ)物理公式，計(jì)算出彈簧玩具下落時(shí)的動(dòng)能及其在彈跳過(guò)程中的勢(shì)能。通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠直觀地認(rèn)識(shí)到動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，進(jìn)一步提高觀察力和實(shí)驗(yàn)操作能力。此外，為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲，教師可以鼓勵(lì)他們?cè)O(shè)計(jì)并開(kāi)展多樣化的實(shí)驗(yàn)，如改變玩具的重量、材質(zhì)或釋放高度，以深入探究動(dòng)能與勢(shì)能的關(guān)系。

二、指向工程實(shí)踐，提高操作能力

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在物理教學(xué)中，教師通過(guò)精心設(shè)計(jì)富有生動(dòng)性的情景與案例，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，促使他們以更加積極主動(dòng)的心態(tài)投入物理知識(shí)的學(xué)習(xí)與物理問(wèn)題的解決之中。

例如，在講解機(jī)械能的概念時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)、搭建滑動(dòng)摩擦小車，并將其作為實(shí)驗(yàn)工具。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需讓小車從斜坡頂端滑下，并借助機(jī)械能守恒原理分析小車在滑行過(guò)程中動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化情況。機(jī)械能守恒原理可用以下公式表示：E=Ek+Ep，其中E表示機(jī)械能總量，Ek代表動(dòng)能，EP則代表勢(shì)能。學(xué)生通過(guò)測(cè)量小車在不同位置的速度和高度，可以計(jì)算得出動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，并觀察它們的變化趨勢(shì)，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒原理的正確性。具體而言，當(dāng)小車位于斜坡頂端時(shí)，其勢(shì)能達(dá)到最大值，而動(dòng)能相對(duì)較小。隨著小車沿斜坡下滑，勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，同時(shí)摩擦力將不斷消耗小車的動(dòng)能。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論與總結(jié)。這種教學(xué)方法不僅有助于學(xué)生直觀感受動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，還能深化學(xué)生對(duì)物理學(xué)基本概念的理解，從而提升其物理學(xué)科素養(yǎng)。

（二）頭腦風(fēng)暴，設(shè)計(jì)合理方案

在物理教學(xué)中，為鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課程并設(shè)計(jì)出合理的解決方案，教師可以組織頭腦風(fēng)暴等團(tuán)體討論活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

在學(xué)生初步認(rèn)知機(jī)械能的基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展頭腦風(fēng)暴，構(gòu)思并搭建能夠高效將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的實(shí)驗(yàn)裝置。首先，教師可以向?qū)W生提出一個(gè)問(wèn)題：“如何創(chuàng)設(shè)一個(gè)機(jī)械裝置，以實(shí)現(xiàn)勢(shì)能向動(dòng)能的最大化轉(zhuǎn)化？”接著，引導(dǎo)學(xué)生圍繞此問(wèn)題進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的設(shè)想。在頭腦風(fēng)暴過(guò)程中，學(xué)生可以發(fā)揮創(chuàng)造力，思考重力、勢(shì)能轉(zhuǎn)化及能量損失等關(guān)鍵問(wèn)題，并提出各具特色的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。然后，學(xué)生需選出最具可行性的方案，制訂詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，明確所需的材料和工具，并分工協(xié)作，共同搭建實(shí)驗(yàn)裝置。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以運(yùn)用物理學(xué)公式對(duì)勢(shì)能和動(dòng)能進(jìn)行計(jì)算和預(yù)測(cè)。通過(guò)實(shí)際操作和觀察，學(xué)生可以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)裝置的實(shí)際效果，了解勢(shì)能是如何轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的。最后，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和總結(jié)，分析影響勢(shì)能到動(dòng)能轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵因素，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。通過(guò)這一系列的團(tuán)體討論和合作設(shè)計(jì)活動(dòng)，學(xué)生不僅能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高協(xié)商合作能力，還能在解決問(wèn)題的過(guò)程中提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

（三）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，指導(dǎo)推理論證

在物理教學(xué)中，教師可以采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，通過(guò)設(shè)定具體的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)開(kāi)展推理論證活動(dòng)，幫助他們理解和掌握物理知識(shí)。

