物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的內(nèi)涵探析及實(shí)施建議

摘" "要：跨學(xué)科學(xué)習(xí)已是當(dāng)下教育研究的熱點(diǎn)，不同學(xué)者對(duì)跨學(xué)科概念的界定有所差異，落實(shí)到一線教學(xué)時(shí)也存在一些問題。鑒于此，梳理了“跨學(xué)科”概念的緣起及發(fā)展歷程，綜合分析了不同的關(guān)于跨學(xué)科概念界定的觀點(diǎn)，繼而提出物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的內(nèi)涵及主要特征，并通過具體案例對(duì)物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的實(shí)施提出了建議。期待這些探討能為當(dāng)下的“跨學(xué)科實(shí)踐”研究及實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科實(shí)踐；物理課標(biāo)；跨學(xué)科概念；實(shí)施建議

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " 文章編號(hào)：1003-6148（2025）2-0001-5

當(dāng)今科技進(jìn)步日新月異，網(wǎng)絡(luò)新媒體等發(fā)展迅速，人們的生產(chǎn)生活及學(xué)習(xí)方式不斷變革。隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)研究不斷深入，不同學(xué)科間的融合越來越明顯。未來社會(huì)需解決的諸如能源開發(fā)、新材料應(yīng)用、人工智能模型等重大科學(xué)問題，往往需要整合多學(xué)科的知識(shí)和方法來共同應(yīng)對(duì)，未來社會(huì)對(duì)公民的綜合素養(yǎng)需要也越來越明顯，人才培養(yǎng)面臨新挑戰(zhàn)。義務(wù)教育課程應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，為此，２０２２年頒布的義務(wù)教育課程方案（以下簡(jiǎn)稱“２０２２版方案”）中指出，應(yīng)“加強(qiáng)課程綜合，注重關(guān)聯(lián)”“變革育人方式，突出實(shí)踐”，在“課程標(biāo)準(zhǔn)編制與教材編寫”中規(guī)定“原則上，各門課程用不少于１０％的課時(shí)設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”［１］。自此，與“跨學(xué)科”相關(guān)的教學(xué)實(shí)踐探索層出不窮，同時(shí)也進(jìn)一步吸引了諸多學(xué)者進(jìn)行相關(guān)的研究。不過，如何理解“跨學(xué)科實(shí)踐”的內(nèi)涵及育人價(jià)值，在教學(xué)實(shí)踐中如何有效體現(xiàn)“跨學(xué)科實(shí)踐”的育人功能，仍是需進(jìn)一步探討的課題。

１" " “跨學(xué)科”概念的緣起

古代，人們往往把對(duì)自然、社會(huì)的思考包含在一門學(xué)問里，隨著時(shí)代發(fā)展，分類分科的思想逐漸顯化。例如，西周的“六藝”、西漢的“七略”以及魏晉時(shí)期的“四部”等都體現(xiàn)了分類思想。近代以來，人們意識(shí)到以“聲電光氣”為代表的“西學(xué)”在物質(zhì)文明方面的作用與優(yōu)勢(shì)，以分科為基礎(chǔ)的近代學(xué)科分類體系逐漸進(jìn)入國(guó)人視野并被接受。１８９６年，秦綬章提出“六齋分科”方案，將書院課程劃分為經(jīng)學(xué)齋、史學(xué)齋、掌故之學(xué)齋、輿地之學(xué)齋、算學(xué)齋、譯學(xué)齋；１９０１年，張之洞提出設(shè)立經(jīng)學(xué)、史學(xué)、格致學(xué)、政治學(xué)、兵學(xué)、農(nóng)學(xué)和工學(xué)的“七科”分立方案；１９０２年，張百熙提出政治科、文學(xué)科、格致科、農(nóng)業(yè)科、工藝科、商務(wù)科、醫(yī)學(xué)科的“七科分學(xué)”方案［２］。隨著清末學(xué)制改革以及新式學(xué)校的成立，這種源自西方的學(xué)科分類體系開始成為我國(guó)近代大、中、小學(xué)校的學(xué)科框架，并隨著時(shí)代發(fā)展與教育理念的更新不斷被調(diào)整和完善。這種學(xué)科框架一直影響到現(xiàn)代的學(xué)校教育學(xué)科設(shè)置。

