初中物理跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)探究

[中圖分類號] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-6058（2025）17-0041-03

初中物理是一門兼具理論性與實(shí)踐性的學(xué)科。設(shè)計(jì)初中物理作業(yè)，不僅要引導(dǎo)學(xué)生思考，更要引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐。要推動(dòng)物理作業(yè)從傳統(tǒng)的“坐而論道\"模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤捌鸲械繺"模式。通過推動(dòng)作業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮初中物理育人功能，彰顯初中物理育人價(jià)值。為此，在初中物理作業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)施過程中，教師要打破學(xué)科壁壘，打通學(xué)科關(guān)節(jié)，讓作業(yè)具有跨學(xué)科性。相較于傳統(tǒng)作業(yè)，跨學(xué)科作業(yè)更綜合、更豐富，它能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力以及綜合運(yùn)用多學(xué)科知識解決問題的能力。

一、以解決問題為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)跨學(xué)科“長程作業(yè)”

初中物理跨學(xué)科作業(yè)，應(yīng)當(dāng)以解決問題為導(dǎo)向。因?yàn)樵谌粘Ｉ钪?，很少有哪一個(gè)問題的解決是單一學(xué)科知識所能支撐的，問題的解決往往是多學(xué)科知識耦合、交融的結(jié)果。由于問題解決需要多學(xué)科知識，傳統(tǒng)的單一紙筆型作業(yè)難以滿足需求，所以初中物理跨學(xué)科作業(yè)應(yīng)當(dāng)是既動(dòng)手又動(dòng)腦的實(shí)踐性作業(yè)。

相較于傳統(tǒng)作業(yè)，實(shí)踐性作業(yè)的時(shí)長更長。因此，教師在教學(xué)中可以設(shè)計(jì)跨學(xué)科“長程作業(yè)”，讓學(xué)生有充分的時(shí)空去思考、探究。長程作業(yè)是相對于短程作業(yè)而言的，它不是學(xué)生一會兒工夫就能解決問題、探索出結(jié)論的作業(yè)。長程作業(yè)往往需要學(xué)生自主設(shè)計(jì)作業(yè)解決方案并自主實(shí)施。

例如，在教學(xué)“光\"這一單元的相關(guān)知識之后，筆者設(shè)計(jì)了“制作燈塔模型”的跨學(xué)科作業(yè)。就這一作業(yè)涉及的物理知識而言，主要包括光的直線傳播、平面鏡成像、光的反射、光的折射、凸透鏡成像等?！爸谱鳠羲Ｐ蚛"這一跨學(xué)科作業(yè)，不僅需要上述物理知識，還需要相關(guān)學(xué)科知識，如工程學(xué)、數(shù)學(xué)、美術(shù)、地理、環(huán)保學(xué)等?；谶@樣的特點(diǎn)，以解決問題為導(dǎo)向，就要求教師在設(shè)計(jì)跨學(xué)科作業(yè)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生收集作業(yè)的資源、素材，優(yōu)化作業(yè)的內(nèi)容、形式等。以“制作燈塔模型\"這一跨學(xué)科作業(yè)為例，筆者先引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，接著引導(dǎo)學(xué)生落實(shí)實(shí)驗(yàn)方案，再引導(dǎo)學(xué)生整合、優(yōu)化作業(yè)素材和資源，最后引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作。顯然，這樣的作業(yè)流程是一個(gè)項(xiàng)目化的流程。從時(shí)間維度來看，該流程貫穿學(xué)生物理課堂、課間以及生活。這樣的作業(yè)是一種長程作業(yè)。

在引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐長程作業(yè)時(shí)，筆者將學(xué)生的作業(yè)過程分為這樣幾個(gè)階段：一是描述燈塔；二是制作基礎(chǔ)燈塔；三是優(yōu)化改進(jìn)燈塔；四是制作進(jìn)階性的燈塔。在作業(yè)實(shí)踐過程中，筆者賦予學(xué)生充分的作業(yè)自主權(quán)利，讓學(xué)生調(diào)動(dòng)已有的跨學(xué)科知識

在賦予學(xué)生充分自主權(quán)利的過程中，筆者引導(dǎo)學(xué)生開展了以下具體活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生掃描二維碼觀看制作燈塔的視頻；引導(dǎo)學(xué)生了解、篩選相關(guān)的蠟燭，如普通石蠟蠟燭、蜂蠟蠟燭、大豆蠟蠟燭、果凍蠟蠟燭等；引導(dǎo)學(xué)生了解、篩選相關(guān)的光源，如白熾燈、鹵素?zé)?、LED燈、低壓鈉燈、高壓鈉燈等。此外，在透光材料方面，引導(dǎo)學(xué)生從光學(xué)玻璃、樹脂材料、水晶、亞克力等材料中選擇。

