基于真实情境设计物理跨学科实践性作业

摘要：新课标注重学科内知识关联、学科之间知识关联，强调真实问题的情境，引导学生不断探索，提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力，发展核心素养。基于真实情境设计物理跨学科实践性作业，是解读和落实新课标的有效探索。

关键词：真实情境；跨学科；实践性作业

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下通称“新课标”）中明确要求：“注重科学探究，突出问题导向，强调真实问题的情境，引导学生不断探索，提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力，发展核心素养。”基于对新课标要求的解读和落实，我校物理组教师研究了如何基于真实情境设计物理跨学科实践性作业，并以作业引领教学，发展了学生的核心素养，提升了教师的专业化水平。

一、设计物理跨学科实践性作业的必要性

（一）时代发展要求打破学科分化

伴随着时代的高速发展，与现代科技发展相适应的交叉学科不断涌现，自然科学与社会科学在理论方法上相互渗透和融合。物理科学作为现代科技发展的重要组成部分之一，也需要与其他各科学领域进行高度融合。初中是奠定和培养学生物理科学能力的重要基础阶段，需要打破传统学科间的界限，与各学科知识逐渐形成统一整体。

（二）跨学科实践要求联系学生生活实际

“跨学科实践”是新课标提出的课程内容五个一级主题之一。新课标指出，“跨学科实践”主题的内容具有跨学科性和实践性特点，与日常生活、工程实践及社会热点问题密切相关。由此可以推出，跨学科实践教学的核心是真实性。在设计作业时，教师应引入现实世界中的问题，创设具有引导性的问题体系；建立书本知识与现实生活之间的联系，使学生生活与所处社会有效连接，从而开展深度学习；真正做到因材施教，引导学生形成有生命力、个性化的知识和能力，培养创新思维和意识，为传统课程和教学注入新鲜活力。

（三）核心素养培养要求在作业中设置真实情境

核心素養是新课标课程理念和课程目标中的重要内容。笔者认为，核心素养区别于应试学力的最大特质是真实性，真实性是核心素养的精髓。核心素养归根结底是讨论如何通过知识、技能和态度的整合，将知识整合应用到不断变化的真实情境中。由此可见，设计跨学科实践作业，是培养学生核心素养的重要途径之一，而基于真实情境设计跨学科作业更有益于学生核心素养的形成。

二、基于真实情境设计物理跨学科实践性作业的方式

（一）前置实践性作业——体验、感受、质疑

我们在教学环节的起点上，结合学生已有的生活经验来设计跨学科前置实践性作业，使学生综合多学科的知识，多维度回顾日常生活中的经验，带着切身的体验，带着疑惑和猜想走进课堂。课堂上，教师结合学生的跨学科前置实践性作业完成情况，引导学生再观察和再理解，以帮助他们完成多学科知识的融合和跃迁，实现自我生成和自我构建。

例如，在人教版物理教材八年级上册“光的直线传播”这节课的教学中，在课内实践活动阶段，教师布置第一个前置实践性作业是：在阳光明媚的中午，请你去树下观察地上的小亮斑，思考光是沿数学上的什么线传播的，并探索小亮斑形成的原因。在学生完成后，教师布置第二个前置实践性作业：请你结合美术课上学到的知识，利用身边的材料制作出“小孔成像”实验模具，如果有困难可以向美术老师请教。第一个前置实践性作业，首先使学生在实践中加深了对数学课上学到的射线、直线和线段的认识。其次，学生通过物理课上学到的“光的折射”知识，在真实情境中对小亮斑形成的原因进行了初步研究。最后，通过自主探索和查找一些资料，学生对小亮斑形成的原因有了初步认识。这样，既锻炼了学生的思维，又使学生在课前就沉浸在真实的物理情境中，激发了学习兴趣和好奇心。第二个前置实践性作业，学生利用美术课上学习的知识，结合“小孔成像”的物理原理，动手制作出“小孔成像”实验模具。在真实的制作过程中，学生增强了动手能力，美术、物理学科素养都得到了提高。课前，教师通过观察学生在真实情境中的分享和发现，还能够精准分析和诊断学情，实现以学定教。

（二）课堂实践性练习——观察、思考、行动

在课堂上，教师结合从学生前置实践性作业中发现的问题，引领学生聚焦问题、探究问题，再带着结论回到真实情境中去实践探索和解决问题。教学人教版物理教材八年级上册“光的直线传播”这节课时，在课堂实践性练习阶段，学生通过制作的“小孔成像”实验模具，在真实情境中对小孔成像的大小与形状进行相关探索，结合相关的数学知识和物理知识，验证、解释前置实践性作业中的猜想与疑惑 。通过真实观察、思考和动手操作，学生深刻地理解了光沿直线传播的特点，并且在观察中还发现了小孔成像对孔的大小的要求，也解释了为什么在树叶稀疏的树下几乎观察不到小孔成像，而只能看到树叶的影子——这也是光沿直线传播的结果。