隨著學(xué)科不斷分化，單一學(xué)科內(nèi)容愈來愈專門化，而現(xiàn)實(shí)問題往往涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，因此，在學(xué)科分化過程中逐漸出現(xiàn)了學(xué)科整合。１９２６年，美國(guó)哥倫比亞心理學(xué)家伍德沃斯（Ｒ．Ｓ．Ｗｏｏｄｗｏｒｔｈ）首次提出“ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ”，認(rèn)為“跨學(xué)科”是涉及兩個(gè)及兩個(gè)以上學(xué)科的研究［３］。１９３７ 年，《新韋氏大詞典》與《牛津英語詞典（增補(bǔ)本）》第一次把“ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ”這個(gè)詞收錄其中，并且從詞源的角度對(duì)其進(jìn)行解釋，指出該詞是在“ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ”的形容詞形式“ｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ”的基礎(chǔ)上，添加前綴 “ｉｎｔｅｒ”組合而成的。從英文詞源可見，“ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ”含有學(xué)科之間關(guān)聯(lián)的意思，是在學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。１９９４年，在我國(guó)發(fā)行的《韋氏大學(xué)詞典（第１０ 版）》對(duì)“ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ”的解釋為涉及兩個(gè)或更多個(gè)學(xué)術(shù)的、科學(xué)的或藝術(shù)的學(xué)科［４］。隨后，該詞在科學(xué)界、教育界逐漸普及。

國(guó)外學(xué)者認(rèn)為，現(xiàn)代跨學(xué)科運(yùn)動(dòng)發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)歷史時(shí)期［5］。首先是從第一次世界大戰(zhàn)到第二次世界大戰(zhàn)期間，在這一階段，戰(zhàn)爭(zhēng)等現(xiàn)實(shí)需求推動(dòng)不同學(xué)科之間的融合與協(xié)作，因此跨學(xué)科活動(dòng)主要表現(xiàn)為力圖從學(xué)科的橫向聯(lián)系出發(fā)去改組和綜合知識(shí)體系，抗衡知識(shí)不斷專業(yè)化的趨勢(shì)，跨學(xué)科理念開始萌芽并初步發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)后，跨學(xué)科運(yùn)動(dòng)進(jìn)入第二個(gè)時(shí)期，這一時(shí)期很多問題很難再在單一學(xué)科范圍內(nèi)得到解決，如戰(zhàn)爭(zhēng)、勞動(dòng)力、社會(huì)保障等問題，跨學(xué)科研究逐漸從軍事等特定領(lǐng)域向社會(huì)科學(xué)等更廣泛的領(lǐng)域拓展，實(shí)踐的需要促使跨學(xué)科運(yùn)動(dòng)迅速發(fā)展，４０年代末系統(tǒng)論、控制論、信息論作為橫斷學(xué)科的代表領(lǐng)域陸續(xù)問世，由此給跨學(xué)科思維和方法帶來了前所未有的突破。２０世紀(jì)６０年代到現(xiàn)在，跨學(xué)科運(yùn)動(dòng)進(jìn)入第三個(gè)時(shí)期，在此時(shí)期，知識(shí)爆炸使得學(xué)科細(xì)化不斷加劇，一些專門性跨學(xué)科活動(dòng)脫穎而出，形成“跨學(xué)科學(xué)”新的研究領(lǐng)域，與前兩個(gè)時(shí)期相比，產(chǎn)生了量和質(zhì)的飛躍，如耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變理論等新型學(xué)科誕生，并取得相當(dāng)?shù)臉I(yè)績(jī)［6］。這三個(gè)時(shí)期清晰地展現(xiàn)了跨學(xué)科從初步興起到蓬勃發(fā)展，再到全面深入的過程。

