張國(guó)勤

【摘要】高中時(shí)期的物理知識(shí)占據(jù)比較重要的位置，學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)是一大重難點(diǎn).教師在教學(xué)中進(jìn)行了各種探索，總結(jié)了非常多的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用滲透學(xué)科融合的策略，能夠促使學(xué)生深度學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).本文從學(xué)科融合的角度分析高中物理跨學(xué)科教學(xué)的有效策略，希望可以為學(xué)生滲透科學(xué)素養(yǎng)，助力學(xué)生深度學(xué)習(xí).

【關(guān)鍵詞】高中物理;深度學(xué)習(xí);課堂教學(xué)

在傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)中，很多教師都沒(méi)有認(rèn)識(shí)到學(xué)科融合的重要性，部分教師固步自封，這也使物理教學(xué)止步不前.在創(chuàng)新教學(xué)指導(dǎo)思想下，教師積極結(jié)合學(xué)科融合搭建深度學(xué)習(xí)環(huán)境，在跨學(xué)科視角下指導(dǎo)學(xué)生深入思考與實(shí)踐，在充分借鑒學(xué)科知識(shí)的情況下幫助學(xué)生獲得學(xué)習(xí)能力的有效提升，在跨學(xué)科學(xué)習(xí)視角下希望可以在高中物理課堂構(gòu)建教學(xué)新模式，突破傳統(tǒng)教學(xué)的限制，在深度學(xué)習(xí)環(huán)境中有效激活學(xué)生的內(nèi)在潛能，保障學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升.

1 物理與數(shù)學(xué)融合，激發(fā)科學(xué)探究興趣

物理學(xué)科是一門揭示自然規(guī)律的重要學(xué)科，在這門學(xué)科中有很多抽象的內(nèi)容需要學(xué)生理解.數(shù)學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的重要載體，在探究物理知識(shí)的過(guò)程中經(jīng)常要應(yīng)用到數(shù)學(xué)知識(shí)，這也體現(xiàn)出物理學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科的關(guān)聯(lián)性.在學(xué)科融合視角下推動(dòng)物理與數(shù)學(xué)的有效融合，打造多元課堂激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣.物理教師要積極進(jìn)行課前準(zhǔn)備，在解析物理知識(shí)時(shí)引入數(shù)學(xué)學(xué)科思維，考慮在教學(xué)活動(dòng)中如何滲透數(shù)學(xué)思維，發(fā)揮數(shù)學(xué)為物理服務(wù)的價(jià)值，有效提高學(xué)生的邏輯思維能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，促進(jìn)數(shù)學(xué)與物理學(xué)科的融合［1］.

例如 在計(jì)算燈泡的體積時(shí)，如果單純結(jié)合公式很難得出正確的結(jié)果，而將燈泡浸入水中測(cè)量水面體積差，就可以間接得出燈泡的體積，這一過(guò)程也鍛煉著學(xué)生的思維轉(zhuǎn)換能力，考驗(yàn)學(xué)生是否可以靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，在學(xué)習(xí)物理知識(shí)和解決物理問(wèn)題的過(guò)程中拓展學(xué)生的學(xué)科思維，基于學(xué)科融合提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)水平.在解決物理問(wèn)題的過(guò)程中，無(wú)論是在整體上還是細(xì)節(jié)上都考驗(yàn)著學(xué)生的數(shù)學(xué)思維，只有學(xué)生能夠?qū)?shù)學(xué)知識(shí)遷移應(yīng)用到解決物理問(wèn)題中，才能真正實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科融合教學(xué)，有效提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng).

又如，在學(xué)習(xí)“力的分解”這部分內(nèi)容時(shí)，要想解決力的分解問(wèn)題，就要求調(diào)動(dòng)學(xué)生的逆向思維，通過(guò)力的合成去探索力的分解，如此才能在思維轉(zhuǎn)化下實(shí)現(xiàn)知識(shí)轉(zhuǎn)化，提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力.在物理課堂加減法是物理學(xué)科的逆運(yùn)算，這類數(shù)學(xué)思想也同樣適用于物理學(xué)科學(xué)習(xí)，許多物理問(wèn)題都需要逆向思維才能全面分析，學(xué)生具備逆向思維能力就能在解題中事半功倍，教師要注重對(duì)學(xué)生逆向思維的培養(yǎng)［2］.

