【摘要】《義務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》將跨學科實踐作為課程內(nèi)容的五個主題之一，并要求用10%的課時去實踐和落實這項內(nèi)容，教師應(yīng)在常態(tài)教學過程中去深入踐行跨學科教學。教學中以初中物理教育教學為核心，充分融合其他學科、資源，以此引導學生主動、深入地利用所有知識與技能服務(wù)于物理學科的學習。

【關(guān)鍵詞】初中物理；跨學科；策略；素養(yǎng)

跨學科實踐，在常態(tài)的教學過程中有多種方式，一種是以跨學科實踐為主題，開展深入的學科融合，實現(xiàn)物理學與日常生活、工程技術(shù)、社會發(fā)展相融合的實踐活動。另一種是以物理學科教學為中心，在常態(tài)教學過程中，挖掘每個課時教學與其他學科可以相融相通的細節(jié)，達到巧妙融合的效果。本文主要談?wù)勥@兩個維度的跨學科教學的策略。

一、以項目化學習為紐帶，驅(qū)動跨學科實踐的大綜合

在初中物理的教學過程中，結(jié)合教學內(nèi)容和教學目標的充分融合，鎖定可以設(shè)定的跨學科實踐的課題，并以此開啟學科間的充分大綜合。此時，解決這一跨學科實踐的課題，需要以項目化的任務(wù)分解課題任務(wù)，細化到多個子項目的開展。這種以項目化學習為紐帶的跨學科實踐大綜合，一般有如下幾個特點。

首先，項目化學習一般是兩個課時或者多個課時來完成，在完成的過程中分課堂環(huán)節(jié)和課后環(huán)節(jié)，學生需要在教師的指導和同學的合作下完成。其次，項目化學習一般需要綜合多門學科，而且沒有明顯的界限，在解決的過程中學生需要融合書本上所學的其他學科，還要融合學生生活中積累的經(jīng)驗等儲備知識，以此來完成項目化學習中的各項任務(wù)。第三，項目化學習最終指向的是學生如何融合各項知識與技能解決這項任務(wù)，最終形成的是一個可視化、顯性化的成果，即可以是顯而易見的物品或者成品，也可以是一篇調(diào)查報告、一篇小論文等。這些作品使學生從知識與方法層面達到清晰可見的生長，讓學生強化對原先知識與技能的認識。比如，以自制小孔成像儀為例，我們開啟了多個維度的項目化學習，主項目是制作一個小孔成像儀，而子項目可以從語文、數(shù)學、工程與技術(shù)、幾何、歷史、物理等幾個學科維度具體來落實，而主任務(wù)則是利用物理學科知識來設(shè)置。

1.歷史項目，創(chuàng)設(shè)情境

教師可創(chuàng)設(shè)趣味情境，引入墨子與小孔成像的故事，而故事緣由的挖掘可以布置學生課前完成。學生需要利用歷史知識和空余時間，以走進圖書館查閱資料、上網(wǎng)搜索等形式了解小孔成像的研究歷程，如《夢溪筆談》《墨子》等關(guān)于“小孔成像”的記載，了解墨子與小孔成像的故事，即“景到，在午有端，與景長。說在端?！薄熬啊９庵?，煦若射，下者之人也高；高者之人也下。足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下。在遠近有端，與于光，故景庫內(nèi)也。”這些研究不僅讓學生再次經(jīng)歷了文獻的檢索和研究，還感受到了中國古人的智慧。

2.物理項目，實踐情境

以科學探究為主要任務(wù)，開啟小孔成像原理和特點探究，通過制作的儀器，開啟小孔成像原理揭秘，并總結(jié)出成像特點，比如成像的大小與哪些因素有關(guān)，該怎么探究？成像的形狀與哪些因素有關(guān)，該怎么探究？成像的亮度與哪些因素有關(guān)，該怎么探究？成像的虛實是什么情況？怎么判斷成像的虛實？一系列的探究任務(wù)需要學生深入經(jīng)歷探究過程，并善于收集實驗探究過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并對這些現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行歸納和總結(jié)，最終揭秘小孔成像的原理，得出小孔成像的特點。

3.幾何項目，建模情境

學生在經(jīng)歷探究物理項目中“小孔成像特點與哪些因素有關(guān)”以后，學生需要用幾何模型來解釋其本質(zhì)，如圖1所示，即從相似三角形的維度來解釋成像大小與物距和像距的關(guān)系，也通過作圖來解釋成像亮度的變化，此時幾何建模的重要性就凸顯出來，使得建模思想成為學生學習的固有素養(yǎng)。

圖1 成像大小與物距、像距的關(guān)系

4.工程與技術(shù)項目，拓展情境

這個項目的學習重在制作過程，教師可以利用雙休日、托管時間布置學生去完成相應(yīng)作品的制作。從學生的選材、制作、改進、測試等維度經(jīng)歷實踐與操作，比如我們選取易拉罐時，需要選擇剪裁方便的，在打小孔時我們需要選擇生活中合適的工具和器材來打不同形狀、大小的孔，在選取半透薄膜時，我們需要從生活中常見的材料中選取，最終選取既能透光又能成像的膜。制作過程中需要制作改變物距和像距的圓型紙筒，比如學生用到家中廢棄的“薯片盒”“保鮮膜的圓筒”等進行廢物利用。工程技術(shù)的融合能充分提升學生的動手實踐能力。