２" " “跨學(xué)科”概念的剖析

自從提出“ｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ”后，學(xué)界對(duì)此便有了不同的認(rèn)識(shí)，大體可分為兩大類觀點(diǎn)。其中一類觀點(diǎn)認(rèn)為跨學(xué)科具有學(xué)科性，這類學(xué)者傾向依據(jù)學(xué)科專業(yè)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解跨學(xué)科，認(rèn)為跨學(xué)科是多個(gè)學(xué)科混合在一起解決問題的過程，以創(chuàng)造出實(shí)質(zhì)性成果為目的，在此過程中保持不同學(xué)科的差異性［7］?？鐚W(xué)科在概念和因果上都依賴于學(xué)科而存在，首先跨學(xué)科的概念必須根據(jù)學(xué)科的概念來定義，如果學(xué)科逐漸消失，沒有學(xué)科根基的存在，跨學(xué)科將會(huì)是無本之木，不會(huì)有長(zhǎng)久發(fā)展；其次是因果關(guān)系上，先有學(xué)科，才會(huì)產(chǎn)生跨學(xué)科［8］。當(dāng)“跨”作為動(dòng)詞時(shí)，“跨學(xué)科”一詞可理解為“跨越多個(gè)學(xué)科”，是行為導(dǎo)向的語詞；而“跨”作為形容詞時(shí)，“跨學(xué)科”一詞可理解為“跨越多個(gè)學(xué)科的學(xué)科”，是學(xué)科導(dǎo)向的語詞。顯然，前一種理解更符合中文的使用和理解習(xí)慣［9］。另一類觀點(diǎn)則認(rèn)為跨學(xué)科無學(xué)科性，這類學(xué)者認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)問題是真實(shí)且復(fù)雜的，故站在學(xué)科視角下去審視問題或任務(wù)往往過于狹窄或簡(jiǎn)單。他們堅(jiān)守“本質(zhì)主義”，認(rèn)為我們遇到的真實(shí)且復(fù)雜的問題，它們本身是存在的，而不是跨學(xué)科發(fā)展過程的附屬品，基于學(xué)科立場(chǎng)認(rèn)識(shí)世界，往往是不夠全面的。秉持該觀點(diǎn)的人倡導(dǎo)“打破或超越現(xiàn)有學(xué)科邊界，基于問題或較大問題的研究領(lǐng)域進(jìn)行人才培養(yǎng)。”［10］

還有諸多學(xué)者或研究機(jī)構(gòu)基于學(xué)科間不同層次的互動(dòng)將跨學(xué)科進(jìn)行了多種類型的劃分。例如，ＯＥＣＤ（經(jīng)合組織簡(jiǎn)稱）提出四種類型：毫無關(guān)聯(lián)的學(xué)科構(gòu)成的學(xué)科群、密切關(guān)聯(lián)的學(xué)科構(gòu)成的學(xué)科群、兩個(gè)或多個(gè)學(xué)科融合后的交集領(lǐng)域以及橫跨多個(gè)學(xué)科的橫向?qū)W科，其學(xué)科間的互動(dòng)從無到融為一體［11］。法國(guó)學(xué)者布瓦索將跨學(xué)科從形式角度分為三類：一是線性跨學(xué)科，即一門學(xué)科的知識(shí)和方法運(yùn)用于另一門學(xué)科；二是結(jié)構(gòu)性跨學(xué)科，即兩門或兩門以上學(xué)科在更深層次上融合產(chǎn)生新型結(jié)構(gòu)的跨學(xué)科；三是約束性跨學(xué)科，即需在一定要求下，實(shí)現(xiàn)多個(gè)學(xué)科的協(xié)調(diào)合作［12］。德國(guó)黑克豪森將跨學(xué)科從實(shí)踐的角度分為六類：任意跨學(xué)科、偽跨學(xué)科、輔助型跨學(xué)科、綜合型跨學(xué)科、增補(bǔ)型跨學(xué)科、合一型跨學(xué)科［13］。Ｓｔｅｍｂｅｒ?qū)⒖鐚W(xué)科從系統(tǒng)和整體角度分為五類：學(xué)科內(nèi)跨學(xué)科、橫學(xué)科、多學(xué)科、跨學(xué)科和超學(xué)科［14］。

