核心素养下高中物理与化学教学的交叉融合

摘要：在新高考背景下，培养学生的核心素养是各门课程教学的根本任务，革新传统以教师为主导的知识讲解教学模式，创新多学科融合教学理念，构建学科交叉融合的教学体系是培养学生核心素养的一个有效路径。立足核心素养培养，从学科交叉融合出发，就如何有效融合高中物理和化学教学进行了重点讨论，旨在助力高中生学科核心素养顺利养成。

关键词：高中物理；高中化学；核心素养；学科融合；教学策略基于STEM理念，可知跨学科教学理念是突破学科教学屏障，构建学科交叉融合和渗透的知识体系，对促进学生思维能力发展，完善知识结构，提高分析问题及解决问题的能力等有积极的意义［1］。物理本身是一门非常重要的基础学科，在促进科技发展方面发挥着先导作用，如果能同化学学科交叉融合构成物理化学学科，将会同时提升学生对物理和化学两门学科的认知和理解。因此，为了帮助高中生全面理解与认识科学世界，树立准确的科学观念，提高学科知识迁移及应用能力，就需要强化物理同化学学科之间的交叉融合教学。

1学科交叉融合概述

学科交叉融合实际上就是所谓的“跨学科”，打破不同学科间的界线，实现多学科知识交叉融合。在学科交叉融合期间，不同学科彼此之间需要对统一的中心题目进行确定，之后要运用不同学科知识进行协同教学。基于多学科知识交叉融合，可以促使学生调用不同学科思维来开展深度学习活动，促进学生思维能力发展以及学科核心素养的养成。或者说，学科交叉融合本质上是要强化多学科知识的联系，有效整合多学科知识思维模式以及技能来推进学科教学高质量开展。

2核心素养下高中物理与化学教学的交叉融合必要性与可行性2.1必要性分析

物理和化学学科二者之间联系非常紧密，通过在教学中交叉融合物理学科知识与化学学科知识，可以突破物理与化学方面学科的基本概念知识学习难点，拓宽学生本身的知识面，让他们可以深刻理解、牢固掌握以及灵活运用物理与化学学科知识点［2］。在“三新”背景下，新课程标准越发强调多学科之间的交叉融合，让学生在思考与学习期间不再拘泥于使用单一的学科思维，而是可以结合所遇到的问题，灵活地调用多学科思维开展问题分析，引导学生开展深度学习活动，保证对相关学科知识进行深入理解与掌握，促进学生跨学科思维发展。核心素养强调学生关键能力发展的同时，要发挥课程的“思政”作用，促进学生良好品质培养。而学科交叉融合则可以完善学生的知识框架，拓展学生的多学科思维，让学生在思考问题中能够做到综合运用多学科知识来分析及解决问题，不再局限于单一化的学科知识运用，这样能够更好促进学生关键能力发展，有效培养学生的核心素养。

2.2可行性分析

对化学与物理两门课程而言，在课程性质、教学内容、教学理念等方面本身存在一定相似性，具备交叉融合的可能性。从课程性质视角来讲，物理和化学这两门课程本身都是基于自然科学研究中推导科学理论或者观察实验所得到的，物理学科在促进化学学科发展方面占有重要地位。与此同时，无论是物理学科或者是化学学科，二者本身的开展都离不开信息、材料与实验等这些必要条件的支持。从课程内容角度来讲，物理课程与化学课程二者具有非常紧密联系，如原子核、能源、固液气、热力学、静电场等这些课程内容本身具有非常强的相似性。从教学理念角度来讲，物理和化学这两门课程教学的根本目标在于培育高中生的学科核心素养。通过对基础教学内容进行合理设置来全面满足学科教学中的多元化教学需求，即要在对学科核心素养进行倡导的基础下助力两门课程教学目标能够顺利实现。无论是物理课程或者化学课程，二者的开展都依赖于实验支持，如在环境、创新、运动能量、态度、证据与探究等众多学习要素方面均存在相同点。在高中教育阶段，通过深入探究物理和化学两门学科的交叉融合，除了可以在整个教学中贯彻落地立德树人教育任务，同样也有利于促进学生学科核心素养的顺利养成，保证他们能够实现终身发展。