例如，教師可以為學(xué)生安排一個(gè)具體任務(wù)：設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)能夠高效將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的裝置，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)一輛小車成功爬上一個(gè)坡道。首先，學(xué)生需運(yùn)用所學(xué)的物理學(xué)知識(shí)，如重力勢(shì)能、動(dòng)能及能量轉(zhuǎn)化原理等，來(lái)構(gòu)思并搭建符合要求的小車和坡道系統(tǒng)。接著，學(xué)生需圍繞所設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行推理論證，探究其是否具備將勢(shì)能高效轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，以推動(dòng)小車爬上坡道的能力。最后，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)的引導(dǎo)下，學(xué)生可以靈活運(yùn)用物理學(xué)公式，推導(dǎo)出裝置設(shè)計(jì)所需的關(guān)鍵條件。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生還可以基于物理學(xué)原理，通過(guò)精準(zhǔn)的測(cè)量和深入的數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的裝置能否達(dá)到預(yù)期的效果。這種任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法有助于使學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)和運(yùn)用物理知識(shí)，使學(xué)習(xí)過(guò)程更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，從而幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)知識(shí)。

三、基于社會(huì)發(fā)展，了解前沿科技

（一）觀看紀(jì)錄片，撰寫(xiě)文章

在物理教學(xué)中，教師可以播放與物理緊密相關(guān)的紀(jì)錄片，并要求學(xué)生在觀看后撰寫(xiě)關(guān)于相關(guān)物理概念的論述文章，從而提高他們理解和運(yùn)用物理知識(shí)的能力。

例如，在講解完功和機(jī)械能這一內(nèi)容后，教師可以選擇一部聚焦工程實(shí)踐中動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的紀(jì)錄片，要求學(xué)生結(jié)合紀(jì)錄片內(nèi)容，撰寫(xiě)一篇文章，深入剖析紀(jì)錄片中所展現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，并運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)加以分析和論證。比如，學(xué)生可以探討機(jī)械裝置如何有效地將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，并運(yùn)用物理學(xué)概念進(jìn)行解釋。此外，學(xué)生需在文章中闡述自己對(duì)所觀看內(nèi)容的理解，提出自己的見(jiàn)解，并結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)，探討如何將紀(jì)錄片內(nèi)容與學(xué)科理論聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)觀看紀(jì)錄片和撰寫(xiě)文章，有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和分析能力，從而進(jìn)一步提升其物理學(xué)科素養(yǎng)。

（二）走進(jìn)科技館，大膽質(zhì)疑

在物理教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生參觀科技館，通過(guò)實(shí)地探訪與觀察，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘并糾正自己對(duì)物理原理理解的誤區(qū)。

例如，教師可以組織一次校外教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀當(dāng)?shù)乜萍拣^，讓他們親身感受機(jī)械能相關(guān)展品的魅力。當(dāng)學(xué)生直面各種形式的機(jī)械模型，或是運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換的演示時(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)提出疑問(wèn)或見(jiàn)解。比如，學(xué)生可以提出如何優(yōu)化現(xiàn)有展示裝置以提高效率或改進(jìn)功能的設(shè)想。

此外，教師可以在展館內(nèi)安排一些小型實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)的某些環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析其中蘊(yùn)含的物理規(guī)律。通過(guò)這樣的活動(dòng)，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、從錯(cuò)誤中汲取教訓(xùn)并提出改進(jìn)方案。

（三）鼓勵(lì)小發(fā)明，合作創(chuàng)新

在物理教學(xué)中，教師應(yīng)致力于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與團(tuán)隊(duì)合作能力，通過(guò)積極鼓勵(lì)、支持學(xué)生創(chuàng)造小發(fā)明或提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，倡導(dǎo)學(xué)生間的深入合作，促使學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)的物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

例如，教師可以采用啟發(fā)式教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)械能的學(xué)習(xí)興趣。具體而言，教師可以首先在課堂上展示一些有關(guān)機(jī)械能的物品或視頻資料，如滑雪板設(shè)計(jì)、摩托車運(yùn)動(dòng)等，以此作為啟發(fā)點(diǎn)。隨后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何通過(guò)小發(fā)明和合作創(chuàng)新來(lái)改進(jìn)這些技術(shù)。比如，教師可以設(shè)定一個(gè)挑戰(zhàn)任務(wù)，即設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)易機(jī)械裝置，實(shí)現(xiàn)動(dòng)能向勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。學(xué)生可自由組隊(duì)，交流彼此的想法，并共同設(shè)計(jì)、制作他們的小發(fā)明。在此過(guò)程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生充分運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)。最后，教師可以邀請(qǐng)學(xué)生展示他們?cè)O(shè)計(jì)的小發(fā)明作品，與全班同學(xué)共享成果。通過(guò)這種方式，學(xué)生不僅能深入學(xué)習(xí)物理知識(shí)，還能培養(yǎng)批判性思維和探究精神，在實(shí)踐中學(xué)會(huì)共同探討問(wèn)題，并通過(guò)合作取得更好的學(xué)習(xí)成果。

（作者單位：江蘇省南通市啟秀市北初級(jí)中學(xué)）