二、以融合式教學為核心，驅(qū)動跨學科實踐的小融合

1.物理與數(shù)學融合

速度是一個描述物體運動快慢的物理量，在數(shù)學中可以表示為路程與時間的比值。在具體的講解中，可以通過一些生活中的例子來幫助學生更好地理解這個概念，例如可以引入高速公路上車輛行駛的例子。假設(shè)一輛車在高速公路上行駛，路程為100千米，耗時1小時，那么它的速度就是100千米/小時。通過這個例子，可以讓學生了解到速度的單位是千米/小時或米/秒等，以及速度是描述物體在一定時間內(nèi)運動的距離大小的物理量。此外，還可以通過比較不同車輛的速度來讓學生理解速度的相對性。例如，一輛車以100千米/小時的速度行駛，另一輛車以200千米/小時的速度行駛，顯然第二輛車的速度比第一輛車快，即速度的大小是有比較性的。

在此基礎(chǔ)上，可以進一步引入比例和統(tǒng)計的知識。例如可以展示一些車輛在不同路況下的速度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，讓學生通過觀察數(shù)據(jù)的變化趨勢來理解速度與路程、時間之間的關(guān)系，以及速度的變化規(guī)律。同時，還可以讓學生嘗試進行一些簡單的比例計算，例如計算兩輛車行駛相同路程所需時間的比例等，以進一步加深學生對速度概念的理解。

2.物理與生物融合

力是一個物體對另一個物體的作用，可以改變物體的運動狀態(tài)或形狀。在具體的講解中，可以通過一些例子來幫助學生更好地理解力的作用方式和效果。例如可以引入兩個人掰手腕的例子。當一個人用力向下掰另一個人的手腕時，對方的手腕會感到疼痛并向下彎曲，這說明力可以改變物體的形狀。同時，也可以讓學生感受一下掰手腕時手臂肌肉的緊張感，以幫助他們更好地理解力是如何產(chǎn)生的。此外，還可以通過分析物體的運動狀態(tài)來幫助學生理解力的作用方式。例如在一張桌子上放一個靜止的木塊，當我們對木塊施加一個向前的力時，木塊會開始向前運動并加速；當我們撤銷這個力時，木塊會逐漸減速并最終停止。這說明力可以改變物體的運動狀態(tài)。

在此基礎(chǔ)上，可以進一步引入化學和生物學的知識，以此來幫助學生更好地理解力的作用方式和效果。例如可以介紹分子間相互作用力的概念，讓學生了解物質(zhì)之間的相互作用是通過力來實現(xiàn)的；還可以介紹肌肉力量的消耗和產(chǎn)生過程，以幫助學生更好地理解力對物體運動狀態(tài)的影響等。

3.物理與工程融合

液體壓力是指液體對容器壁產(chǎn)生的壓強。在具體的實驗中，可以通過一些實驗裝置和測量儀器來幫助學生更好地理解液體壓力的概念和測量方法。例如，可以設(shè)計一個裝滿水的容器，在容器壁上安裝一個壓力傳感器，用來測量液體壓力的大小。通過改變?nèi)萜鞯男螤詈透叨鹊葏?shù)，讓學生了解液體壓力與容器形狀、液體的深度等因素之間的關(guān)系。

同時，可以通過一些小實驗來讓學生感受到液體壓力的存在和作用效果。此外，還可以引入工程和建筑中的例子來幫助學生更好地理解液體壓力在實際生活中的應(yīng)用和注意事項。例如可以介紹管道設(shè)計中如何考慮液體壓力的影響以及如何選擇合適的管徑和材料等；還可以介紹建筑中防水措施的設(shè)計和施工等，以幫助學生了解液體壓力在工程實踐中的重要性。

在此基礎(chǔ)上，可以進一步引入數(shù)學中的壓強概念來幫助學生進行數(shù)據(jù)分析。例如可以通過計算液體對容器底部產(chǎn)生的壓強大小來驗證液體壓力與深度的關(guān)系；還可以讓學生嘗試進行一些簡單的數(shù)據(jù)分析和處理，例如計算不同液體的密度和黏度對液體壓力的影響等，以進一步加深學生對液體壓力概念的理解。

4.物理與科技融合

光的折射和全反射是光在不同介質(zhì)之間傳播時的基本現(xiàn)象。在具體的講解中，可以通過一些實驗和例子來幫助學生更好地理解這兩個概念及其應(yīng)用。例如可以設(shè)計一個簡單的折射實驗，將一束光射入水中，觀察光的傳播方向的變化。通過這個實驗，讓學生了解到光的折射是由于光在不同介質(zhì)之間的傳播速度不同而引起的；同時也可以通過改變?nèi)肷浣堑拇笮碜寣W生觀察折射角的變化規(guī)律。此外，還可以引入一些應(yīng)用例子來幫助學生更好地理解光的折射和全反射的應(yīng)用。例如可以介紹透鏡的設(shè)計原理和實際應(yīng)用；還可以介紹全反射在光學纖維通信中的應(yīng)用等。同時也可以通過展示一些照片或視頻資料等來讓學生感受光的現(xiàn)象在實際生活中的應(yīng)用和重要性。

在此基礎(chǔ)上，可以進一步引入計算機編程中的光線追蹤算法來幫助學生理解光的傳播規(guī)律。例如可以介紹光線追蹤算法的基本原理和應(yīng)用范圍；還可以讓學生嘗試編寫簡單的光線追蹤程序來模擬光的反射、折射、全反射等現(xiàn)象。

類似的小融合還有很多，教師要善于以物理學科為中心，借助其他學科的資源讓學生更好地理解物理知識的建構(gòu)、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、物理結(jié)論的得出，以此提升學生學習效果。

總而言之，在初中物理的跨學科實踐過程中，教師要善于以物理學科為核心，充分挖掘跨學科實踐的資源，以跨學科實踐促進學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有效落地。

【參考文獻】

[1]徐穎，魏慎瑩.指向創(chuàng)新素養(yǎng)培育的初中物理跨學科實踐學習——以“柳哨聲聲”教學為例[J].物理教學，2023（09）.

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