摘 要：利用中小學(xué)智慧教育平臺資源，學(xué)生圍繞生活中常見的問題，課前查閱相關(guān)資料，課上設(shè)計實驗方案，在自主探究的過程，通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析，最后解決問題。文章以“升華和凝華”為例，通過開展跨學(xué)科實踐探究活動，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，最終達(dá)到促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)培育的目的。

關(guān)鍵詞：智慧教育平臺;跨學(xué)科實踐;科學(xué)探究;課后服務(wù);核心素養(yǎng)

“雙減”背景下的中小學(xué)課后服務(wù)是促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)培育的重要組成部分。通過對中小學(xué)課后服務(wù)現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學(xué)校以輔導(dǎo)學(xué)科作業(yè)為主，利用課后服務(wù)時間進(jìn)行學(xué)科教學(xué)，所開展的校本課程也存在以學(xué)科知識傳授為主的現(xiàn)象，很難真正提升學(xué)生能力，課后服務(wù)的育人作用難以充分實現(xiàn)。究其原因，一方面是資源缺乏，另一方面是教師習(xí)慣了學(xué)科類知識傳授，對于開展科學(xué)類、實踐類課程沒有經(jīng)驗，使得課后服務(wù)形式單一，無法滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求。

中小學(xué)智慧教育平臺資源豐富，提供了各學(xué)科課程教學(xué)知識，有大量的實踐性作業(yè)，教師和學(xué)生可以充分利用平臺資源開展教學(xué)活動，優(yōu)化服務(wù)內(nèi)容。因此，引入智慧教育平臺為提升課后服務(wù)質(zhì)量具有重要意義。

1 “跨學(xué)科實踐”的內(nèi)涵和特點

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》課程內(nèi)容新增一級主題“跨學(xué)科實踐”，包含“物理學(xué)與日常生活”“物理學(xué)與工程實踐”“物理學(xué)與社會發(fā)展”三個二級主題。“跨學(xué)科實踐”主題的內(nèi)容具有跨學(xué)科性和實踐性特點，與日常生活、工程實踐及社會熱點問題密切相關(guān)。這部分內(nèi)容的設(shè)計旨在發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科應(yīng)用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生積極認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和樂于實踐、勇于創(chuàng)新的精神[ 1 ]。筆者以智慧教育平臺“課程教學(xué)”模塊中的“實驗教學(xué)”內(nèi)容“觀察升華和凝華現(xiàn)象”教師的教學(xué)設(shè)計為參考，結(jié)合本校學(xué)生特點，以“升華和凝華”為例，通過開展跨學(xué)科實踐探究活動，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，最終達(dá)到促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)培育的目的。

2 以“升華和凝華”為例，開展跨學(xué)科實踐探究

學(xué)生圍繞生活中常見的問題，通過觀察、思考、分析問題，提出解決方案，然后通過一系列的學(xué)生實驗，逐個解決問題。在這一過程，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時，學(xué)生在自主探究的過程，通過課前查閱相關(guān)資料，課上設(shè)計實驗方案，進(jìn)行實驗探究，以及對實驗現(xiàn)象的觀察、分析，最后解決問題等活動，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培育。

教師先布置課前作業(yè)，讓學(xué)生查閱相關(guān)資料，了解為什么指紋可以提取，日常生活中提取指紋的方法，檢驗水的方法。

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)計跨學(xué)科實踐任務(wù)

指紋是人體不一樣的特征，并且它們的復(fù)雜度足以提供用于鑒別的足夠特征，因此指紋在生活中的應(yīng)用很廣泛，如：考勤、支付、身份識別等。教師出示一張有指紋印的紙張。拋出問題：如何快速提取紙張上的指紋？學(xué)生課前已經(jīng)查閱相關(guān)資料，了解顯現(xiàn)指紋的方法，多數(shù)學(xué)生提出可以用碘伏。教師指出利用碘伏提取指紋，容易使紙張受污染，不用碘伏，而直接用碘單質(zhì)能否提取呢？問題的關(guān)鍵就在于固態(tài)的碘單質(zhì)能否直接變成氣態(tài)？接著，教師用酒精燈加熱碘，引導(dǎo)學(xué)生觀察，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生紫色碘蒸氣的同時，碘發(fā)生熔化現(xiàn)象。教師進(jìn)一步提出問題：產(chǎn)生的碘蒸氣是固態(tài)碘直接受熱變成氣態(tài)，還是碘熔化后液態(tài)的碘再變成氣態(tài)？如何通過實驗驗證我們的猜想？教師介紹：酒精燈外焰溫度為400～500 °C，一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，碘的熔點是113.5 °C，沸點是184.35 °C。學(xué)生受啟發(fā)，提出了可以用水浴加熱的方法。