2 物理與化學(xué)融合，獲取豐富科學(xué)知識(shí)

物理與化學(xué)同屬科學(xué)文化知識(shí)，在幫助學(xué)生了解自然現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究意識(shí)的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用.在高中物理學(xué)科中，學(xué)生接觸到的內(nèi)容有很多蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)知識(shí)和化學(xué)思想，這也是學(xué)科融合的重要契機(jī).在物理課堂積極滲透化學(xué)知識(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合微觀視角了解自然界中不同的物質(zhì).教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的實(shí)際指導(dǎo)學(xué)生探索物理知識(shí)，使學(xué)生在分析物理問(wèn)題的過(guò)程中更加多元化，在物理課堂教師要引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解釋物質(zhì)變化的本質(zhì)，深化學(xué)生的理解和認(rèn)知，有效提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)水平.

例如 在物理課堂針對(duì)“電荷守恒定律”這部分內(nèi)容教學(xué)時(shí)，教師可指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已掌握的化學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題，在課堂上結(jié)合教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生布置如下任務(wù)：“寫下鐵和稀鹽酸溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式及離子方程式，在課堂隨機(jī)點(diǎn)名兩位學(xué)生在黑板上書(shū)寫，完成后指導(dǎo)學(xué)生觀察這兩個(gè)式子，討論電荷是怎樣轉(zhuǎn)移的，反應(yīng)前后電荷的總量有無(wú)發(fā)生具體變化？”物理知識(shí)的探索也是培養(yǎng)學(xué)生觀察探究能力的過(guò)程，學(xué)生經(jīng)觀察了解到“鐵電荷轉(zhuǎn)移給氫離子”就是反應(yīng)的基礎(chǔ)，在整個(gè)反應(yīng)當(dāng)中，電荷的總量沒(méi)有出現(xiàn)變化.學(xué)生結(jié)合自己所學(xué)化學(xué)知識(shí)，歸納出化學(xué)反應(yīng)后的生成物呈現(xiàn)中性的原因.

又如，高中物理教師在講解關(guān)于“電流、電動(dòng)勢(shì)”的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可融入化學(xué)原電池的內(nèi)容，可以加強(qiáng)物理和化學(xué)知識(shí)的融合，創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力［3］.

3 物理與地理融合，掌握科學(xué)研究方法

3.1 運(yùn)用物理知識(shí)，解釋地理現(xiàn)象

大部分地理知識(shí)中都蘊(yùn)涵著一些規(guī)律，這些規(guī)律具有一定的復(fù)雜性特點(diǎn).部分地理現(xiàn)象要借助物理學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)才能夠解釋.所以，教師在高中物理學(xué)科教學(xué)過(guò)程中，需要將地理知識(shí)和物理知識(shí)進(jìn)行融合，幫助學(xué)生熟練掌握科學(xué)研究的方法.

例如 在學(xué)生學(xué)習(xí)“地球公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生的影響”這部分地理知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中，先讓學(xué)生仔細(xì)學(xué)習(xí)教材當(dāng)中的知識(shí)點(diǎn)，其中春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)將地球的公轉(zhuǎn)軌道分為兩大部分.一般地，在北半球當(dāng)中，夏半年一共包括186天，冬半年一共包含179天.那么為什么會(huì)出現(xiàn)這種日數(shù)之間的差異呢？學(xué)生在解決這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，可以借助物理知識(shí)的幫助.在教學(xué)中，教師要給予學(xué)生一定的引導(dǎo)，幫助學(xué)生比較時(shí)間，結(jié)合“路程＝速度×?xí)r間”的物理相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)對(duì)比路程、速度等不同要素間的差異，得到最終的答案.

3.2 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，夯實(shí)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)

物理規(guī)律本身具有抽象性的特征，學(xué)生們學(xué)習(xí)起來(lái)較為吃力.而地理現(xiàn)象較為直觀，得到眾多抽象規(guī)律的支持.高中物理學(xué)習(xí)中，教師能夠借助地理知識(shí)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，促使學(xué)生從感性過(guò)渡到理性，在很大程度上提高學(xué)習(xí)效率.

例如 在“動(dòng)能”知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，地理學(xué)科可以為學(xué)生提供流水地貌的景觀、空間分布圖等資料，如科羅拉多大峽谷圖，提供給學(xué)生學(xué)習(xí)情境.教師要求學(xué)生先仔細(xì)對(duì)圖片景觀進(jìn)行觀察，并且講一講所觀察到的景觀的特征，結(jié)合圖片分析形成科羅拉多大峽谷的具體原因，從而促使學(xué)生深入理解“速度是影響動(dòng)能的主要因素”的知識(shí)點(diǎn).