“跨學(xué)科”概念在我國(guó)也有相關(guān)的研究。１９８５年，我國(guó)首次召開全國(guó)交叉科學(xué)學(xué)術(shù)討論。我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森和錢三強(qiáng)等皆熱衷于交叉科學(xué)（與跨學(xué)科有相似內(nèi)涵），他們?cè)赋鼋徊婵茖W(xué)的發(fā)展是歷史的必然，具有強(qiáng)大的生命力，本世紀(jì)末到下一個(gè)世紀(jì)初將是交叉科學(xué)時(shí)代。我國(guó)有研究者相對(duì)系統(tǒng)地介紹了關(guān)于跨學(xué)科“iｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ”的產(chǎn)生與演化，提煉了廣義的跨學(xué)科的三層含義：其一為跨學(xué)科是打破學(xué)科壁壘，把不同學(xué)科理論或方法有機(jī)地融為一體的研究或教育活動(dòng)；其二指包含眾多的跨學(xué)科學(xué)（交叉學(xué)科）在內(nèi)的學(xué)科群；其三指一門以研究跨學(xué)科規(guī)律與方法為基本內(nèi)容的高層次學(xué)科［6］。這些探索皆推動(dòng)了我國(guó)的跨學(xué)科研究。隨著研究的深入，我國(guó)關(guān)于跨學(xué)科的文獻(xiàn)、書籍、期刊等逐漸增多。我國(guó)學(xué)者關(guān)于“跨學(xué)科”的研究大多立足于學(xué)科。有研究者認(rèn)為，已有的分科教學(xué)為跨學(xué)科學(xué)習(xí)提供了可能性和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，且跨學(xué)科是跨越學(xué)科間的邊界，但并不意味著抹平不同學(xué)科間的界限［15］；是通過建立學(xué)科與學(xué)科、學(xué)科與生活的內(nèi)在聯(lián)系，而促進(jìn)學(xué)生的學(xué)科思維與學(xué)科理解的實(shí)踐路徑［16］；“跨學(xué)科”概念有別于“融合”的概念，它指的是兩個(gè)學(xué)科結(jié)合的同時(shí)，又保留各門學(xué)科的特征和區(qū)別，利用各門學(xué)科不同的視角更好地求解某個(gè)問題，從而強(qiáng)化“有意義學(xué)習(xí)”［１7］?？傮w看，就學(xué)科間互動(dòng)程度而言，可得出三種類型，依學(xué)科互動(dòng)程度從低到高依次是多學(xué)科、跨學(xué)科和超學(xué)科。多學(xué)科即任意學(xué)習(xí)不同學(xué)科，且學(xué)科間并置，其間無集成和交互，其中也包括偽跨學(xué)科；跨學(xué)科即學(xué)科間發(fā)生了交叉、互動(dòng)、整合；超學(xué)科即合一型跨學(xué)科，學(xué)科間的邊界完全消失，形成了新的穩(wěn)定的知識(shí)體系。若以這三種類型來看，當(dāng)前我國(guó)倡導(dǎo)的“跨學(xué)科”學(xué)習(xí)，應(yīng)屬于學(xué)科間發(fā)生了交叉、互動(dòng)、整合的跨學(xué)科類型。