長程作業(yè)能讓學(xué)生有效地設(shè)計(jì)作業(yè)方案，篩選、比較作業(yè)實(shí)踐材料等。它能提升學(xué)生的作業(yè)質(zhì)量和品質(zhì)，優(yōu)化作業(yè)呈現(xiàn)形式，完善作業(yè)生態(tài)。

長程作業(yè)突破了傳統(tǒng)學(xué)科邊界，助力學(xué)生物理學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其綜合性思維和實(shí)踐能力。在完成長程作業(yè)的過程中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生互動(dòng)合作，增強(qiáng)學(xué)生的使命感和責(zé)任感，促使學(xué)生在跨學(xué)科領(lǐng)域充分發(fā)掘自身潛能。

二、以學(xué)生興趣為基點(diǎn)，設(shè)計(jì)跨學(xué)科“開放作業(yè)”

初中物理跨學(xué)科作業(yè)，并不是以鞏固物理學(xué)科知識為唯一取向，而是以激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)積極性為根本指向。為此，初中物理跨學(xué)科作業(yè)，應(yīng)當(dāng)以學(xué)生興趣為基點(diǎn)，設(shè)計(jì)跨學(xué)科“開放作業(yè)”。初中物理跨學(xué)科作業(yè)，不僅涉及多學(xué)科知識、技能，同時(shí)更關(guān)注、關(guān)照學(xué)生的具體學(xué)情。在教學(xué)中，教師要立足于學(xué)生的興趣、需要、愛好、特長等，來引導(dǎo)他們自主選擇作業(yè)，從而讓作業(yè)具有動(dòng)態(tài)性、生成性、開放性等特質(zhì)。

在初中物理教學(xué)中，教師可提供豐富的資源、素材，讓學(xué)生自主選擇、設(shè)計(jì)與實(shí)踐。這樣的開放作業(yè)，注重因材施教、因?qū)W而導(dǎo)。例如，在教學(xué)“聲現(xiàn)象\"這一單元相關(guān)知識之后，筆者設(shè)計(jì)了一項(xiàng)“制作小小樂器\"的跨學(xué)科作業(yè)。為了讓學(xué)生能基于已有知識經(jīng)驗(yàn)和興趣愛好來完成作業(yè)，筆者給他們提供了豐富的資源、素材，如玻璃瓶、筷子、硬紙殼、皮筋、細(xì)繩等。這一跨學(xué)科作業(yè)，不僅要求學(xué)生具有相關(guān)的物理學(xué)科知識，還要求學(xué)生具有工程學(xué)、音樂、數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好，利用這些素材制作樂器。此外，筆者鼓勵(lì)學(xué)生以小組合作的形式來展開探究。相較于個(gè)體探究，小組合作探究能發(fā)揮小組成員的潛能。

在作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)踐中，學(xué)生先自主確定要制作的樂器并完成制作，再用自制樂器演奏一首簡單樂曲，最后將這一過程錄制下來。這一過程包含小小樂器的制作與小小樂器的應(yīng)用兩個(gè)方面。在這個(gè)過程中，學(xué)生需要應(yīng)用聲音的產(chǎn)生、音調(diào)、響度、音色等相關(guān)知識，還需要應(yīng)用機(jī)械構(gòu)造原理，如發(fā)聲體的振動(dòng)決定了聲音特性等。為保障學(xué)生跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)的有效開展，筆者邀請音樂老師一同指導(dǎo)、啟發(fā)、點(diǎn)撥學(xué)生的作業(yè)實(shí)踐。在引導(dǎo)學(xué)生完成樂器制作的基礎(chǔ)上，筆者還讓學(xué)生解讀樂器制作的原理、緣由，向?qū)W生介紹有關(guān)材料的力學(xué)原理、物理性質(zhì)等，讓學(xué)生了解、熟悉材料的品質(zhì)、音色等。在學(xué)生基于各自的興趣、需要、愛好等制作好小小樂器之后，筆者引導(dǎo)他們對自己的小小樂器進(jìn)行加工、完善，從而讓自制的小小樂器既實(shí)用又美觀。