又如，教師在課堂教學(xué)中為學(xué)生們呈現(xiàn)出我們國(guó)家的地形圖片和年降水量圖片，要求學(xué)生分析“我們國(guó)家哪些地方流水動(dòng)能較大，哪些地方流水動(dòng)能較小？”教師結(jié)合物理知識(shí)得到最終的答案，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化關(guān)系的知識(shí)［4］.

4 物理與通用技術(shù)融合，培育科學(xué)思維

4.1 創(chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)

高中時(shí)期開(kāi)設(shè)通用技術(shù)學(xué)科課程的目的是要解決實(shí)際問(wèn)題.教學(xué)重點(diǎn)是讓學(xué)生運(yùn)用合理的技術(shù)手段來(lái)改造自然，在這個(gè)前提條件下努力追求，希望可以有所發(fā)明.而高中物理學(xué)科的教學(xué)目的是要探索未知的問(wèn)題，教學(xué)重點(diǎn)是為了幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自然，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自然知識(shí).因此，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與通用技術(shù)之間的良好融合，能夠回答出知識(shí)形成過(guò)程，還更關(guān)注探索知識(shí)創(chuàng)新的各種可能性.

例如 在教學(xué)通用技術(shù)學(xué)科的“技術(shù)與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容時(shí)，需要學(xué)生制作模型，動(dòng)手制作臺(tái)燈，其中會(huì)涉及物理學(xué)科的電路連接、開(kāi)關(guān)連接等知識(shí).所以，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，需要把物理學(xué)科和通用技術(shù)學(xué)科良好融合在一起，利用通用技術(shù)知識(shí)為物理實(shí)驗(yàn)提供幫助，促使學(xué)生在通用技術(shù)的理論和實(shí)踐的支持下，增強(qiáng)學(xué)生的物理實(shí)踐操作能力.

4.2 開(kāi)展物理建模

高中物理學(xué)科知識(shí)和通用技術(shù)學(xué)科知識(shí)的有機(jī)結(jié)合，其中開(kāi)展物理建模就是一種有效的融合方法.通過(guò)開(kāi)展物理建模的方法能夠幫助學(xué)生更深入理解物理知識(shí)，從全新的視角激活學(xué)生的物理學(xué)科思維.

例如 教師為學(xué)生講解關(guān)于“自由落體運(yùn)動(dòng)”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中，教師采用物理建模的方法，把通用技術(shù)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)融入進(jìn)來(lái)，把原本較為抽象難懂的物理知識(shí)點(diǎn)變得形象易懂.這樣一來(lái)，通過(guò)把物理知識(shí)和通用技術(shù)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行融合，可以幫助學(xué)生更高效地學(xué)習(xí).在生活當(dāng)中，空氣中會(huì)出現(xiàn)阻力，伴隨著位置的變化，重力常數(shù)也會(huì)出現(xiàn)變化.所以，結(jié)合實(shí)際情況，根本不會(huì)出現(xiàn)真正的自由落體.在教學(xué)這部分內(nèi)容時(shí)，借助物理建模的方法，融入通用技術(shù)學(xué)科知識(shí)，可以幫助學(xué)生更快速理解物理知識(shí).

因此，高中物理學(xué)科和通用技術(shù)學(xué)科之間的良好融合，可以提高學(xué)生物理知識(shí)學(xué)習(xí)的有效性.學(xué)生學(xué)習(xí)自由落體的物理學(xué)科知識(shí)過(guò)程中，借助通用技術(shù)學(xué)科知識(shí)，就可以更容易為學(xué)生呈現(xiàn)出來(lái)相關(guān)知識(shí)點(diǎn).詳細(xì)地講，高中物理教師在跨學(xué)科教學(xué)過(guò)程中，借助通用技術(shù)的內(nèi)容，要求學(xué)生選擇出一張金屬片、一張紙，從相同的高度上往下放，從實(shí)際生活當(dāng)中獲取的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，學(xué)生們認(rèn)為金屬片先落地.而如果把紙片揉成一個(gè)紙團(tuán)，那么依然延續(xù)之前的實(shí)驗(yàn)條件，會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬片和紙團(tuán)基本上以相同的時(shí)間落地.在高中物理跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，把物理知識(shí)和通用技術(shù)知識(shí)相融合，可以讓學(xué)生獲取更多的知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，促使學(xué)生深度學(xué)習(xí).