反思：通過創(chuàng)設(shè)生活情境，了解指紋的特點及指紋在生活中的各種應(yīng)用，能夠吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過課前查閱有關(guān)指紋顯現(xiàn)的相關(guān)資料，對于教師提出的問題：如何快速提取紙張上的指紋，一下子就表現(xiàn)出強(qiáng)烈的探究欲望。

2.2 經(jīng)歷探究過程，建立概念

探究1：固態(tài)碘顆粒能否直接變成氣態(tài)？

實驗器材：燒杯、熱水、碘錘。

實驗步驟：（1）往燒杯中倒入適量熱水;（2）將碘錘浸沒在熱水中。

學(xué)生觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)：碘錘內(nèi)的黑色顆粒逐漸消失，同時產(chǎn)生大量紫色蒸氣（如圖1所示）。

實驗結(jié)論：固態(tài)碘受熱可直接變成氣態(tài)。

接著讓學(xué)生將碘錘從熱水中取出，置于桌面上。學(xué)生觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)：紫色蒸氣慢慢消失，同時產(chǎn)生大量黑色的碘顆粒（如圖2所示）。

實驗分析：在兩次實驗中，實驗1碘顆粒吸熱直接變成氣態(tài)，實驗2紫色的蒸氣遇冷放熱直接變成固態(tài)。

教師請學(xué)生描述什么是升華、凝華現(xiàn)象。

反思：學(xué)生在教師提供的相關(guān)資料的啟發(fā)下，通過自己設(shè)計實驗方案，積極主動地進(jìn)行科學(xué)探究，建立了升華、凝華的概念，知道升華吸熱、凝華放熱。在這一過程，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行知識遷移的能力，同時發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力、科學(xué)探究能力。

2.3 設(shè)計方案，動手實踐

在學(xué)生建立概念的基礎(chǔ)上，為了讓學(xué)生能夠運用所學(xué)物理知識解決實際問題，滲透學(xué)以致用的思想，筆者又提出了探究問題2。

探究2：如何快速地顯示紙張上的指紋？

教師先提示：碘蒸氣是一種有毒氣體，在利用碘熏法顯示指紋的過程中要注意安全。學(xué)生在教師的啟發(fā)下進(jìn)行小組討論，設(shè)計了實驗3。

實驗器材：碘顆粒、藥匙、鑷子、燒杯（2個）、帶有指紋的紙張、玻璃瓶、玻璃片、冷水、熱水。

實驗步驟：（1）取少量碘顆粒放入玻璃瓶中，用鑷子將帶有指紋的紙張放入玻璃瓶中，用玻璃片蓋住瓶口;（2）將玻璃瓶放入裝有熱水的燒杯中，靜置片刻（如圖3所示）。

實驗現(xiàn)象：紙張上顯示手印。

為減少碘蒸氣的污染，學(xué)生提出將玻璃瓶再放入裝有冷水的燒杯中，觀察到紫色蒸氣逐漸消失，同時燒杯中出現(xiàn)黑色顆粒。

反思：通過創(chuàng)設(shè)生活情境，引導(dǎo)學(xué)生利用物理、化學(xué)知識設(shè)計實驗方案，解決實際問題。在這一跨學(xué)科實踐過程中，使學(xué)生感受到物理知識在生活中的應(yīng)用，發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科應(yīng)用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維水平的提升，鍛煉學(xué)生動手實踐的能力。

2.4 跨學(xué)科應(yīng)用知識，探究解惑

升華與凝華在生活中的應(yīng)用很廣泛，比如利用干冰制造舞臺煙霧，產(chǎn)生的煙霧是什么物質(zhì)？學(xué)生會認(rèn)為是干冰變成的二氧化碳?xì)怏w。授課時，很多教師是直接告訴學(xué)生產(chǎn)生的煙霧是小水珠，是空氣中的水蒸氣液化而成的，讓學(xué)生被動將知識進(jìn)行記憶。從學(xué)生的作業(yè)情況反饋，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生還是一直認(rèn)為煙霧就是二氧化碳?xì)怏w。筆者認(rèn)為有條件可以讓學(xué)生通過動手探究，觀察實驗現(xiàn)象、分析問題，主動獲取知識。筆者在授課過程提出探究問題3。

探究3：利用干冰制造的舞臺煙霧，是什么物質(zhì)？

在授課過程，教師提示學(xué)生二氧化碳?xì)怏w是無色的，白色的煙霧不是二氧化碳?xì)怏w，那么可能是什么物質(zhì)？有學(xué)生猜想可能是水珠。如何檢驗水？學(xué)生通過課前查閱相關(guān)資料，知道可以用無水硫酸銅檢測是否是小水珠。在教師的啟發(fā)下，學(xué)生經(jīng)過小組交流討論，設(shè)計了如圖4所示的實驗。