３" " 物理“跨學(xué)科實(shí)踐”內(nèi)涵及主要特征

自從我國(guó)２０２２版方案提出關(guān)于跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的要求后，國(guó)內(nèi)掀起“跨學(xué)科”探索的新浪潮。首先，各學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)紛紛設(shè)置了與跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)有關(guān)的內(nèi)容，如語文設(shè)置了“跨學(xué)科學(xué)習(xí)”，數(shù)學(xué)有“綜合與實(shí)踐”，化學(xué)與生物分別為“化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”“生物與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”，歷史與地理皆設(shè)置了“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”等。物理學(xué)科也不例外，在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“2022版課標(biāo)”）課程內(nèi)容的一級(jí)主題中設(shè)置了“跨學(xué)科實(shí)踐”。其實(shí)，在2022版課標(biāo)的課程性質(zhì)中便強(qiáng)調(diào)了物理課程的跨學(xué)科作用，以及與其他課程的相互關(guān)聯(lián)，指出“物理學(xué)對(duì)化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)等自然科學(xué)產(chǎn)生了重要影響，推動(dòng)了材料、能源、環(huán)境和信息等領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)了人類生產(chǎn)生活方式的變革，對(duì)人類的思維方式、價(jià)值觀等都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，為人類文明和社會(huì)進(jìn)步作出了巨大貢獻(xiàn)”“義務(wù)教育物理課程是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)課程，與小學(xué)科學(xué)和高中物理課程相銜接，與化學(xué)、生物學(xué)等課程相關(guān)聯(lián)，具有基礎(chǔ)性、實(shí)踐性等特點(diǎn)”［１8］。這是從課程標(biāo)準(zhǔn)層面提出了對(duì)“跨學(xué)科實(shí)踐”的要求，體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)提升的重視。下面?zhèn)戎貜?022版課標(biāo)相關(guān)內(nèi)容要求的層面探討物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的內(nèi)涵及主要特征。

２０２２版課標(biāo)中的一級(jí)主題“跨學(xué)科實(shí)踐”包含3個(gè)二級(jí)主題——“物理學(xué)與日常生活”“物理學(xué)與工程實(shí)踐”“物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展”。在“物理學(xué)與日常生活”中，含３個(gè)三級(jí)主題：“能發(fā)現(xiàn)日常生活中與物理學(xué)有關(guān)的問題，提出解決方案”“能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析日常生活中的安全問題，提出解決方案，踐行安全與健康生活”“能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)指導(dǎo)和規(guī)范個(gè)人行為，踐行低碳生活，具有節(jié)能環(huán)保意識(shí)”，分別從物理學(xué)與日常生活、健康生活、低碳生活等方面提出內(nèi)容要求。在“物理學(xué)與工程實(shí)踐”中，含３個(gè)三級(jí)主題：“了解我國(guó)古代的技術(shù)應(yīng)用案例，體會(huì)我國(guó)古代科技對(duì)人類文明發(fā)展的促進(jìn)作用”“調(diào)查物理學(xué)應(yīng)用于工程技術(shù)的案例，體會(huì)物理學(xué)對(duì)工程技術(shù)發(fā)展的促進(jìn)作用”“了解物理學(xué)在信息技術(shù)中的應(yīng)用”，分別從物理學(xué)與古代科技、工程技術(shù)、信息技術(shù)等方面提出內(nèi)容要求。在“物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展”中，含３個(gè)三級(jí)主題：“結(jié)合實(shí)例，嘗試分析能源的開發(fā)與利用對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響”“結(jié)合實(shí)例，了解一些新材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用。了解新材料的研發(fā)與應(yīng)用對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響”“了解我國(guó)科技發(fā)展的成就，增強(qiáng)科技強(qiáng)國(guó)的責(zé)任感和使命感”，分別從能源開發(fā)、新材料應(yīng)用等方面提出內(nèi)容要求［１8］?？傮w來講，這些內(nèi)容在設(shè)計(jì)時(shí)，著眼于物理學(xué)和人類生活、工程實(shí)踐、社會(huì)發(fā)展之間的緊密關(guān)聯(lián)，致力于對(duì)學(xué)生的人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)以及實(shí)踐創(chuàng)新等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

