王雄　徐新宇

摘 要 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是新課標(biāo)所強(qiáng)調(diào)的素養(yǎng)導(dǎo)向、綜合性、實(shí)踐性等理念的具體落實(shí)，是硬性規(guī)定，有明確的課時(shí)要求?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)需要圍繞“跨學(xué)科”“主題”“學(xué)習(xí)”三個(gè)關(guān)鍵詞設(shè)計(jì)具體路徑，以跨學(xué)科概念、社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題、共通性素養(yǎng)為三向關(guān)聯(lián)，實(shí)施初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)? 三向關(guān)聯(lián)? 初中物理

引用格式 王雄，徐新宇.初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的三向關(guān)聯(lián)[J].教學(xué)與管理，2023（16）：49-51.

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是指師生圍繞某一研究主題，運(yùn)用各科課程的知識(shí)、技能、方法、思維等，開(kāi)展具有研究特征的綜合實(shí)踐活動(dòng)。義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）中明確提出要“設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)科間的相互關(guān)聯(lián)，帶動(dòng)課程綜合化實(shí)施，強(qiáng)化實(shí)踐性要求”[1]，并在課標(biāo)的不同部分提出跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的一般流程、目標(biāo)設(shè)定、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等內(nèi)容?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)是新一輪課改的重點(diǎn)、亮點(diǎn)和特色，其重要性不言而喻。初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)可以以跨學(xué)科概念、社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題、共通性素養(yǎng)為關(guān)聯(lián)，實(shí)施初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

一、以跨學(xué)科概念關(guān)聯(lián)初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)

概念是物理學(xué)科的基石，對(duì)物理學(xué)科的深入了解往往要從概念入手，正如只有理解質(zhì)量、慣性、力等物理概念，才能真正體悟物理學(xué)科的價(jià)值與魅力。概念如按學(xué)科分類(lèi)，可分為學(xué)科概念和跨學(xué)科概念。義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）提出4個(gè)跨學(xué)科概念，分別是物質(zhì)與能量、系統(tǒng)與模型、結(jié)構(gòu)與功能和穩(wěn)定與變化[2]。既然這些概念有跨學(xué)科特征，我們當(dāng)然可以直接“拿來(lái)”，以這些跨學(xué)科概念為關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

以跨學(xué)科概念“結(jié)構(gòu)與功能”為例，基于浙教版八年級(jí)（下）教材為基礎(chǔ)進(jìn)行思考。首先，基于物理學(xué)科，我們選擇了《電與磁》中《電動(dòng)機(jī)》一節(jié)為例，通過(guò)學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)原理、分析電動(dòng)機(jī)圖形、裝配電動(dòng)機(jī)模型三個(gè)步驟，讓學(xué)生初步理解電動(dòng)機(jī)的核心是“結(jié)構(gòu)決定功能”“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”等“結(jié)構(gòu)與功能”之間的關(guān)系。其次，我們選擇了化學(xué)學(xué)科中的《原子結(jié)構(gòu)的模型》一節(jié)，突出通過(guò)“結(jié)構(gòu)與功能”這一跨學(xué)科概念進(jìn)行教學(xué)，拓寬理解“結(jié)構(gòu)是功能的內(nèi)在基礎(chǔ)，功能是結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)”，“可見(jiàn)功能可以推測(cè)看不見(jiàn)的結(jié)構(gòu)”等要義。再次，我們選擇生物學(xué)科中《植物的莖與物質(zhì)運(yùn)輸》為參考，通過(guò)植物莖中導(dǎo)管、篩管與本質(zhì)部、韌皮部，水、無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物之間的相互匹配關(guān)系形成，讓學(xué)生深入理解“功能的變化是由結(jié)構(gòu)變化所引起，反過(guò)來(lái)，功能變化又是引起結(jié)構(gòu)變化的原因”等內(nèi)涵。通過(guò)跨學(xué)科概念串聯(lián)不同學(xué)科，形成了以“結(jié)構(gòu)與功能”為關(guān)聯(lián)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

