(江蘇省常熟市中學,江蘇 蘇州 215500)

1 引言

教育部部長陳寶生指出:“堅持內(nèi)涵發(fā)展,加快教育由量的增長向質(zhì)的提升轉(zhuǎn)變。把質(zhì)量作為教育的生命線,堅持回歸常識、回歸本分、回歸初心、回歸夢想。深化基礎(chǔ)教育人才培養(yǎng)模式改革,掀起‘課堂革命’,努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。”“課堂革命”這一命題的提出,將進一步推動高中物理課堂教學進行全方位的深度改革。

傳統(tǒng)的高中物理課堂擅長直線型的知識講授,講授知識不夠全面,無法滿足全體學生的發(fā)展需求。課堂是教育的主戰(zhàn)場,課堂教學改革不是對傳統(tǒng)課堂的修修補補,而是對傳統(tǒng)課堂的顛覆性改革。這就要求我們樹立新型教育觀、課堂觀和教學價值觀,打破常規(guī)思維,打破學科壁壘,用全新的視角看待物理課堂教學。

共生理念下的跨學科教學,提倡學科之間的有機整合。在同一節(jié)課上,一位老師講授多學科知識,或是多位教師輪番主持一個課堂,改變課程結(jié)構(gòu)過于強調(diào)學科本位、科目過多及缺乏整合的現(xiàn)狀,使物理課堂呈現(xiàn)海納百川的學術(shù)氛圍。課堂的深層革命使教育改革進入到課堂的深層面,改變課堂,才能改變學生,才能改變教育。共生理念下的跨學科教學直指教育改革的核心地帶,實現(xiàn)高中物理教學的“課堂革命”。

2 共生理念與跨學科教學的概念

共生是本屬于生物學科中的概念,是指“兩個不同而又相互影響的物種之間互惠生存的關(guān)系,在這種關(guān)系中兩個物種都可以得到益處”。既然不同的物種可以共生,那么不同學科之間也可以找到聯(lián)結(jié)點,達到相互受益的效果。在教育學中,“共生”理念是指“在教學中,兩個或兩個以上的學科通過異質(zhì)互補、相互受益達到利益雙贏的教育教學理念”。

而“跨學科”這一概念產(chǎn)生于20世紀20年代,是通識教育的核心概念之一,也是基于多元智能理論的一種全新的思維方式?？鐚W科教學是以學生的多元智能的發(fā)展為目標,通過整合多個學科的知識進行教學,將多個學科領(lǐng)域的多個技能深度融合,以達到促進學生多元智能、提高學生關(guān)鍵能力的目的。由此可見,“共生”作為“跨學科”教學的指導理念,是由于“跨學科”教學在認知層面就是一種“共生”意識與“共生”能力,兩者是相互融合、相輔相成的關(guān)系。

3 共生理念下的跨學科教學的提出

近代以來,在工業(yè)革命的推動下,自然科學迅猛發(fā)展,學科更細分,研究更深入,專業(yè)化趨勢日趨顯著。但是,隨著現(xiàn)代科技的進一步發(fā)展,全球化也使得各種思想與文化交流、交融日益頻繁,學科間的聯(lián)系越來越緊密,相互間的滲透程度越來越深入,科學研究也朝著綜合化的方向發(fā)展。

物理是一門基礎(chǔ)學科,與數(shù)學、化學、生物、地理、歷史等多門學科關(guān)系密切。而目前我國高中實行的分科教學注重單科知識的講授,將各學科之間的有機聯(lián)系割裂開來,束縛了學生能力的發(fā)展,不利于學生核心素養(yǎng)的全面提升。

共生理念下跨學科教學的提出,是高中物理教育完成全人教育的迫切要求,需要教師在物理教學中打破學習邊界、跨越學科限制和學科本位,挖掘高中物理課堂教學的廣闊空間,在一定程度上可解決多學科課程模式中內(nèi)容零散、系統(tǒng)性不強的問題,使高中教育更具有針對性與系統(tǒng)性。多個學科的教師聯(lián)手打造的跨學科高中物理教學,首先可以使各個學科之間知識相互滲透,不僅形式新穎、別開生面,而且能夠掃除學科盲點,促進科學性與人文性的高度統(tǒng)一；其次,多學科之間的師資互補,有利于教師之間相互促進、共同成長；再次,多學科之間的深度融合,能夠激勵學生自主學習,開展綜合化的項目學習,促進學生核心素養(yǎng)的提升。