為了全面評價(jià)學(xué)生的跨學(xué)科作業(yè)成果，筆者在教學(xué)總結(jié)中設(shè)計(jì)了跨學(xué)科作業(yè)評價(jià)量表，組織學(xué)生對自己和他人的樂器進(jìn)行自評、互評，同時(shí)展示學(xué)生自主設(shè)計(jì)的樂器并接受評價(jià)，還鼓勵(lì)其他同學(xué)和教師對相關(guān)作業(yè)作出積極而中肯的評價(jià)。

三、以創(chuàng)新實(shí)踐為驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)跨學(xué)科“應(yīng)用作業(yè)”

初中物理跨學(xué)科作業(yè)，要致力于引導(dǎo)學(xué)生積極應(yīng)用知識。以創(chuàng)新實(shí)踐為核心，設(shè)計(jì)跨學(xué)科“應(yīng)用作業(yè)”，旨在發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能。跨學(xué)科“應(yīng)用作業(yè)”，不僅注重培育物理理論人才，更著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)工科人才。傳統(tǒng)的物理作業(yè)往往偏重知識，以識記知識、套用知識為特征，而跨學(xué)科“應(yīng)用作業(yè)\"注重將知識應(yīng)用到生活實(shí)踐、工程實(shí)踐之中?；诖?，在設(shè)計(jì)跨學(xué)科“應(yīng)用作業(yè)”時(shí)，教師要善于探尋物理學(xué)科與其他學(xué)科知識的融合點(diǎn)、鏈接點(diǎn)等，從而將相關(guān)學(xué)科知識打通、融合。

例如，教學(xué)蘇科版物理教材九年級下冊“太陽能”“能源轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律”這部分內(nèi)容后，筆者設(shè)計(jì)了“制作迷你太陽能小車”的跨學(xué)科作業(yè)。這一作業(yè)不僅涉及物理學(xué)科知識，還涉及工程學(xué)、化學(xué)等其他相關(guān)學(xué)科知識，且物理學(xué)科中的電學(xué)、光學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域知識也融會其中。

在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行作業(yè)實(shí)踐時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了包含串并聯(lián)知識、合適材料、樣品尺寸等內(nèi)容的制作方案。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，讓學(xué)生在玩中學(xué)、在學(xué)中玩，充分感受物理學(xué)科與工程學(xué)結(jié)合的魅力。在學(xué)生制作迷你太陽能小車的過程中，教師要及時(shí)跟進(jìn)、適度介入，去捕捉學(xué)生在制作實(shí)踐中的問題，如\"蝸桿電機(jī)用螺絲釘安裝在底座板上時(shí)，使用螺絲不熟練”“蝸桿齒輪裝在電機(jī)軸上時(shí)裝得太靠里面\"“在搭建太陽能車模型的過程中，容易用力過猛，將薄木板卡扣折斷”“太陽能板的導(dǎo)線與電機(jī)的導(dǎo)線連接時(shí)，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的接駁不熟練”等。除了及時(shí)解決學(xué)生制作中的問題，教師還要引導(dǎo)學(xué)生檢驗(yàn)、實(shí)測小車模型的工作性能，研判小車模型能否正常工作等。在制作、測試迷你太陽能小車模型時(shí)，學(xué)生相互合作、協(xié)調(diào)互動(dòng)，深度參與其中。教師要鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中創(chuàng)新，對于學(xué)生的新想法、新點(diǎn)子等予以點(diǎn)贊、肯定。在引導(dǎo)學(xué)生完成跨學(xué)科“應(yīng)用作業(yè)”的過程中，教師還可以組織小車模型競賽評比活動(dòng)，讓學(xué)生展現(xiàn)勞動(dòng)成果，使跨學(xué)科作業(yè)成果可視化，增強(qiáng)學(xué)生在作業(yè)實(shí)踐中的成就感。

四、以綜合整理為方法，設(shè)計(jì)跨學(xué)科“結(jié)構(gòu)作業(yè)”