以上，我們通過(guò)跨學(xué)科概念來(lái)關(guān)聯(lián)不同學(xué)科的內(nèi)容，重組教材，形成基于初中物理的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。其基本流程是：確定跨學(xué)科概念——梳理及闡明跨學(xué)科概念內(nèi)涵——結(jié)合內(nèi)涵尋找精準(zhǔn)課例——形成跨學(xué)科概念主題學(xué)習(xí)。以跨學(xué)科概念關(guān)聯(lián)形成的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是一線物理老師比較容易學(xué)習(xí)和實(shí)踐的。其關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：一是要深刻理解跨學(xué)科概念的統(tǒng)整性。教師對(duì)跨學(xué)科概念內(nèi)涵認(rèn)知越深刻，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)性就越精密。仍以“結(jié)構(gòu)與功能”為例，只有教師能對(duì)“結(jié)構(gòu)與功能”這個(gè)跨學(xué)科概念有豐富認(rèn)知，才能更好地關(guān)聯(lián)其他學(xué)科，否則，跨學(xué)科概念就“為跨而跨”。二是要精準(zhǔn)選擇不同學(xué)科的匹配內(nèi)容。如果內(nèi)容選擇不當(dāng)，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)很容易出現(xiàn)簡(jiǎn)單的拼盤(pán)現(xiàn)象，并不能形成真正的整體，從而“統(tǒng)而不整”。因此，在內(nèi)容選擇上要基于同一跨學(xué)科概念的不同維度進(jìn)行匹配。以“結(jié)構(gòu)與功能”為例，初中各學(xué)科可以選擇的內(nèi)容很多，我們之所以精心選擇了以上三節(jié)內(nèi)容，是因?yàn)樗x內(nèi)容雖在表面上屬于不同學(xué)科，但從深層次來(lái)看，這三節(jié)內(nèi)容從不同側(cè)面豐富著跨學(xué)科概念的內(nèi)涵（物理突出“結(jié)構(gòu)決定功能”等常見(jiàn)關(guān)系；化學(xué)突出依據(jù)功能推測(cè)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)科學(xué)猜測(cè)與建模；生物突出“結(jié)構(gòu)決定功能，功能的發(fā)揮甚至還會(huì)反作用于結(jié)構(gòu)”），有很強(qiáng)的代表性。有了這些精準(zhǔn)內(nèi)容的選擇，隨著跨學(xué)科概念內(nèi)涵的不斷豐富，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)不斷深入，其學(xué)科融合育人的根本價(jià)值才能真正體現(xiàn)。

二、以社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題關(guān)聯(lián)初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)

在物理課標(biāo)（2022年版）中，把“跨學(xué)科實(shí)踐”設(shè)置成為物理五個(gè)一級(jí)主題之一，并強(qiáng)調(diào)物理“跨學(xué)科實(shí)踐”主題側(cè)重于體現(xiàn)物理學(xué)與日常生活、工程實(shí)踐、社會(huì)發(fā)展等方面的聯(lián)系[3]。課標(biāo)中之所以有這樣的要求，是因?yàn)榭鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)與實(shí)踐結(jié)合，有利于體現(xiàn)其綜合性、實(shí)踐性的特點(diǎn)，同時(shí)現(xiàn)實(shí)社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題的復(fù)雜性符合跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)對(duì)核心素養(yǎng)形成所需的情境要求。因此，基于社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題關(guān)聯(lián)初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)也是實(shí)施路徑之一。

這三年，我們每個(gè)人都置身于新冠疫情之中，這場(chǎng)疫情在不同程度上改變了我們的衣食住行方式，也給我們的教育帶來(lái)深刻變化。作為一線教師，需要思考如何化“?！睘椤皺C(jī)”，整合課程，形成良好教育契機(jī)。疫情下的健康無(wú)疑是社會(huì)最關(guān)注的熱點(diǎn)，在近三年浙江嘉興的中考題中都有體現(xiàn)。例如2020年嘉興社會(huì)中考卷31題以網(wǎng)絡(luò)健康為題從保障學(xué)生的受教育權(quán)、青少年如何對(duì)待網(wǎng)絡(luò)等視角進(jìn)行考查。又如2021年數(shù)學(xué)嘉興中考卷第22題以消毒液瓶為情境，考察數(shù)學(xué)中的三角形知識(shí)；2021年嘉興科學(xué)中考27題從生物學(xué)探究疫苗X的安全和有效性；29題從物理學(xué)角度考查了居家運(yùn)動(dòng)中握力器中的杠桿、功、能量等物理知識(shí)；2022年語(yǔ)文嘉興中考卷“青春·運(yùn)動(dòng)”篇以劉畊宏直播健身熱度材料為切入點(diǎn)，考查語(yǔ)文的非連續(xù)性文本的閱讀等等。

從各學(xué)科中考題為綜合視角，我們發(fā)現(xiàn)關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題是大多數(shù)學(xué)科的要求。作為初中物理教師，應(yīng)立足學(xué)科實(shí)際，結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)。例如，我們可以“人體杠桿與健康”為主題，在初中物理《杠桿》的學(xué)習(xí)中尋找人體中眾多的省力杠桿、費(fèi)用杠桿、等臂杠桿，再結(jié)合杠桿的五要素知識(shí)與體育結(jié)合，通過(guò)探究實(shí)踐得知：在體育中考鉛球的項(xiàng)目訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該充分運(yùn)用杠桿原理，推鉛球通過(guò)轉(zhuǎn)腰送髖，伸臂、撥指，在最后投擲動(dòng)作上要充分展開(kāi)上臂，確保阻力臂最大，同時(shí)以肩關(guān)節(jié)為支點(diǎn)，肩部肌肉附著點(diǎn)為動(dòng)力點(diǎn)，這樣就形成了杠桿，投擲物體的距離更遠(yuǎn)。此外，通過(guò)畫(huà)出杠桿的五要素與數(shù)學(xué)結(jié)合，形成三角模型并求解。