4 共生理念下物理課堂跨學科教學的實踐

我校承擔了江蘇省基礎(chǔ)教育前瞻性教學改革實驗項目——“共生理念下高中生跨學科素養(yǎng)培育”，筆者將地理、歷史、藝術(shù)、生物、化學等學科與高中物理課程相互融合,力求改變過于強調(diào)學科本位、科目過于獨立的課程結(jié)構(gòu),嘗試開展跨學科整合教學的實踐研究。

4.1 物理與地理學科的跨學科整合

在“氣象觀測”的教學中,筆者將物理與地理知識相結(jié)合,我們在觀測溫度、氣壓、濕度等氣象觀測量時,運用的器材和原理都與物理有關(guān)。因此,通過對物理與地理兩科的教學內(nèi)容進行統(tǒng)籌,形成學科合力,促進學生對知識的整體認知。

例如,溫度表在地理研究中運用廣泛,其原理就是物理上的“熱脹冷縮”。筆者在介紹最高溫度表時,運用物理原理進行分析與討論。溫度表可測定一定時間的最高溫度,其構(gòu)造是在溫度計玻璃泡底部放置一根玻璃針,一直伸到毛細管口,使毛細管口變窄。當溫度上升時,水銀膨脹,壓力增大,迫使水銀擠過狹管上升；當溫度下降時,因壓力不足以使水銀擠過狹管回到玻璃泡,水銀柱就在狹管處斷裂,于是水銀柱的頂端就保持在這段時間內(nèi)檢測到的最高溫度示數(shù)上。從物理角度進行解釋,學生思路明晰,茅塞頓開。

高中物理課程目標是培養(yǎng)學生的終身發(fā)展能力、創(chuàng)新能力，跨學科整合教學有助于打破學科之間的壁壘,加強各學科之間的溝通與聯(lián)系。教師要找到合適的切入點,使各學科知識的交叉過渡自然、流暢、嚴密,能夠讓學生將所學知識串聯(lián)起來,從整體性的視角發(fā)現(xiàn)知識之間的聯(lián)系,加強學生對知識的靈活遷移與運用,開闊學生的思維,發(fā)展學生的能力,提升學生的智慧。

4.2 物理與歷史學科的跨學科整合

在“電場的探究”的教學中,在介紹電場時,筆者將物理與歷史知識相結(jié)合,例如在介紹“場”的發(fā)展歷程時,重點介紹法拉第是如何提出“場”這一概念的。這就使學生感受到物理與歷史學科之間本身就是密切相關(guān)的,讓學生自然而然地把物理學的發(fā)展放在整個科學史的大背景下來認識。

在19世紀上半葉,電磁學迅速發(fā)展,并且逐漸形成了兩大派系。安培等人提出了“超距作用”的觀點，法拉第于1837年提出“場”的概念,指出電和磁的周圍都有“場”的存在,1838年他提出了力線的概念,形象地描述電場及解釋電、磁現(xiàn)象,這是物理學理論上的一次重大突破。對此,愛因斯坦給予高度評價：“法拉第的一些觀念……他們的偉大和大膽是難以估量的……借助于這些新的場概念,法拉第就成功地對他和他的先輩所發(fā)現(xiàn)的全部電磁現(xiàn)象,形成了一個定性的概念?！?/p>

在物理課上,文理交融的教學將物理與歷史有機地整合起來,突出了不同學科知識的融會貫通。學生在高中物理課堂上,不僅能夠?qū)W習物理知識,還能夠?qū)W習科學家勇于質(zhì)疑、不斷探索的科學精神,有助于提高學生的科學素養(yǎng)和人文素養(yǎng)。

4.3 物理與藝術(shù)、生活的跨學科整合

在“物理、藝術(shù)與生活”的課堂教學中,筆者將物理與藝術(shù)、生活相結(jié)合,物理學本身體現(xiàn)了形式美、和諧美、對稱美,物理學中有美育取之不盡的素材。同時,物理學也指向生活中真實情境的問題探索與解決,能夠促進學生認知能力、信息提取與加工能力、問題解決能力的提高。

