初中物理跨學科實踐主題教學研究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A

在初中物理教學中，開展跨學科實踐主題教學，可以打破不同學科之間的壁壘，有效拓寬學生的知識視野，培養(yǎng)學生的跨學科思維和解決問題的能力.然而，初中教師在開展跨學科實踐主題中存在諸多問題，因此，在初中物理教學中探究開展跨學科實踐主題學習的策略具有重要的現(xiàn)實意義.

1在初中物理教學中開展跨學科實踐主題研究的意義

1.1 增強學生的學科聯(lián)系意識

物理學科與數(shù)學、化學、生物等多學科存在緊密聯(lián)系.在初中物理教學中開展跨學科實踐主題研究，能幫助學生打破學科之間的界限，實現(xiàn)知識的融會貫通，進而增強學科聯(lián)系意識.例如，“探究物體的浮沉條件”實踐主題中，涉及物理學科中的浮力知識，因需要分析物體體積、密度與浮力的數(shù)量關(guān)系，所以需運用數(shù)學學科的計算知識.通過這個實踐主題研究活動，學生能夠進一步理解浮力、明確物體的沉浮條件，同時構(gòu)建起物理與數(shù)學之間的聯(lián)系.

1. 2 促進學生的創(chuàng)新思維發(fā)展

在跨學科實踐主題教學中，教師鼓勵學生綜合運用不同學科知識，從不同學科角度思考問題，通過設計實驗、開展實驗、科學探究、數(shù)據(jù)分析等活動，尋找解決問題的方法和思路，不斷鍛煉和提高學生的綜合能力，促進學生的創(chuàng)新思維發(fā)展.

2 開展跨學科實踐主題學習應注意的問題

2.1 明確教學目標和內(nèi)容

在初中物理教學中開展跨學科實踐主題教學，需要注意的第一個問題就是明確教學目標和內(nèi)容.教學目標應能夠指引學生順利完成跨學科實踐主題活動.同時，教學內(nèi)容應該緊扣教學主題，注重不同學科內(nèi)容之間的相關(guān)性.

2.2 合理設計實踐活動

跨學科實踐主題教學注重培養(yǎng)學生的實踐操作和問題解決能力.在設計實踐活動時，需要充分考慮初中學生的學習能力和認知水平.實踐活動應該具有趣味性和挑戰(zhàn)性，既能夠激發(fā)學生的學習興趣，又能夠調(diào)動學生的學習積極性.另外，實踐活動不能過于簡單，設置的問題應該具有一定的難度和深度，學生通過解決這些問題培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力.

2.3 注重跨學科評價

跨學科實踐教學結(jié)束后，教師應該全面客觀地進行評價.評價內(nèi)容應該包括學生對知識掌握的情況、問題解決能力的提升程度、創(chuàng)新思維的發(fā)展水平等.同時，評價方式應該多樣化，可以進行口頭評價、書面評價、實踐評價等.通過評價，教師能夠更好地了解學生的學習情況，為接下來的教學做出相應的調(diào)整.

3 在初中物理教學中開展跨學科實踐主題學習的策略

3.1 整合不同課程內(nèi)容，構(gòu)建跨學科知識體系

3.1.1 物理與數(shù)學學科的融合

在蘇科版初中物理教材中，許多物理概念和規(guī)律的表達與計算都離不開數(shù)學工具.例如，在“速度”這節(jié)教學中，速度的計算公式 v=s/t ，表達式反映了速度 v 與位移 s 、時間 χ_t 的關(guān)系，學生需要通過數(shù)學表達式求解速度.教師在教學中，需要引導學生理解公式中各個物理量的含義和速度這一物理量的決定因素.再如，在學習電學中的“歐姆定律”時，教師可以讓學生通過繪制 I-U，I-R 圖像，從數(shù)學中的圖像角度理解電流與電壓、電阻之間的關(guān)系.