基于上面的“跨學(xué)科”概念解讀、研究觀點(diǎn)比較、２０２２版課標(biāo)的分析等，可提煉出物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的內(nèi)涵，即突破物理學(xué)科自身邊界，將物理知識(shí)、方法等與其他學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容有機(jī)整合，圍繞真實(shí)且具有綜合性的問題或項(xiàng)目展開實(shí)踐活動(dòng)，解決問題，這旨在促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展和綜合素養(yǎng)提升。例如，在設(shè)計(jì)節(jié)能住宅時(shí)，需將物理中的熱學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等知識(shí)和建筑學(xué)、生態(tài)學(xué)、材料學(xué)、美學(xué)等其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，通過實(shí)地調(diào)研、模型制作、效果檢測(cè)等實(shí)踐操作，解決諸如怎樣高水平優(yōu)化保暖隔熱、合理利用能源等一系列實(shí)際問題，以此提升學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)以及實(shí)踐創(chuàng)新等能力。根據(jù)以上分析，可提煉出物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的主要特征：（１）真實(shí)問題導(dǎo)向性：圍繞源自生活、工程、社會(huì)中的實(shí)際問題展開，如解決建筑物的抗震設(shè)計(jì)問題，這是一個(gè)真實(shí)的與工程實(shí)踐相關(guān)的問題，需綜合不同學(xué)科的知識(shí)與方法尋找解決方案；（２）學(xué)科綜合性：跨出物理學(xué)科，將物理學(xué)與其他學(xué)科有機(jī)結(jié)合，如研究環(huán)保能源問題，不僅要運(yùn)用物理學(xué)中關(guān)于能量轉(zhuǎn)換、電磁感應(yīng)等內(nèi)容，還會(huì)涉及化學(xué)中材料的化學(xué)性質(zhì)，以及地理學(xué)中對(duì)能源分布環(huán)境的考量等；（３）實(shí)踐性：強(qiáng)調(diào)實(shí)際操作，如制作簡(jiǎn)易太陽能發(fā)電裝置，涵蓋方案設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作、測(cè)試改進(jìn)等實(shí)踐環(huán)節(jié)；（４）可評(píng)價(jià)性：注重對(duì)跨學(xué)科實(shí)踐的過程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，研判其與跨學(xué)科實(shí)踐目標(biāo)的達(dá)成度，如實(shí)踐路線的設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)的交流與合作，實(shí)踐作品的合理性、實(shí)用性與創(chuàng)新性等。針對(duì)常規(guī)的源自真實(shí)情境的“跨學(xué)科實(shí)踐”，通常應(yīng)同時(shí)具有以上特征。對(duì)于一些具有更大挑戰(zhàn)性的“跨學(xué)科實(shí)踐”項(xiàng)目，還應(yīng)具有思維創(chuàng)新性特征，通過不同學(xué)科的思維碰撞，催生創(chuàng)新想法，以此培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

４" " 案例分析及教學(xué)建議

隨著２０２２版課標(biāo)“跨學(xué)科實(shí)踐”的提出，中學(xué)一線涌現(xiàn)不少關(guān)于物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的有參考價(jià)值的案例，但也有一些案例值得商榷。從與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)視角看，有的案例看起來是物理內(nèi)容的大綜合，側(cè)重物理學(xué)科內(nèi)的整合，與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)不強(qiáng)；有的案例強(qiáng)調(diào)與生活、工程或社會(huì)的聯(lián)系，但更多仍圍繞物理內(nèi)容展開，與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)僅限于一些術(shù)語，沒有實(shí)質(zhì)性的整合；有的案例看起來走向另一極端，脫離物理學(xué)科的基本定位，似乎在為其他學(xué)科教學(xué)。這些案例都還需要進(jìn)一步體現(xiàn)物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的內(nèi)涵以及相關(guān)的特征。當(dāng)下，有必要在眾多研究者和師生探索的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)案例的規(guī)范，以便更有效地落實(shí)“跨學(xué)科實(shí)踐”的育人價(jià)值。下面提供的案例框架及其分析，也僅是某種參考，仍需進(jìn)一步完善。