3核心素养下高中物理与化学教学的交叉融合的有效策略3.1更新教学观念，保障交叉融合内容的准确性

当前处于信息化时代，科学技术发展迅猛，相关产物也都是在多学科交叉融合下才最终形成的，在碰到有关问题时，一般需要立足多视角和多方面来对问题进行分析，保证最终问题得以顺利解决。但是现阶段物理或化学教学中的授课教师基本只讲授本学科基础知识，这样教学模式显然不利于现阶段社会发展需求，更不利于学生核心素养的养成。为了保证物理和化学教学能够顺利进行学科内容的交叉融合，就需要首先从宏观层面上对以往独立学科知识讲授的教学观念进行更新，树立多学科交叉融合教学观念，并且在物理和化学双学科融合内容方面保证其整体的准确性［3］。

例如在确定高中物理与化学两门学科之间的交叉融合知识点时，要注意对交叉融合内容容量进行有效把握，保证其准确性，避免因为过多渗透多学科融合方面的内容而增加高中生学习的负担。与此同时，在整个化学或者物理教学中不能够在每堂课的教学知识点讲授中都进行交叉融合，必须要充分考虑物理课程教学需求，在保证对物理课程知识进行学习的同时，能够对化学学科方面知识同时进行了解。为了保证物理与化学学科交叉融合内容的精准性，需要注意对学科交叉融合方面知识点的渗透目标进行预先拟定，认真填充所收集到的学科交叉融合知识点，保证相应内容在广度与深度等方面都能够得到有效控制，最终可以设计完善的学科交叉融合教学方案，确保可以借助这些内容的交叉融合促进学生核心素养顺利养成。比如，在指导学生对气体摩尔体积进行学习后，阿伏伽德罗推论是该部分知识的学习重点，可以能够借助气体状态方程开展讲述。针对物理学科知识教学，一般主要结合气体等压和等温变化等方面内容对理想气体状态进行推导，实际授课中可以结合正反比例函数以及其他物理学领域方面体积、压强等方面知识的关系进行理解与学习，辅助学生理解该部分知识，这样可以强化物理与化学学科知识之间的联系和应用，对提高整体学习实效性有很大帮助。

3.2明确教学思路，夯实交叉融合教学开展基础

在树立物理与化学相结合的学科交叉融合理念基础上，为了夯实学科交叉融合教学基础，要提前对教学设计思路进行明确，做好必要学科交叉融合的准备工作，确定两个学科交叉融合的关键点，并且需要仔细地梳理与整合这些交叉点的教学内容，明确学科交叉融合内容在物理学科和化学学科教学中的教学进度，以及结合实际的教学进度对完整的教学方案进行合理设计。在此基础上，需要对物理和化学两门课程教学标准本身对应的课程要求以及所需要明确的内容进行深度剖析，之后合理调整对应的教学内容；立足宏观视角来分类处理与整理物理与化学的教材，对本部分教学内容在整个课程知识体系或本章节中的重要性情况以及对物理和化学学科交叉融合内容如何应用进行判断；对学生学习本部分课程知识之前了解和掌握有关知识的情况进行分析，然后结合物理与化学两门课程教学的标准、教材内容以及学生基本学情等多方面情况来对本部分教学知识交叉融合教学的目标、重难点和教学方式方法等进行合理确定，以及确定本部分教学知识的教学过程与实施方案，最后即可开展教学评价及反思，明确整体交叉融合教学的不足与缺点，并且针对性提出改进以及相应整改策略［4］。

例如在学习“原电池”部分（人教版，高中必修二第二章第二节）知识时，学生已经在初中阶段物理知识学习过程中掌握了电学方面的知识，如电荷守恒定律、电流表基本用法以及电流流向等方面知识，而高中化学教学中涉及到的“原电池”部分知识就运用到了这部分物理学科的电学知识。因此，在该部分知识授课中可以联系物理学科中电学部分知识开展交叉融合教学，在教师指导下引导学生自主学习及探究新知识，充分突出学生主体地位来开展深度学习的同时，可以培养学生多学科知识交叉融合的意识。该部分教学的主要目标是使高中生对电能与化学能之间的相互转化意义及具体应用进行分析，明确原电池以及其他类型的化学电源的基本工作原理。在物理与化学学科交叉融合体系构建中，主要是调动学生初中阶段所学的物理学科中电学部分的知识点，以及化学当中氧化还原反应部分知识，保证可以补充化学能以及其他种类能量转换等部分的知识，夯实学生关于电化学部分概念的认识基础，培养他们关于不同学科之间知识交叉融合学习意识。针对人教版选修一（金属腐蚀与防护、化学与生活）和化学选修四（化学反应原理）等部分化学知识教学中还需要进一步指导学生了解电化学部分课程知识，最终辅助学生逐步构建更为完善的电化学知识结构。