例如,乘坐一列高速運動的火車觀察一座房子,狹義相對論的觀點是：隨著速度的增加,觀察者可同時看到房子的正面、側(cè)面，這就是空間的同時可觀性。在立體主義畫家畢加索的作品中,同時展現(xiàn)了人的多個側(cè)面,畢加索畫出了相對論。

再如,我們在玩3D游戲時有時會感到“頭暈目?！?這和使勁搖頭后感到頭暈、暈車等原因相似,這個例子就是物理與生物學的跨學科整合。身體感受運動是靠前庭系統(tǒng)的感知來實現(xiàn)的,前庭系統(tǒng)在身體里充當了“加速計”和“陀螺儀”的功能,當眼睛感受的畫面和身體感受到的運動不協(xié)調(diào)時,身體就會給出應(yīng)激反應(yīng)。我們通過這種學科交叉,能夠更好地理解實際生活中所蘊含的物理原理。

在高中物理教學中,共生理念下的跨學科整合教學能夠引領(lǐng)學生進入廣闊的學習空間,拓寬學生的視野,使學生能夠突破單一學科的局限性,博采“眾科之長”,用多學科的綜合知識進行問題解決。物理與藝術(shù)、生活的碰撞能夠激發(fā)出全新的火花,激發(fā)學生的興趣,有助于學生用全新的觀點來看問題,培育信息加工、邏輯推理、批判質(zhì)疑等高階思維能力。

4.4 物理與化學的跨學科整合

在高中的學習過程中,我們發(fā)現(xiàn)物理、化學、生物等學科間有許多知識是相互聯(lián)系、相互融合的。如：物理和化學在電學、電化學、原子結(jié)構(gòu)、核反應(yīng)、熱力學等方面的知識點是相互融合的。在“跨學科思維下的理化問題分析的不同點”的教學中,筆者與一位化學老師協(xié)作授課,將物理與化學相結(jié)合,通過問題引領(lǐng)的形式,和學生一起用跨學科思維來分析相關(guān)的問題。

例如,在回答“核裂變反應(yīng)和一般的化學反應(yīng)的不同點”的教學中,由物理老師與化學老師共同講解兩反應(yīng)的區(qū)別,并講解熱傳遞介質(zhì)——鈉鉀合金的物理性質(zhì)與化學性質(zhì)。這些知識是物理與化學知識的有機整合,在學科的結(jié)合點和交叉點上加以拓展,能使學生對同一問題從不同視角加以研究,多角度、多層面地思考、分析,能夠促進學科知識之間正遷移的發(fā)生,促進學生發(fā)散性思維與融合性思維的有效發(fā)展。

物理學與各科之間的聯(lián)系不勝枚舉,這些聯(lián)系可以作為物理教學中學科滲透的切入點,加強學科的融合性,超越“學科本位”的意識。從教學方式看,我校的跨學科課堂已經(jīng)從“單科作戰(zhàn)”向“多科共力”轉(zhuǎn)變,站在“全力”“全融通”的高度組織學科教學。各學科教師本著“求同存異”的方針,更多地挖掘?qū)W科教學活動中的共性,培養(yǎng)學生從多學科視角來考察與研究共同的、相關(guān)的問題,在問題解決中形成多元、獨特的視角,完善知識體系。

5 結(jié)語

《普通高中物理課程標準(2017年版)》明確指出：高中物理課程要幫助學生從物理學的視角認識自然,引導學生經(jīng)歷科學探究過程,體會科學研究方法,養(yǎng)成科學思維習慣,增強創(chuàng)新意識和實踐能力,引領(lǐng)學生認識科學的本質(zhì)。從教育理念來看,共生理念下的跨學科教學要求課堂教學實現(xiàn)“深度革命”,逐步從“學科教學”向“學科教育”轉(zhuǎn)變,能夠站在“全人”“全學科”的高度組織學科教學。共生理念下的跨學科整合教學,通過整合不同學科的知識和能力,共同指向真實情境中的問題解決,培養(yǎng)學生學科融通能力,形成科學精神、人文情懷等。只有這樣,我們的教育才能培養(yǎng)出“完整的人”,這也是社會發(fā)展的迫切需求。