以上我們通過(guò)社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題來(lái)關(guān)聯(lián)不同學(xué)科的內(nèi)容，形成基于初中物理的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，其基本流程是：選定社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題——關(guān)聯(lián)核心物理知識(shí)——挖掘跨學(xué)科鏈接點(diǎn)——形成跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵是對(duì)真實(shí)問(wèn)題情境的教學(xué)深加工。以社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題關(guān)聯(lián)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：一是要形成現(xiàn)實(shí)與學(xué)科的雙向關(guān)注。基于社會(huì)熱點(diǎn)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)涉及現(xiàn)實(shí)與學(xué)科兩個(gè)方面，因而在活動(dòng)過(guò)程中一方面要引導(dǎo)學(xué)生從物理的角度觀察和分析問(wèn)題，另一方面也要啟發(fā)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)的角度思考和研究問(wèn)題。例如，在“人體杠桿與健康”的實(shí)踐中，我們要探究“人體杠桿與鉛球運(yùn)動(dòng)距離”的活動(dòng)時(shí)，物理角度就是分析各種姿勢(shì)下杠桿的五要素，形成對(duì)照，而現(xiàn)實(shí)角度則是研究影響鉛球距離遠(yuǎn)近變化的主要因素、這些因素的影響程度如何。二是要形成本學(xué)科與其他學(xué)科的雙維聯(lián)動(dòng)。物理課標(biāo)（2022年版）提出，要處理好立足本學(xué)科與跨學(xué)科的關(guān)系，活動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)以物理教師為主，可邀請(qǐng)相關(guān)學(xué)科教師共同研究、確定方案[4]。因此，活動(dòng)由物理教師主導(dǎo)實(shí)施，可協(xié)同其他學(xué)科（如體育、數(shù)學(xué)）教師或者班主任一起完成?？梢苑譃槲锢碚n、其他課兩部分：在物理課外，主要是物理教師與其他學(xué)科教師一起，結(jié)合眾多社會(huì)熱點(diǎn)進(jìn)行情境選擇，并結(jié)合情境與知識(shí)提出研究問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行任務(wù)分工，同時(shí)通過(guò)情境實(shí)踐與團(tuán)隊(duì)合作獲取數(shù)據(jù)；在物理課內(nèi)，則由物理教師主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合物理知識(shí)及各種實(shí)踐數(shù)據(jù)，進(jìn)行物理建模、數(shù)學(xué)分析，利用杠桿、函數(shù)、體育等知識(shí)分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

三、以共通性素養(yǎng)關(guān)聯(lián)初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)

就初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)而言，共通性素養(yǎng)指的是相通或者適用于各方面的方法、思維和能力。共通性素養(yǎng)關(guān)聯(lián)就是要尋找與研究學(xué)科之間的相通性；就是要在熟練掌握初中物理學(xué)科的理論與方法的基礎(chǔ)上，關(guān)聯(lián)學(xué)科間共同互通的理論與方法，進(jìn)而用這些理論與方法去研究真實(shí)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，從而達(dá)到物理課標(biāo)（2022年版）所指出的，“要設(shè)計(jì)豐富的實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生的共通性素養(yǎng)”[5]。由此可知，共通性素養(yǎng)可以關(guān)聯(lián)初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)可以關(guān)聯(lián)共通性的方法。在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，把各學(xué)科書(shū)本上“靜知識(shí)”經(jīng)由學(xué)生活動(dòng)轉(zhuǎn)化為可運(yùn)用的“活知識(shí)”過(guò)程中，需要有共通的方法。例如，控制變量法是初中物理實(shí)驗(yàn)中最常用的一種科學(xué)方法。而這種控制變量的方法也在其他學(xué)科廣泛運(yùn)用。在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，我們通過(guò)共通性方法在綜合的、實(shí)踐情境下運(yùn)用，就會(huì)形成其最核心的幾個(gè)環(huán)節(jié)：（1）理清各種變量；（2）剔除無(wú)關(guān)變量，分清自變量與因變量；（3）改變其中一個(gè)變量，控制其他變量；（4）用控制變量思維，研究變量之間的關(guān)系并進(jìn)行綜合解決。有了這些共通性認(rèn)知，對(duì)于這些研究方法就有了更深入的理解，這些深入理解反過(guò)來(lái)有利于關(guān)聯(lián)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)可以關(guān)聯(lián)共通性的思維。物理課標(biāo)（2022年版）明確提出，跨學(xué)科實(shí)踐時(shí)，要求收集學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和跨學(xué)科思維的行為表現(xiàn)和活動(dòng)成果[6]。這里的“跨學(xué)科思維”就是突破思維局限，與其他相關(guān)知識(shí)融合到一起，構(gòu)建全新的跨學(xué)科知識(shí)體系，培養(yǎng)多維度思維模式。例如，建模思維就是一種共通性思維，需要學(xué)生在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，通過(guò)對(duì)狀態(tài)模型、過(guò)程模型、條件模型、結(jié)構(gòu)模型的運(yùn)用、分析、對(duì)比、總結(jié)后形成建模思維，這種思維在學(xué)生面對(duì)復(fù)雜的、真實(shí)問(wèn)題時(shí)自然會(huì)被激活。