5 物理與政治融合，樹(shù)立科學(xué)探究精神

要想推動(dòng)學(xué)科融合的有效落實(shí)，就要準(zhǔn)確把握各學(xué)科的基礎(chǔ)內(nèi)涵，物理學(xué)科作為一門自然科學(xué)，無(wú)論是在知識(shí)結(jié)構(gòu)還是解題方法上都體現(xiàn)出嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的邏輯思維提出了較高要求，在為學(xué)生傳授知識(shí)的過(guò)程中，還要結(jié)合素質(zhì)教育視角挖掘物理學(xué)科的隱性教育資源.物理學(xué)科包含的物理知識(shí)、物理方法、物理技能都是無(wú)數(shù)專家學(xué)者廢寢忘食研究論證的結(jié)果，在這一過(guò)程中充分體現(xiàn)出物理研究者孜孜不倦的求真精神，揭示了物理學(xué)者對(duì)真理的追求，這些資源有益于幫助學(xué)生樹(shù)立偉大的理想信念，教師結(jié)合課程思政視角挖掘物理學(xué)科的隱性教育資源，融入政治學(xué)科可豐富物理課堂內(nèi)涵［5］.

例如 在物理學(xué)科漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程中，法拉第數(shù)十年研究磁生電的奧秘，第谷、開(kāi)普勒耗盡畢生精力總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，物理學(xué)家研究真理的故事是落實(shí)立德樹(shù)人的重要資源，亦是物理與政治融合的有效銜接點(diǎn).物理教師在教學(xué)活動(dòng)中提前整理相關(guān)的教育資源，為學(xué)生介紹物理科學(xué)史發(fā)生的名人故事，幫助學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展的曲折歷程，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí).在學(xué)科融合視角下，教師應(yīng)設(shè)計(jì)問(wèn)題推動(dòng)學(xué)生思維發(fā)展：“請(qǐng)問(wèn)人類對(duì)世界的認(rèn)識(shí)是生而知之嗎？人類對(duì)世界的認(rèn)識(shí)從何而來(lái)？”物理教師整合政治學(xué)科的資料闡述物理知識(shí)，幫助學(xué)生以發(fā)展的視角分析物理學(xué)科，在深入探究的情境中不斷超越自身向前發(fā)展.最后，教師為學(xué)生介紹《中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步法》，幫助學(xué)生了解到黨對(duì)青年學(xué)生的諄諄教誨，鼓勵(lì)學(xué)生在科學(xué)道路上樹(shù)立起追求真理、勇于創(chuàng)新、深入探究的科學(xué)價(jià)值觀，在深度學(xué)習(xí)視角下為推動(dòng)中華民族偉大復(fù)興不懈努力.

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，高中物理教師在跨學(xué)科教學(xué)過(guò)程中，要始終秉持開(kāi)放的教學(xué)理念，主動(dòng)積極進(jìn)行教學(xué)策略的探索，對(duì)教材內(nèi)容展開(kāi)深入分析，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際發(fā)展情況，靈活多變地運(yùn)用多種方法，把物理學(xué)科和數(shù)學(xué)學(xué)科、化學(xué)學(xué)科、地理學(xué)科、通用技術(shù)學(xué)科、政治學(xué)科進(jìn)行融合，加深學(xué)生對(duì)物理學(xué)科知識(shí)和其他學(xué)科知識(shí)間的認(rèn)識(shí).在跨學(xué)科教學(xué)的支持下，把物理知識(shí)滲透到學(xué)生的實(shí)際生活當(dāng)中，強(qiáng)化學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的能力，通過(guò)學(xué)科融合的方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促使學(xué)生深度學(xué)習(xí)，加快高中物理教學(xué)改革進(jìn)程.

【本文系南通市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度課題《為科學(xué)素養(yǎng)而教：基于跨學(xué)科概念的高中物理教學(xué)優(yōu)化研究》（課題立項(xiàng)編號(hào)：GH2022079）研究成果】

參考文獻(xiàn)：

［1］李俊成.在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科素養(yǎng)［J］.江蘇教育，2020（91）：56-60.

［2］陳涵.淺談跨學(xué)科思想方法在高中物理教學(xué)中的融入［J］.湖南中學(xué)物理，2020，35（08）：8-9.

［3］繆亞軍.高中物理跨學(xué)科教學(xué)的內(nèi)容與方法探討［J］.數(shù)理化解題研究，2019（33）：49-50.

［4］肖敏.共生理念下的跨學(xué)科教學(xué)探討［J］.物理之友，2019，35（07）：9-11.

［5］張玉濱，王紅旺，王敏.論高中物理教學(xué)跨學(xué)科知識(shí)教學(xué)的應(yīng)對(duì)策略［J］.教育教學(xué)論壇，2018（21）：248-249.