新课标下物理教学中跨学科实践的实施策略

郑丽群

摘   要：在新课标的引领下，培育学生核心素养，凸显物理课程的育人价值，无论是物理教学模式还是教学理念均出现一定变化，教学也体现出跨学科的特征，通过引入丰富的不同学科知识、方法与教具，提高课堂教学质量。为培养学生物理学科核心素养，通过跨学科教育理念增进物理教学和其他学科之间的距离，收集整理相关知识点，防止片面化、单一化的理解。同时，依托日常生活、工程实践与社会发展等载体，凸显物理学科和其他学科之间的关联性。

关键词：新课标；跨学科实践；实施策略

《义务教育物理课程标准（2022年版）》与《义务教育物理课程標准（2011年版）》相比，在内容上基本稳定，保持不变。但也有一些较大的调整和变化。其中，突出的特点是以核心素养为纲，强化物理课程育人导向[ 1 ]。2022年新课标增加了2个新主题：实验探究主题和跨学科实践主题。新课标指出：在物理教学中进行跨学科主题学习活动，不仅能加强各学科间的相互关联，又能推进物理课程综合化实施，增强学生实践要求。初中阶段的物理知识，在新课程标准下主要被划分为知识板块，分别是物质、运动和相互作用、能量、实验探究，跨学科实践。有关“实验探究”板块，彰显物理的实践性特征，旨在对问题发现、提出能力的培养、引导学生学会学习与合作；有关“跨学科实践”板块，目的是培养学生跨学科知识使用的综合能力、解决和分析问题的能力，使学生在实践中养成敢于创新的精神。

1  借助日常应用的拓展延伸进行跨学科实践

物理的课堂理念是 “从生活走向物理，从物理走向社会”。 所以物理学科与日常生活实际之间是密切联系的[ 2 ]。既为初中物理课堂教学提供教学资源，还能为课堂教学活动顺利开展提供保障。以“声现象”的课堂教学为例，教师可以带领学生前往学校的音乐教室，鼓励学生选择一种乐器进行演奏，要求学生在演奏乐器的同时观察其发声原理以及振动情况。让学生在音乐环境中学习相应的物理知识，让学生认识到音乐是声波频率和旋律的融合艺术，通过本堂课所学的物理学知识探究其中的奥秘，在激发学生学习兴趣的同时提高课程学习效果。再比如在“声音的产生与传播”的教学中，教师仅是简单介绍人耳是怎样听到声音的，加之教学时间相对有限无法详细了解人耳结构，教师可以将生物学与物理学相结合，通过人工耳蜗的案例的讲解，使学生明确其设计原理，体会生活中的物理。以“升华和凝华”为例，教材中涉及自然界中水循环的知识点，而地理学科中的“水资源”单元介绍了水的循环过程，为此，教师可以从地理学视角中的水循环过程出发，让学生利用“凝华”知识制作一个简易沙漠集水器，通过开展实践活动，学生做到理论联系实际，同时又能意识到自然界中水资源的宝贵。

2  实现实验模型到实际应用的转化进行跨学科实践

实验是物理学科的基础，很多物理学知识点都能在实验中获得，因此实验教学始终是初中物理教学的重中之重。从实验教学角度来讲，和化学、生物、地理等学科都存在密切联系，很多实验资源能够共用。为此，在物理实验探究活动中教师可以利用一些跨学科的教具，设计趣味性强的小实验。

例如，物理学科与地理学科相结合，在课堂中引入“长江”丰富的水能资源，大坝高处的水流流向低处，此时水将重力势能转化为动能，冲击水轮机带动水轮机转动做功发电，加之上游水位高而且流量大，这样重力势能所转化的动能更大，由此获得的发电量更大。为此教师可以组织学生设计这样一个生活小实验：实验器材是两组简易水轮发电机、两个水槽、矿泉水、两个水龙头与实验支架。通过实验探究水量对水能的影响。实验一的步骤如下：在中空的水瓶口密封安装水龙头，在水瓶中灌水且固定在实验支架上；将水龙头半开使水流浇在齿轮上，然后观察灯泡亮度；将水龙头全开使水流浇在齿轮上，然后观察灯泡亮度。实验二的步骤如下：将水龙头安装在两个空水瓶上，然后向瓶中灌水，固定在高度不同的实验支架上；将水龙头一起全开使水流浇在齿轮上，然后观察灯泡亮度。学生通过这个物理实验，能够直观观察落差和水量对水能带来的影响，在学习物理知识点的同时，了解在长江选择修筑水利发电站的原因。趣味的学科融合实验，能够调动学生学习科学知识与自然现象的兴趣，帮助学生掌握相应的科学探究方法，形成良好的学习习惯。教师尝试整合学科实验，不仅可以予以实验教学新思路，也有利于培养学生实验科学素养。

