高中物理跨学科教学的可能性与指导建议

李欣年

(江苏省运河中学 221300)

在时代发展的大背景之下，各学科间有着日益明显的分化态势，这导致了当下人们习以为常的分科教学.实施分科教学最大的好处，就是可以让学生更好的掌握某一个学科知识的内容，并且形成体系性认识；但是与此同时我们也要注意到，分科教学也具有一定的不足，那就是在具体的学科学习中，有可能让自己的视野变得狭隘，有可能人为的隔绝学科之间的联系.针对这一不足，若教师在进行教学活动的时候，能够注意到不同学科的彼此融合，在跨学科的视域下引导学生展开思考与实践，将会使本学科的教学产生更大的吸引力.对于高中物理学科教学而言，在充分借鉴其他学科知识的情况下，采用跨学科教学的思路，可以实现学科知识以及方法之间的联系，可以让学生在其它学科当中获得的能力能够迁移到物理学习中来，反之在物理学习中的能力以及方法认识，也有可能迁移到其他的学科中去，这样的一种跨学科学习，可以帮助学生得到物理学科综合素养进步的宝贵机会.

1 高中物理跨学科教学的概念及价值

美国国家科学研究委员会给跨学科以如下定义：跨学科概念超出了学科的界限限制，并且在科学、数学以及技术等领域有着广泛的应用，同时这一概念对于现象的解释、理论的形成，以及由此而衍生的观察、设计等将产生很大的帮助.在此概念的指导之下，涉及到了科学与工程中的几个重要跨学科概念，包括模式、因果关系、系统和系统模型、结构和功能、稳定和变化等.

第一，跨学科教学能够让教师和学生构建形成较为理想的学科交叉环境；第二，它可以让不同学科知识内容、理论基础共同为中心学科的教育活动服务；第三，它能够以不同学科的资源融合为契机，使学生主体和教学目标之间较为疏离的问题得到解决，帮助学生在具体问题探究过程养成良好的综合素养.

有了这三点认识，就可以厘清高中物理化学课教学的基本概念以及价值.从形式的角度来看，基于物理学科的学习进行跨学科学习，需要以物理学科为出发点，然后向其他的学科迁移、跨越；从内容的角度来看，跨学科教学不仅涉及到不同学科的知识，同时也涉及到不同学科之间相通的方法与能力等等，这种融会贯通的效果，只有在跨学科学习的过程中，才能让学生深切体验到.因此从这个角度来看，跨学科教学有着其他教学方式所无法替代的价值.

2 高中物理跨学科教学的可能性

在中学阶段，物理是一门基础学科，它和数学、生物、化学、地理等学科具有极为密切的关系，而现在我国高中所采取的分科教学模式，比较关注单科知识的传授，让各学科的联系被分割开来，使学生的能力发展受到限制，无益于学生核心素养的发展，而如果我们能够考虑到高中物理跨学科教学的可能性，则可以发现跨学科的尝试不但是有必要，而且值得一试的.

首先，跨学科教学有共生理念相支持，“共生”本是生物学科中的一个概念，指的是两个互不相同又互相影响的物种间存在的互惠关系，在此关系之下，两个物种均有更好发展的可能性，而这便可以给中学学科教学带来启示：不同学科同样可以找到彼此的联结点，以便达到互惠互益效果.

其次，各个学科之间的知识渗透，会让课堂拥有新颖的形式，呈现出别开生面的效果，保证学生在浓厚兴趣的支持下配合教师的教学思路，达到科学性和人文性在课堂上的高度统一状态.而与此同时，教师也将因为其他学科知识内容的介入而让教法变得丰富起来，这对于原来特定教学内容的呈现效果弱化问题，也将起到有效缓解作用.

第三，不同学科对于物理学科均将提供不同角度的知识支持，这为高中物理跨学科教学增加了更大的可能性.比如高中物理学科同数学学科的知识交叉点比较多，像斜率在物理图像当中的应用空间比较广泛，而三角函数问题、矢量问题、圆的知识、统计学内容等，都与物理学科有着千丝万缕的联系；再比如物理学科中氢原子能级结构、能级跃迁等选修内容，同化学学科里面原子结构能级、光谱、能量最低原理等知识的结合也是非常紧密的.

从以上论证来看，高中物理跨学科教学就具有了可能性，作为一线教师而言，所需要努力的是将这种可能性变成现实性.