實驗器材：干冰、球形干燥管，帶有塞子的錐形瓶、無水硫酸銅、鐵架臺。

實驗現(xiàn)象：無水硫酸銅變藍(lán)。

結(jié)論：利用干冰制造的煙霧，實質(zhì)是小水珠。

教師進(jìn)一步拋出問題：小水珠是怎么形成的呢？學(xué)生經(jīng)過討論，知道煙霧產(chǎn)生的原因。

自然界中的霜，對于南方的學(xué)生來說，比較少見，學(xué)生較為陌生，霜是如何形成的呢？課堂上若能讓學(xué)生制造霜，會加深學(xué)生對霜的了解。在利用干冰制造煙霧，產(chǎn)生大量白氣的同時，教師引導(dǎo)學(xué)生注意觀察錐形瓶外壁。學(xué)生發(fā)現(xiàn)錐形瓶外壁下方有白色的粉末，外壁上方有水珠。筆者進(jìn)一步提出探究問題4。

探究4：霜是什么物質(zhì)，如何證明？

學(xué)生猜想：霜應(yīng)該是水蒸氣遇冷凝華而成的，可以用無水硫酸銅檢測。于是設(shè)計了實驗方案：刮取適量霜，放入適量無水硫酸銅。

現(xiàn)象：無水硫酸銅變藍(lán)色，說明霜是水蒸氣凝華而成的。

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：水蒸氣遇冷可以液化成小水滴，也可以凝華成霜，它們的形成有何區(qū)別？學(xué)生猜想應(yīng)該是形成時的溫度不同。于是學(xué)生設(shè)計了方案：用溫度計分別測出錐形瓶外壁所形成的霜以及小水珠的溫度。溫度計示數(shù)不同，說明二者形成的溫度不同。當(dāng)氣溫下降使地表或接近地表的物體表面最低溫度降到零度左右時，空氣中水蒸氣直接凝華在地表或物體上形成霜。

反思：舞臺煙霧、自然界中的霜，是升華、凝華現(xiàn)象的典型例子。對于煙霧是什么物質(zhì)，以及為何會有霜的形成，霜又是什么物質(zhì)，為什么在南方很少見到？這一系列的問題，學(xué)生充滿好奇。在授課過程，教師應(yīng)盡可能創(chuàng)造條件，讓學(xué)生動手經(jīng)歷探究過程。筆者在教學(xué)中利用干冰，讓學(xué)生感受小型舞臺煙霧，雖然跟真實的舞臺煙霧效果有區(qū)別，但在探究的過程，能夠讓學(xué)生對物理知識有深度的理解，也充分感受到物理來源于生活。在探究過程，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科應(yīng)用知識、分析和解決問題的綜合能力。

2.5 課后作業(yè)，實現(xiàn)跨學(xué)科實踐活動延伸

課后作業(yè)其本質(zhì)屬性也是一種學(xué)生的自主學(xué)習(xí)活動[ 2 ]。在“雙減”背景下，學(xué)生利用課后時間進(jìn)行自主探究活動，是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的有效途徑。我們布置的實踐作業(yè)是學(xué)生在家利用鹽、冰塊、易導(dǎo)熱容器（如不銹鋼杯），動手實踐模擬霜的形成，或者嘗試用樟腦丸制作“人工霧凇”，要求學(xué)生動手實踐并解釋原理，拍攝成視頻，同學(xué)間進(jìn)行交流，評價?！皟龈杉夹g(shù)”也利用到升華現(xiàn)象，在生活、生產(chǎn)中，被廣泛應(yīng)用，如太空中宇航員的食物。教師也可以布置作業(yè)，讓學(xué)生通過上網(wǎng)查閱“凍干技術(shù)”的有關(guān)資料，完成相應(yīng)的報告，匯報成果。

3 結(jié)語

教師通過創(chuàng)設(shè)生活情境，設(shè)置一系列問題，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生積極主動參與。利用物理知識、化學(xué)知識與生活情境相結(jié)合，通過跨學(xué)科實踐，提高學(xué)生應(yīng)用知識的能力、綜合分析問題、解決問題的能力，達(dá)到深度學(xué)習(xí)。在這一過程中，幫助學(xué)生正確建構(gòu)物理觀念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任等。中小學(xué)智慧教育平臺中的“課程教學(xué)”模塊，提供了大量科學(xué)類資源和豐富多樣的跨學(xué)科實踐資源，教師和學(xué)生可以充分利用平臺資源，利用課后延時服務(wù)時間，開展跨學(xué)科實踐活動，充分發(fā)揮跨學(xué)科實踐活動的育人價值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：33-34.

[2] 肖永琴.促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的初中物理實踐作業(yè)設(shè)計[J].教學(xué)與管理，2020（3）：49-51.