初中物理跨學(xué)科作業(yè)應(yīng)當(dāng)具備層次性、結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性、整體性特點(diǎn)。在初中物理教學(xué)中，教師要以綜合整理（簡稱統(tǒng)整，即把眾多知識融會貫通的過程）為核心，從發(fā)展學(xué)生的物理認(rèn)知能力、思維能力等方面入手，設(shè)計(jì)跨學(xué)科“結(jié)構(gòu)作業(yè)”?？紤]到跨學(xué)科“結(jié)構(gòu)作業(yè)\"的綜合性，可采用“ 1+N^; 的方式設(shè)計(jì)。這里的“1”指物理學(xué)科，“N”指相關(guān)學(xué)科。顯然，“1+N\"的作業(yè)模式，是一種以物理學(xué)科知識為核心，將物理與其他學(xué)科知識相融合的跨學(xué)科作業(yè)。設(shè)計(jì)這樣的統(tǒng)整性作業(yè)，能提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)力，發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

例如，物理學(xué)科中，燈泡可能蘊(yùn)含著整個(gè)電學(xué)的知識；馬德堡半球?qū)嶒?yàn)和托里拆利實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含著大氣壓的歷史學(xué)習(xí)脈絡(luò)，“隱身術(shù)\"則蘊(yùn)含光的直線傳播（躲在遮擋處隱身）光的反射（躲在平面鏡背景中隱身）光的折射（透鏡組合隱身）等物理知識以及變色龍隱身等生物知識。這些例子表明，物理學(xué)科知識豐富多樣且相互關(guān)聯(lián)，以統(tǒng)整為方法和驅(qū)動(dòng)，能引導(dǎo)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中舉一反三、觸類旁通。

在初中物理知識體系中，“力學(xué)”是一個(gè)重要板塊，涵蓋重力、彈力、摩擦力等。學(xué)生系統(tǒng)性學(xué)習(xí)力學(xué)后，筆者設(shè)計(jì)了“自制火箭\"的跨學(xué)科作業(yè)。這一作業(yè)不僅將眾多物理知識（如重力、摩擦力、彈力等）應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)，還能讓學(xué)生將物理知識應(yīng)用于社會生活，感受其社會意義、價(jià)值、功能等。這一富有挑戰(zhàn)性和趣味性的作業(yè)極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在教學(xué)中，筆者分步驟引導(dǎo)學(xué)生開展活動(dòng)。首先，引導(dǎo)學(xué)生“玩一玩”火箭，通過實(shí)際操作讓學(xué)生深刻理解、掌握“力的作用是相互的”這一力學(xué)原理；其次，引導(dǎo)學(xué)生“看一看”，播放我國火箭升空的震撼場景視頻，讓學(xué)生直觀感受國家航天事業(yè)的偉大成就，激發(fā)民族自豪感，增強(qiáng)玩轉(zhuǎn)火箭的信心；最后，引導(dǎo)學(xué)生“探一探”，從克服重力、減小摩擦力、增強(qiáng)動(dòng)力、利用反沖力等視角考察影響火箭升空高度的因素，并用控制變量法做火箭推進(jìn)劑對比實(shí)驗(yàn)，如白醋火箭、液氮火箭、帶降落傘多級火箭等。

這種綜合性跨學(xué)科作業(yè)賦予學(xué)生民主開放的學(xué)習(xí)空間和自主思考探究的權(quán)利。在這個(gè)過程中，學(xué)生認(rèn)識、理解了火箭飛行的動(dòng)力、原理等物理知識，如相互作用力、平衡力等，以及力的方向、大小、來源等問題。對于學(xué)生來說，物理結(jié)構(gòu)化知識的認(rèn)知不應(yīng)依賴教師人為總結(jié)歸納，而應(yīng)是學(xué)生在物理跨學(xué)科、跨界實(shí)踐活動(dòng)中自主感悟的結(jié)果。

在初中物理跨學(xué)科教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)摒棄傳統(tǒng)的以應(yīng)試為取向的作業(yè)設(shè)計(jì)方式，尤其是摒棄題海戰(zhàn)術(shù)，轉(zhuǎn)而進(jìn)行以學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)為旨?xì)w的跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)。相較于傳統(tǒng)的作業(yè)設(shè)計(jì)模式，跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容更豐富、形式更多樣?？鐚W(xué)科作業(yè)不僅能鞏固學(xué)生的物理知識，而且能引導(dǎo)學(xué)生靈活應(yīng)用物理知識。這種靈活應(yīng)用使得物理知識在跨學(xué)科作業(yè)中不再是孤立、死板的，而是具有活性的。基于跨學(xué)科作業(yè)的這些優(yōu)勢，教師要充分發(fā)揮其育人功能，讓學(xué)生在跨學(xué)科作業(yè)中思考、探究、實(shí)踐，從而全面提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

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（責(zé)任編輯 黃春香）