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)可以關(guān)聯(lián)共通性的能力。物理課標(biāo)（2022年版）在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的能力培養(yǎng)上要求：發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科運(yùn)用知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的綜合能力、動(dòng)手操作的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生積極認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和樂(lè)于實(shí)踐、敢于創(chuàng)新的精神[7]。其中綜合力、實(shí)踐力是眾多具體能力的綜合、提升、內(nèi)化，具有很強(qiáng)的共通性，而也可關(guān)聯(lián)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

以上我們通過(guò)共通性素養(yǎng)來(lái)關(guān)聯(lián)不同學(xué)科的內(nèi)容，形成基于初中物理的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。其中的基本流程是：確定物理情境與核心知識(shí)——選定共通性素養(yǎng)的內(nèi)涵方面（方法、思維、能力或綜合等）——圍繞共通性素養(yǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)——形成跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。例如，在初中物理《透鏡和視覺(jué)》學(xué)習(xí)后，我們安排了一節(jié)以“動(dòng)手制作一個(gè)簡(jiǎn)易的個(gè)性投影燈”為題的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。教學(xué)目標(biāo)如下：1.進(jìn)行“投影燈的結(jié)構(gòu)與工作原理”的黑盒問(wèn)題探究，初步形成提出問(wèn)題、建立假設(shè)、設(shè)計(jì)方案等探究能力。2.學(xué)會(huì)應(yīng)用凸透鏡成像規(guī)律解決生活中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，初步形成批判性思維、溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新等關(guān)鍵能力。3.學(xué)會(huì)識(shí)別問(wèn)題和限制條件的設(shè)計(jì)思維，并能從真實(shí)情境中提煉問(wèn)題和相關(guān)條件。4.學(xué)會(huì)利用迭代性思維設(shè)計(jì)制作符合要求的成品，體驗(yàn)投影燈的工程設(shè)計(jì)，初步形成批判性思維、交流協(xié)作、創(chuàng)造與創(chuàng)新等關(guān)鍵能力。5.通過(guò)自主繪圖，培養(yǎng)學(xué)生的審美情趣和能力。6.學(xué)會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)測(cè)量投影圖片的直徑和物距。在以上的目標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)，有各學(xué)科的體現(xiàn)（目標(biāo)1.5.6分別體現(xiàn)了物理、美術(shù)、數(shù)學(xué)學(xué)科），也有共通性素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)（如2中的4C能力，3中的控制方法，4中的迭代性思維）。通過(guò)這樣的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)了基于物理學(xué)科，突出其他學(xué)科合作，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)分析和解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的正確價(jià)值觀和社會(huì)責(zé)任感。

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是基于學(xué)科的主動(dòng)跨界學(xué)習(xí)，是自覺(jué)將社會(huì)實(shí)踐的創(chuàng)新過(guò)程融入學(xué)校教學(xué)的主動(dòng)過(guò)程[8]。 “跨學(xué)科”是相對(duì)于學(xué)科而言的，是對(duì)學(xué)科邊界的跨越。它既突出學(xué)科的結(jié)合，又保留各學(xué)科的特征，利用各門(mén)學(xué)科不同的視角更好地求解問(wèn)題，從而強(qiáng)化“有意義的學(xué)習(xí)”[9]。在初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，我們必須回歸原點(diǎn)，清晰跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的學(xué)科性、實(shí)踐性、綜合性，并從三個(gè)方面入手，以跨學(xué)科大概念、社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題、共通性素養(yǎng)為三向關(guān)聯(lián)，開(kāi)展初中物理跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。在此過(guò)程中轉(zhuǎn)變觀念，由“單一育人”發(fā)展為“協(xié)同育人”，由“學(xué)科育人”發(fā)展為“課程育人”，由“知識(shí)育人”發(fā)展為“素養(yǎng)育人”。

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