3.1.2 物理與化學學科的關(guān)聯(lián)

物理和化學學科的緊密聯(lián)系主要體現(xiàn)是在物質(zhì)的性質(zhì)變化方面.以蘇科版物理教材中“物態(tài)變化”為例，水的三態(tài)（固態(tài)冰、液態(tài)水、氣態(tài)水蒸氣）之間的變化屬于物理變化，但也涉及一些化學知識.教師可以引導學生思考，水在不同狀態(tài)下的水分子結(jié)構(gòu)和水分子運動方式有何不同，此問題與化學中的分子概念相聯(lián)系[.在學習“能量”相關(guān)內(nèi)容時，一個重要的跨學科知識點就是化學能與物理中能量之間的轉(zhuǎn)化.蘇科版化學教材有關(guān)于化學反應中能量變化的內(nèi)容，教師可以結(jié)合物理中能量守恒定律內(nèi)容，讓學生探討化學電池中化學能是如何轉(zhuǎn)化為電能的，從而構(gòu)建起物理與化學之間的橋梁.

3.1.3 物理與生物學科的聯(lián)系

初中物理知識在生物學科領(lǐng)域也有廣泛應用蘇科版初中物理教材“光學”部分中眼睛的結(jié)構(gòu)和成像原理與物理幾何光學知識密切相關(guān)，教師可以通過生物課本中有關(guān)眼晴結(jié)構(gòu)和視覺形成等內(nèi)容，讓學生理解眼睛其實就是一個高精密的光學儀器，眼睛的晶狀體相當于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當于光屏，通過晶狀體的調(diào)節(jié)作用，物體就會在視網(wǎng)膜上形成倒立縮小的實像.在學習初中“壓強”知識時，教師可以引導學生思考人體和植物內(nèi)存在的壓強現(xiàn)象，如人體血壓和植物細胞的滲透壓等，從物理中的壓強知識角度分析這些現(xiàn)象，構(gòu)建物理與生物學科知識的聯(lián)系.

3.2 創(chuàng)設真實情境問題，培養(yǎng)跨學科應用能力

3.2.1 社會熱點情境中的跨學科應用

教學中可結(jié)合社會熱點問題創(chuàng)設教學情境，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的社會責任感和跨學科思維能力.例如，當前全球關(guān)注的能源問題涉及物理、化學、地理等多個學科領(lǐng)域，教師可創(chuàng)設“新能源汽車的發(fā)展”主題情境，讓學生從物理角度分析新能源汽車的動力原理，從化學角度探討新能源汽車電池的工作原理和提升電池性能的辦法，從地理角度研究不同地區(qū)新能源的分布和使用情況[2].再如，在學習蘇科版物理教材中“能源與可持續(xù)發(fā)展”時，教師可結(jié)合這一社會熱點情境，引導學生進行跨學科思考，使學生意識到解決能源問題需要綜合運用多學科知識，培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)和社會責任感.

3.2.2 生活情境中的跨學科應用

初中物理教學內(nèi)容與學生的生活情境息息相關(guān)，教師可通過創(chuàng)設豐富的生活情境，引導學生運用跨學科知識解決實際生活問題.例如，在學習蘇科版物理教材中的“摩擦力”知識時，教師可以提出如下問題：為什么汽車輪胎和鞋底有花紋？讓學生從物理中的摩擦力角度分析花紋的作用，并思考怎樣設置花紋防滑效果最好.同時，引導學生思考制成鞋底和輪胎的材料有什么要求，構(gòu)建起與化學材料科學之間的聯(lián)系.再如，學習“浮力”知識時，教師可以讓學生思考用鐵做成的輪船為什么能漂浮在水面上，而鐵塊卻不能漂浮在水面上，這種現(xiàn)象涉及浮力原理及工程學中有關(guān)輪船的設計和制造.教師通過創(chuàng)設生活情境，能夠培養(yǎng)學生的跨學科應用能力.

3.2.3 科技前沿情境中的跨學科應用

科技前沿領(lǐng)域包含豐富的跨學科知識，是開展跨學科實踐主題學習的優(yōu)質(zhì)資源.以蘇科版物理教材中“電磁學”部分內(nèi)容為例，教師可以將“5G通信技術(shù)”科技前沿情境引入教學.“5G通信技術(shù)”的實現(xiàn)離不開物理電磁學中的電磁波傳播知識、計算機信息學科中的數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)以及材料科學中的通信材料研發(fā).教師可以組織學生自主查閱相關(guān)資料，了解5G技術(shù)的原理與應用，激發(fā)學生對科技前沿的興趣，進而培養(yǎng)學生的跨學科實踐應用能力.

