初中物理跨学科实践项目设计的研究

徐冬玲

【摘  要】  跨学科实践教育在现代教育体系中占据了越来越重要的地位，尤其在科学领域，如物理学，其意义更加突出.《义务教育物理课程标准（2022年版）》的发布，将“跨学科实践”与“物质”“能量”等内容并列，作为课程内容的五大重要部分之一，这无疑为初中物理教育注入了新的活力和方向.本文提出跨学科实践项目设计的原则，强调与日常生活、工程实践及社会热点问题的紧密结合，旨在发展学生跨学科运用知识的能力、综合分析和解决问题的能力及实践创新精神.

【关键词】  新课标；初中物理；实践项目

初中阶段，作为学生认知发展和综合素质培养的关键时期，对于培养学生的学科认知能力、批判性思维能力和创造性思维能力具有重要意义.在这一发展阶段，跨学科实践教育逐渐成为满足学生这一需求的有效路径之一.然而，如何在初中物理教育中有效地设计和实施跨学科实践项目，以使学生真正受益，仍是一个值得深入探讨的课题.教育工作者需要在探索如何在符合新课程标准的前提下，整合物理学与其他学科的知识和方法，设计出既具有科学性又富有创新性的跨学科实践项目.

1  初中物理跨学科实践项目设计原则

1.1  以“双减”教育政策为指导

“双减”教育政策，即减轻学生课外负担和课内学习压力的政策，是我国教育格局的一项重要改革，其中也对物理教学的跨学科实践项目的设计进行了指导.“双减”政策提出，物理教育需要立足现实，实现跨学科融合.在初中物理教学中，通过跨学科融合可以让学生更好地理解和解决复杂的现实问题.比如，通过一个涉及物理、化学和生物的综合项目，学生可以探讨环境保护和能源利用等现实问题，从而增强学生的实践能力.并且，“双减”政策认为，跨学科项目应设计为将理论知识与生命情感体验融为一体，连接主观认知与客观现实.这种连接有助于学生达到“知行合一”的生命境界.通过实践，学生可以将物理学知识运用到真实情境中，形成深刻的认识和感悟.

1.2  以物理学科视角为原点

初中物理跨学科实践项目设计原则强调将物理学科的特性和方法作为实践教学的核心和出发点.物理学科的知识不仅是跨学科实践的融合点，更是其生长点.这意味着，虽然跨学科实践需要借助不同学科的理论和方法，但物理学科的角度始终是不可或缺的中心.“跨学科”并不意味着学科的自我否定，而是一种学科间的有机融合和相互补充.没有各自独立的学科，就不存在跨学科或学科整合的问题.跨学科实践正是借助每一门学科的独立性和特色，将不同领域的知识结合在一起，以一种全新的方式展现学科的魅力.初中物理跨学科实践要求学生运用物理学科的特有方式来学习物理知识，这一设计原则不仅强调物理学科知识的掌握，还注重技能和方法的培养.

1.3  以学生接受情况为基础

学生作为教育活动的主体，其兴趣、认知水平和学习风格等因素都会直接影响到学习效果.因此，任何教育设计都需要以学生的实际接受情况为出发点.初中物理跨学科实践项目设计也不例外，它需要关注学生的前知知识、实际需求和认知特点，使设计与学生的实际情况相适应.“因材施教”强调对每个学生的差异进行尊重和照顾.这意味着，初中物理跨学科实践项目设计要具有一定的灵活性，能够根据学生的差异调整教学内容、方法和评价方式，满足不同学生的学习需求.

1.4  以培养核心素养为导向

新版《义务教育物理课程标准》强调学生核心素养的培养，不仅是物理教学的新方向，也是跨学科实践项目设计的关键所在.物理学科核心素养中的物理观念是理解物理学科的基础，项目设计应结合实际问题，引导学生探讨物理规律，深化对基础概念和原理的理解.科学思维则涉及逻辑分析、问题解决、批判性思考等能力.跨学科实践项目应促进学生运用物理知识分析问题、找出解决方案，并敢于对现有知识和观点提出质疑.