3.3优化教学过程，提高交叉融合教学开展效果

在明确交叉融合教学学情与基本思路的基础上，为了保障整体交叉融合教学质量，需要结合交叉融合教学目标与基本思路，对整个教学过程进行优化设计，保证整个教学过程设计的质量［5］。针对物理与化学二者的交叉融合设计，一般需要对学生现阶段已经掌握的物理和化学教学中所掌握的基本情况进行明确，明确它们基本的教学目标，在此基础上制定教学方案。

例如针对“原电池”部分知识同物理知识交叉融合教学而言，需要明确学生对该部分知识的了解情况，如知道了其主要包括氧化反应与还原反应等部分知识。在初中阶段物理知识学习中，电子定向移动会相应生成电流，初步认识到氧化还原反应本质涉及电子定向移动，但是却不了解原电池部分知识，以及缺乏物理与化学两门课程知识的交叉融合意识。与此同时，电解质溶液本身具有良好导电性，在电场作用下能够使液体中离子出现定向移动，但是高中生还不是非常明确原电池内部电流流向部分知识。在明确学生的学情基础上，可以选择恰当教学方式方法对整个教学过程进行组织，辅助学生高效思考。针对该部分知识交叉融合教学，可以采取如下教学流程：

（1） 基于情境创设，导入教学新知。在授课之初，可以借助问题情境创设方式，询问学生：“同学们，你们是否了解伏特这个物理学家？”学生此时思维会转移到课堂中来，之后可以为他们介绍关于伏特发明世界上第一块电池的故事。然后在讲完该部分故事后，可以进一步追问学生：“大家知道平常我们所用的电池是如何将化学能转化成电能？工作原理是什么？”基于这种问题情境创设能够启发学生思维，并将本部分教学内容导入到课堂当中。

（2） 基于实验探究引导学生深度学习。在该部分知识学习中，可以为学生呈现教学中会应用到的电流表，并询问学生：“电流表主要功能是什么呢？如何应用呢？”在学生思考之后，可以带领学生开展探究实验，具体如下：在盛有稀硫酸烧杯中插入铜片与锌片，对相应现象进行观察；借助导线对铜片与锌片进行连接，之后将它们继续插入到盛有稀硫酸的烧杯当中，对比连接导线前后的具体现象；借助导线在铜片与锌片之间串联一个电流表，并在装有稀硫酸烧杯中插入金属片，对电流表指针是否偏转进行观察。经过观察相应的实验现象，能够导入金属活动性顺序部分化学知识来辅助学生理解有关化学实验现象，同时也可以在整个分析讨论中相应地构建原电池模型，启发学生思考原电池的秘密。在此基础上，引导学生对初中阶段所学物理电学知识进行回忆与思考：“电子流动方向该如何进行判断呢？”“你是如何对电极的正负进行判断的呢？”通过这种有效引导，可以启发学生思考，配合物理电力学方面的知识应用，能够帮助学生借助电路部分知识来深刻理解与掌握相关化学部分知识。此外，可以结合具体的习题来帮助学生对该部分知识进行理解，巩固这部分所学的化学知识的同时，培养学生关于物理学科和化学学科知识交叉融合的意识，极大提高了学生分析问题及解决问题的能力［6］。

4结语

高中物理与化学教学二者的交叉融合是提高物理和化学教学质量，助力学生核心素养养成的一个重要教学手段。在高中物理与化学交叉融合教学期间，可以从更新教学观念，保障交叉融合内容的准确性出发，注重明确教学思路，夯实交叉融合教学开展基础，同时要懂得持续优化教学过程，保障不断提高交叉融合教学的开展效果。

参考文献：

［1］邓天华，傅敏.从2022年高考试题看物理跨学科教学［J］.物理教师，2023，44（1）：1619.

［2］周逸斐，刘碧蕊.基于STEM教育理念发展物理核心素养的教学探究［J］.宁夏师范学院学报，2023，43（5）：9394.

［3］叶玲，谷辉.高中物理与生物融合教学的思考与实践［J］.教学与管理，2023，23（13）：4546.

［4］孙通，苏峰.新高考制度下高中自然地理与物理学科融合教学探索［J］.中学地理教学参考，2022，37（11）：9091.

［5］蔡慧勤.高考改革引领下高中物理教学与信息技术融合分析［J］.数理化解题研究，2022，24（27）：101102.

［6］黄培硕.学科核心素养引领下高中化学高效课堂教学模式研究［J］.高考，2023，35（2）：3334.

作者简介：胡金华，男，贵州都匀人，教师，本科，研究方向：物理学。