（三）课后实践性作业——理解、应用、创新

教师可布置多元化的课后作业，从而弥补传统作业的不足，可以结合多学科的知识来设计基于真实情境的实践性作业。

例如，结合数学中的科学计数法以及物理学中的距离、速度、时间的关系，粗略计算太阳和地球之间的距离。学生对这种课后完成的实践性作业充满兴趣与热情，即便此类作业需要学生进行探索，完成所需的时间更长，学生也不再感觉作业是负担。基于真实情境的实践性作业是学生实现自我价值和形成内驱力的重要方法，是提升学生核心素养的重要载体和路径。

再如，我校一位教师结合化学课中的“喷泉现象”， 基于真实情境，以“水往高处走”为主题设计了跨学科课后实践性作业。教师先引导学生用手捏气球将水喷出，然后引导他们利用大气压强使水喷出，最后启发他们利用电烙铁和热熔胶枪自制了喷泉装置。在确保安全的前提下，学生成功地制作出了喷泉。在完成作业的过程中，学生不仅理解了相关知识，还能够应用所学知识进行实验和创新，他们的创造能力和动手能力也得到极大提高。

又如，我校美术教师联合物理教师，利用假期时间，一起指导学生自制了龙骨水车和各种桥梁模型等，通过这样的跨学科课后实践性作业，使学生感叹我国古代先贤智慧的同时也在心灵深处埋下了一颗探索和创新的种子。

此外，在新课标的指引下，我校教师还设计了大单元跨学段实践性作业。如我们在初三复习课中以“自行车”为主题，结合真实情境展开单元实践性作业设计，贯穿了八年级和九年级教学内容。这种大单元跨学段实践性作业能够切实提升学生在真实、复杂的情境中解决问题的能力。

三、物理跨学科实践性作业的实践效果

（一）促進了学校课程体系的完善

我校以“厚学明德，自主有为”的办学理念为逻辑起点，在课程建设的过程中坚持五育并举、以德树人、全面发展，科学、规范、全面地落实文化基础课程，各学科基本形成了完备的学科实践计划和学科实践纲要，形成了实践课程体系，包括单学科创新实践、多学科主题实践、跨学科多层次实践等（见图1）。其中，基于真实情境的跨学科实践性作业设计，就是“跨学科整合”环节的重要支撑内容。同时，基于真实情境的跨学科实践性作业设计也为我校“有为教育”内核（倡导构建核心素养—跨学科统整—责任态度与担当三维一体的课程体系，即教师根据对课程标准的归类分析，凝练学科概念、学科技能，并结合主题内容提取跨学科概念和跨学科技能，最终挖掘出课程中蕴含的情感和价值取向，实现学生在跨学科课程体系中“自主有为”的成长和跨越）的丰富与完善提供了行之有效的具体实践方式。

（二）实现了教师育人方式的变革

通过基于真实情境的物理跨学科实践性作业设计，教师把作业设计的逻辑起点从学科思维转化为生活实际，把物理跨学科学习内容作为源于学生生活实际的真实性和综合性问题来看待，真正实现了新课标中倡导的“面向全体学生，培养学生核心素养”“从生活走向物理，从物理走向社会”“以主题为线索，构建课程结构”“注重科学探究，倡导教学方式多样化”“发挥评价的育人功能，促进学生核心素养发展” 的课程理念。通过物理跨学科实践性作业的设计与实践，教师对新课标理念和“学生主体”理念有了更加明确、深入的认识和理解，实现了育人方式的变革。

（三）实现了学生学习方式的优化

以物理跨学科实践性作业设计为基础，我校物理组将其拓展成为“生活实验—网上交流—建构体系—实践应用”的线上实践性教学模式研究，充分利用网络平台的优势，从教师下达目标任务到实践小组的构建，从学生自主动手实践到家长的配合协作，从组间同学交流分享到小小评审团的综合评比，激发了学生动手实践的欲望，提高了学生的基本操作技能，培养了学生规划设计的能力。在一次次动手操作、反复研究的过程中，学生体验到了探索发现的乐趣，知识的掌握更加扎实而厚重，思维更加活跃而开放，学习方式深度优化。学生实践能力和创新精神得以提升，取得了诸多成绩。如我校一位学生依据光学原理，自制了一套光学实验器材——利用一个实验器材可以完成所有的光学实验，获得了中国科协举办的第37届全国青少年科技创新大赛创新项目省、市级一等奖。

总之，“人才之本在教育，教育之本在教师，教师之本在教研。”在深入开展课题研究和实践的过程中，我校教师不断创新基于真实情境的物理跨学科实践性作业的方式与内容，在提高学生物理核心素养的同时，也提高了学生的跨学科综合素养。

参考文献：

［1］李春梅，白荣华.基于“双减”的初中物理实践作业设计：以人教版第3章“物态变化”为例［J］.物理教师，2023（3）.

［2］朱廷焰.培养学生创新能力的物理作业设计［J］.教育教学论坛，2013（24）.

（责任编辑：杨强）

作者简介：于丽凡，沈阳市南昌中学高级教师。