3  深挖经典物理的发展历程渗透跨学科实践

物理学推进了人类文明历史的发展，是自然学科必不可少的一部分[ 3 ]。例如在一些物理概念讲解中，引入历史小故事比如阿基米德的静力学理论、牛顿的经典力学等，让学生认识到科学思维在时代发展中的重要性以及这门学科的成长过程。作为一门自然学科，无论是燧人氏钻木生火还是信息化时代的进步，均需要物理学的参与。教师可以让学生思考日常生活中的物理学知识，例如刷牙是因为牙刷凹凸不平的表面，能够增大摩擦将牙齿刷得洁净，可以握住牙缸也是因为其与手之间存在摩擦力，为此教师可以让学生以小组为单位设计一种摩擦力更大的牙刷。再比如，使用微波炉加热食物，主要是通过微波让水分子剧烈运动而生产大量的热，将其传递给食物达到将食物加热的目的，为此教师可以将其和历史学科相结合，让学生调查各个年代加热食物的方法与其中蕴藏的物理知识。在“双减”政策背景下，教师可以设计跨学科生活化物理作业，比如调查一个月家里使用多少天然气，计算所产生的热量；列举在使用天然气过程可能存在的安全隐患；若是出现火情（由电流与化学物质燃烧导致的火灾）应该怎样逃生自救，提出这种方法的依据；若是在火势可控的情况下，能够采取的灭火方法有哪些，谈一谈这样做的依据。

4  依托科技发展新成就实现跨学科实践

历史表明，物理是人类文明发展的源泉。物理学带来一次次科学技术突破、科学实验开辟了科学革命的道路[ 1 ]。17世纪的牛顿、18世纪的热学、19世纪的能量转化及守恒定律、电磁场理论的发展等。自20世纪以来爱因斯坦相对论以及量子力学为支柱的微观世界，现今物联网的崛起更是推动今日高科技的诞生。因此在物理的课堂中融入科技发展新成就，如通过分析和讨论孔明灯、司南等与中华民族优秀传统文化有关的素材和5G技术、北斗卫星导航系统、高速动车组列车、“奋斗者”号载人潜水器等我国现代化建设新成就，既增强了学生的科技强国的责任感和使命感，又让学生从中感受到物理与科技之间的关系，理解科技中所蕴含的物理。这种学科间相互融入的方式，不仅给原有的物理学科增加了趣味性，还开拓学生学习科学的视野，也培养了学生创新精神和实践能力，提高了学生的学习成效。

5  调查现有技术应用案例进行跨学科实践

通过到实地参观考察古代的发明创造及建筑等，调查物理学在工程技术中应用的案例，丰富教学内容，拓展教学视野。从而增强学生的文化自信、跨学科知识的运用能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力。如师生参观一座建于1059年的福建泉州的大型石梁桥，两个桥墩之间用几十吨巨型石梁架在上方，一条条石梁并排铺设，搭成大桥的桥面。当时没有大型起重设备，这座桥的施工十分巧妙地应用了浮力，解决了这一工程技术难题。泉州沿海，水面会发生潮汐现象，涨潮时，古人用船把大石梁运到两个桥墩之间，利用船的浮力，把石梁两头调整到所安放位置的上方，落潮时石梁就被放在桥墩上。洛阳桥长834 m，有46个桥墩，气势磅礴，雄伟壮观，是应用物理学原理完成的工程技术杰作。让学生参观后利用所学的物理知识分析原理，还可以举办“纸质桥梁承重比赛”，指定A4纸的张数，规定两个桥墩之间的距离，限定其他器材，比谁的纸桥承重大。这样还能增强学生的实践操作能力，展现自己的学习成果。

综上所述，跨学科实践教学，引导学生立足不同的起点跨界，在跨领域理念的指导下实现对知识方法的“远距离”使用。除此之外，跨学科实践教学也满足对高阶品质的培养需求，例如科学理念、思维能力等。同样跨学科教学，有利于学生跳出单个学科从整体上理解科学。为此在教学实践中，教师既要运用现代化教学观念还要增强学科整合能力。打破仅限于单一学科知识、方法的限制，有效跨学科知识丰富教学过程，打造高效的初中物理学习课堂。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022（4）：33-38.

［2］ 陈宗成，于海波.初中物理跨学科实践的框架、课时筹划和备课联动：《义务教育物理课程标准（2022年版）》研讨系列二[J].福建教育，2022（24）：23-26.

［3］ 于海波，陈宗成.初中物理跨学科实践的深度理解与教学实践：《义务教育物理课程标准（2022年版）》研讨系列一[J].福建教育，2022（19）：25-27.