3 高中物理跨学科教学的困境与指导建议

3.1 跨学科教学困境

首先是跨学科教学的整体把握程度不够，高中学生在学习物理知识期间，教师在教学效率提高上起到积极影响.纵观实际的物理跨学科建设，一些教师表现出教育素质不高的问题，部分学校不能积极建设完整的师资力量，教师具备教学能力不强，造成跨学科衔接出现偏差.因为相关教师不能突破梳理跨学科和高中物理课程的内在关系，所以难以规避问题出现，无法及时把跨学科思想落实，若尚未实施科学的调整方案，势必会威胁到学生正常生活，影响学生综合素质提升.

其次是教学形式呈现单一性，在以往教学思想的制约之下，机械化教育和高中物理的较多环节存在关系，本质上制约着教学水平提升.机械化教学产生的时间比较长，最为关键因素便是传统教学体现出滞后性，总是把考试成绩当作评价学生学习效果的标准.

最后是跨学科呈现形式化.现有的物理学科教学，部分教师以追赶时代发展趋势为目的，不能保障跨学科的有效性.主要是跨学科形式化比较明显，学生仅仅是了解到跨学科的内容，可没有全方位领悟跨学科知识点内涵，长时间之后会浪费学生学习时间成本，制约学生学习水平提升.

3.2 高中物理跨学科指导建议

为了使高中物理跨学科教学取得更为理想的效果，笔者建议从情境创设、学情关联、生活结合几个角度做出突破.

第一，高中物理教师在授课过程中，可以利用知识片段情境的创设形式，让学生借助联想、分析、对比等形式，从跨学科的视角发现物理规律、探求物理真相，培养良好的学科思维方式.例如当涉及到角速度的概念时，它与线速度相比，是不易于被学生所理解的，此时不妨从地理学科中的地球自转知识寻找灵感，用地球自转模式创设知识片段情境，让学生在观赏地球自转动画中明确角速度的概念.

第二，高中物理教师需要做好学情关联工作，即了解学生所处的实际学习状态，据此让不同学生接受教育引导，使之在构建完善知识体系的过程中，有效应用跨学科的做法.例如当教学至分子运动理论相关内容时，教师需要了解其在化学学科中已经掌握了相关内容，有了一定的知识基础，可以提示其主动引化学入物理，完成知识的正向迁移；再例如有些学生学习了化学反应中的质量守恒知识后，会对物理学科中的核反应质量亏损问题产生误解，这是需要教师提前留意的.

第三，教师要在跨学科尝试时，注意到生活结合的必要性问题，把其他学科与物理学科融入到生活环境之中，这将更有效地体现出跨学科的价值，并且让物理学的形式之美、和谐之美得到展现.比如用多媒体技术手段展现玩3D游戏的场景，让大家想像游戏时的头晕目眩感受，学生将会知道：这是由于生物学中“身体感受运动需要前庭系统感知加以实现的原理”所致，而同时，生物学的原理也可以引申到物理学科的加速计与陀螺仪功能认知中来，从而帮助学生对物理学科产生更深刻的认知.

第四，重视引导学生.教师要更多的给学生创造学习机会，让学生主动研究问题本质，及时提出自己的意见，让学生形成独立思考的能力，养成良好学习习惯.不管是哪一个知识点的学习，都需要鼓励学生探索知识点形成过程，领悟知识点形成的本质，增强学生对知识点掌握，为后续学习奠定基础.

第五，贯穿全过程.以往的课程教学中，基本上全部的计划均是教师设计的，全新的教育改革背景下，要想满足素质背景需求，教师应把跨学科与物理课程的全过程结合起来，充分引导学生，在每一个教学环节中关注学生情绪表现，激发学生学习情感，让跨学科进程更为全面进行.

事实证明，从以上五个角度，去自己落实跨学科教学的思路，不仅可以让跨学科成为现实，而且也实现跨学科教学的预期目标.

在新教育大纲指导之下，出于使高中生得到更加全面发展的考虑，高中物理教学时进行跨学科知识的引导与应用显得极有必要，因此教师要有同时代发展相协调的思维视野，在充分认识到高中物理跨学科教学的价值之后，探索本学科同其他学科联系可能性，并在具体操作中建立能够被学生所接受的教学方法.从物理学科核心素养培育的角度来看，跨学科教学能够让学生在跨学科的过程中，既实现能力的迁移与运用，可以让学生更好地在其它学科知识理解、概括的基础上，建立起物理观念；可以让学生体验更有效的科学探究过程，从而让科学思维得到更好的培养，让科学态度与责任得到更好的培养，这就是高中物理教学中采用跨学科教学思路的长远价值与目标.