如“設(shè)計(jì)一個(gè)研學(xué)旅行方案”［１9］。

問題緣起：研學(xué)旅行是一種將旅行與學(xué)習(xí)融為一體的實(shí)踐性學(xué)習(xí)方式，這體現(xiàn)了“知行合一”的思想。一趟有意義的研學(xué)旅行需要預(yù)先設(shè)計(jì)方案。下面大家來設(shè)計(jì)一個(gè)乘坐高鐵去研學(xué)的旅行方案。

活動(dòng)方案：本活動(dòng)涉及不同交通工具的時(shí)速、旅行地食宿條件與風(fēng)土人情、旅行預(yù)算、安全健康及國(guó)家有關(guān)政策法規(guī)等方面的知識(shí)。任務(wù)一：查閱資料并整理信息。首先明確研學(xué)旅行的目的和主題，然后確定目的地并收集整理相關(guān)信息，包括有關(guān)部門關(guān)于研學(xué)旅行的政策文件、當(dāng)?shù)氐膶W(xué)習(xí)資源、風(fēng)土人情及食宿條件等。任務(wù)二：制訂乘坐高鐵的旅行方案。調(diào)研并了解我國(guó)不同交通工具的運(yùn)行速度，以及所選擇的交通工具的發(fā)展進(jìn)程（研學(xué)主題之一），綜合考慮時(shí)間、路程、成本、研學(xué)意義等，形成一個(gè)研學(xué)旅行方案。

交流評(píng)價(jià)：與同學(xué)分享旅行方案，交流并評(píng)價(jià)研學(xué)旅行方案的合法性、合理性及有效性。

拓展研究：查閱資料，了解我國(guó)古人及近代教育家關(guān)于“知行合一”的教育思想，設(shè)計(jì)一個(gè)有利于初中生科學(xué)素養(yǎng)提升的科普類研學(xué)旅行方案，踐行“生活即教育”“社會(huì)即學(xué)?！薄敖虒W(xué)做合一”的教育理念。

此案例中：（１）具有真實(shí)問題導(dǎo)向的特征，如怎樣讓學(xué)生的研學(xué)活動(dòng)更有意義？當(dāng)下經(jīng)常由家長(zhǎng)代替學(xué)生制訂研學(xué)方案，若讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)，這將使學(xué)生的研學(xué)變得更加積極主動(dòng)，更有利于其成長(zhǎng)；（２）具有學(xué)科綜合性，研學(xué)方案的設(shè)計(jì)不僅涉及物理學(xué)的時(shí)間、路程及速度等概念，同時(shí)需跨出物理學(xué)科，運(yùn)用地理、歷史或醫(yī)療等跨學(xué)科的知識(shí)與方法制訂研學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和方法解決問題；（３）具有實(shí)踐性，學(xué)生在制作并展示研學(xué)方案的過程中，將涉及調(diào)查研究、信息處理、交流評(píng)價(jià)等實(shí)踐環(huán)節(jié)；（４）具有可評(píng)價(jià)性，學(xué)生可自己設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，也可參考他人的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以此來評(píng)價(jià)不同研學(xué)方案的合法性、合理性與可行性。在實(shí)施過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展，此教學(xué)案例涉及多學(xué)科的思維碰撞，同時(shí)為師生開展“跨學(xué)科實(shí)踐”留有自由發(fā)揮的空間，教師可根據(jù)具體學(xué)情及已有的課程資源靈活地開展相關(guān)教學(xué)，更多元化地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