3.3 實施項目式學習，促進跨學科合作與交流

3.3.1 項目主題的選擇與設計

項目主題的選擇應該體現(xiàn)跨學科性和可操作性，既要注重不同學科之間的聯(lián)系，又要確保項目在學生現(xiàn)有知識水平的基礎上，利用身邊器材即可開展.例如，設計“自制風力發(fā)電機”項目主題，該項目涉及蘇科版物理教材中的“電磁感應”相關(guān)知識，學生在理解電磁感應的原理之后，就可在身邊找到線圈、磁鐵等器材開展實驗，自制風力發(fā)電機.接著，結(jié)合數(shù)學知識通過控制變量的方法研究風力發(fā)電機葉片的尺寸和轉(zhuǎn)速對發(fā)電功率的影響.

3.3.2 項目實施過程中的跨學科合作

在項目實施過程中，教師需要考慮學生的個體差異，將學生分成不同的小組，促進學生之間的跨學科合作與交流.以“自制風力發(fā)電機”項目為例，小組成員中數(shù)學成績較好的學生負責相關(guān)數(shù)據(jù)的計算和分析，物理成績較好的學生負責電磁感應原理的講解和電路設計，工程學知識豐富的學生負責風力發(fā)電機的設計，美術(shù)特長的學生負責外觀設計與美化.在項目實施過程中，教師要引導小組成員相互交流、共同討論、積極思考、勇于創(chuàng)新、分工協(xié)作，共同解決遇到的問題，培養(yǎng)團隊合作精神和跨學科解決問題的能力.

3.3.3 項目成果的展示與評價

項目完成后，組織學生進行多樣化的成果展示和評價活動，如實物展示、PPT匯報、實驗演示等.在“自制風力發(fā)電機\"項目中，學生通過實物制作與實驗演示，展示發(fā)電機的發(fā)電效果.同時，利用PPT匯報項目實施過程中遇到的問題、解決方法以及所運用的跨學科知識.另外，評價過程要注重多元化，不僅要評價項目成果的質(zhì)量，而且要評價學生在項目實施過程中的參與度、合作能力、創(chuàng)新能力的發(fā)展等.

3.4 開展科技競賽活動，激發(fā)跨學科學習興趣

3.4.1 科技競賽主題的確定與組織

教師可結(jié)合初中物理蘇科版教材內(nèi)容和學生的實際水平，開展具有跨學科性質(zhì)的科技競賽活動.例如，舉辦“物理與生活創(chuàng)新設計大賽”，要求學生運用物理知識設計并制作與生活相關(guān)的科技創(chuàng)新作品，如智能家居系統(tǒng).在競賽組織過程中，要明確競賽規(guī)則、時間安排、場地安排和獎項設置，通過學校宣傳和教師動員等方式鼓勵學生積極參與.同時，邀請物理、化學、生物、信息技術(shù)等學科教師擔任評委，確保競賽的專業(yè)性和公正性.

3.4.2 競賽準備過程中的跨學科指導

在學生開展科技競賽活動過程中，教師要根據(jù)實際情況給予學生跨學科指導.以“智能家居系統(tǒng)”設計競賽為例，學生需要綜合運用物理中的電路知識和傳感器原理、化學中的材料知識、信息技術(shù)中的編程知識等.教師要根據(jù)學生的需求，進行相關(guān)知識的講解和技術(shù)指導，幫助學生解決在競賽過程中遇到的跨學科問題.同時，鼓勵學生自主查閱相關(guān)資料，培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新精神.

4 結(jié)束語

在初中物理教學中開展跨學科實踐主題教學具有重要的價值和意義.教師通過整合不同課程內(nèi)容、創(chuàng)設真實情境問題、實施項目式學習和開展科技競賽活動等策略，能夠有效促進學生的跨學科學習和實踐能力的提升.

參考文獻：

[1］雷蕾，王萬廣.核心素養(yǎng)背景下初中物理與化學學科融合教學的策略：以“跨學科實踐”主題教學為例[J].新課程，2024（36）：101-104.

[2]李百煉，曹娟娥，周南君.初中物理跨學科實踐教學現(xiàn)狀與實施探索：以“小樂器制作”教學為例[J].湖南中學物理，2024，39（08）：97-101.