教學(xué)過程中，教師可針對(duì)不同的物理專題，設(shè)計(jì)豐富的“跨學(xué)科實(shí)踐”活動(dòng)。例如，學(xué)習(xí)聲學(xué)時(shí)，可結(jié)合聲學(xué)、材料、工程實(shí)踐、藝術(shù)等相關(guān)內(nèi)容，組織具有創(chuàng)意并且炫酷的音樂會(huì)，探索為何鍋碗瓢盆也能敲打出美妙的音樂；學(xué)習(xí)光學(xué)時(shí)，可結(jié)合光學(xué)、植物學(xué)、美學(xué)等相關(guān)的內(nèi)容，創(chuàng)作七彩夢(mèng)幻般的彩虹，或探究礦泉水瓶是否真能引發(fā)森林大火；學(xué)習(xí)力學(xué)內(nèi)容時(shí)，可結(jié)合力學(xué)、天文學(xué)、文學(xué)寫作、繪畫設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容，創(chuàng)作飛天科幻故事，基于一定的科學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生暢想自己的飛天夢(mèng)；學(xué)習(xí)力與平衡時(shí)，可結(jié)合力的平衡、橋梁建筑史、工程技術(shù)及建筑藝術(shù)等相關(guān)內(nèi)容，探索我國(guó)著名古橋（如趙州橋、洛陽橋、廣濟(jì)橋和盧溝橋）的歷史，以及其中蘊(yùn)含的力學(xué)知識(shí)及建筑藝術(shù)等；學(xué)習(xí)壓強(qiáng)時(shí)，可結(jié)合流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系、仿生學(xué)等相關(guān)內(nèi)容，組織一次紙飛機(jī)或飛機(jī)模型制作的大比拼［１９］……這些案例分別與日常生活、工程實(shí)踐、社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)，關(guān)鍵是在具體實(shí)踐過程中，需體現(xiàn)物理“跨學(xué)科實(shí)踐”的特征，充分發(fā)揮“跨學(xué)科實(shí)踐”的育人價(jià)值。

其實(shí)，在2022版課標(biāo)提出“跨學(xué)科實(shí)踐”前，中學(xué)物理教材也有若干學(xué)科整合的內(nèi)容。例如，在溫度與物態(tài)變化的章節(jié)中，涉及全球變暖和水資源危機(jī)的問題；在內(nèi)能與熱機(jī)章節(jié)中，涉及熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)的問題；在電磁波章節(jié)中，涉及電磁波與信息技術(shù)的問題；在材料相關(guān)章節(jié)中，涉及材料的利用與開發(fā)的問題……這些社會(huì)問題的探索都會(huì)涉及其他學(xué)科知識(shí)與方法。再如，一些具有學(xué)科綜合特點(diǎn)的欄目?jī)?nèi)容：我們是怎樣聽見聲音的，噪聲對(duì)人體的傷害及控制措施，霜與霜凍，氟利昂與臭氧層破壞，從烽火臺(tái)到“５Ｇ＋北斗”導(dǎo)航，超輕固態(tài)材料氣凝膠等，皆具有跨學(xué)科特點(diǎn)，分別體現(xiàn)物理學(xué)與醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、工程、信息技術(shù)、能源、材料等的整合。

總體看，在“跨學(xué)科實(shí)踐”的教學(xué)中，應(yīng)注意體現(xiàn)“跨學(xué)科實(shí)踐”的育人功能，不能為了跨學(xué)科而跨學(xué)科，牽強(qiáng)附會(huì)，應(yīng)清楚為什么要進(jìn)行跨學(xué)科實(shí)踐的教學(xué)，這對(duì)學(xué)生發(fā)展有怎樣的意義；“跨學(xué)科實(shí)踐”的選材應(yīng)基于日常生活、工程實(shí)踐或社會(huì)發(fā)展的真實(shí)問題，綜合運(yùn)用多門學(xué)科的知識(shí)和方法，通過綜合實(shí)踐活動(dòng)來解決這些問題，最后形成相應(yīng)的成果。這樣的基于真實(shí)問題，立足于某一門學(xué)科，運(yùn)用兩門及兩門以上學(xué)科的知識(shí)與方法解決問題的綜合實(shí)踐活動(dòng)的目的是為了促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。隨著課程改革的深入，“跨學(xué)科實(shí)踐”的理論探索及教學(xué)實(shí)踐也將不斷發(fā)展，不斷完善。

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