2  初中物理跨学科实践项目设计策略

2.1  剖析教学内容，进行合理选题

在初中物理的跨学科实践项目设计中，剖析教学内容并进行合理选题是一项基础且关键的任务.这一阶段的目的是确保所选项目主题与教学大纲紧密结合，促进学生对特定物理知识点的深入理解，并通过跨学科的方法增强学生的实践能力和创新精神.教师首先要分析和理解教学大纲中的知识点和学科要求，识别那些具有潜在跨学科连接的部分.在教学内容剖析的基础上，教师需根据学生的兴趣和背景，社会现实情境，以及可能的跨学科联系来合理确定项目主题.确定的实践主题不仅要与物理学科的核心知识点相连，还应该能拓展到其他学科的应用场景，以此增加项目的复杂性和趣味性.最后，项目设计的过程中必须时刻关注与物理学科核心目标和教学大纲的一致性.项目的最终目的应是深化学生对物理概念的理解，培养科学思维和实践能力，而非仅仅是完成一個有趣的实践活动.

例如针对八年级下册第十章“压强和浮力”第五节“物体的浮与沉”的物理跨学科实践项目设计，教师首先必须深入理解“物体的浮与沉”这一节的核心知识和概念.了解到浮力原理阐述了物体在流体中受到的向上推力，与日常生活和工程实践有着直接的联系.接着，结合教材内容和现实情景，可以将项目的主题定为“探索浮力在工程和日常生活中的应用”.这一主题不仅涉及物理，还可以与化学（液体性质分析）、数学（量化分析）、地理（水域分布）和工程学（船舶设计）等学科相结合.在实践活动过程中，学生团队需要探索浮力在生活和工程中的具体应用，如船舶、水上娱乐设施等.学生可以进行现场考察，通过实验、观察和数据收集来理解浮力原理，并使用数学方法对其进行量化分析.最后，教师可以要求学生将运用所学知识，设计并构建一个具体的浮力应用模型，如自制的小船等.通过跨学科的实践项目，使学生能够深入理解浮力原理，通过提供一个真实、综合的情境，促使学生在实践中发现问题、提出假设、找寻证据，解决问题.

2.2  借助思维导图，设计项目框架

借助思维导图设计初中物理跨学科实践项目框架已逐渐成为一种普遍接受的有效策略.其优势体现在思维导图的直观性、结构化和灵活性，通过图形化展示可以使复杂的物理概念和跨学科关系变得易于理解和掌握.这种可视化工具促进了项目的整体规划和跨学科融合，使得物理与其他学科（如数学、化学等）能够有机地结合在一起.同时，思维导图作为一个多层次、多节点的表示方式，能够精确捕捉到知识的细节与层次关系，使得教师在设计项目时能够更有条理地组织内容，防止遗漏重要信息.它不仅方便了教师对学科间的桥接和联系进行可视化呈现，还为学生提供了一个清晰的路径来追踪、链接和扩展其知识体系.此外，随着技术的发展，现代的思维导图软件通常具备云同步、多人协作等功能，使得初中物理跨学科实践项目的设计和管理更为简便高效.教师可以轻松分享、修改和更新思维导图，确保项目始终保持最新状态.

例如在结合九年级下册第十六单元“电磁转换”第五节“电磁感应 发电机”内教学知识点进行跨学科实践项目设计时，借助思维导图设计项目框架可以展现其极大的优势和实用性.实践项目主题可以聚焦在“电磁感应在现代生活和工业应用中的作用”.在思维导图的中心节点，可以明确项目的核心目标，如“理解电磁感应的基本原理，并探索其在日常生活和工业中的应用”.在思维导图的分支节点中，可以拓展至数学（例如，计算电磁场的强度）、化学（例如，磁场对化学反应的影响）、工程学（例如，发电机设计与优化）等学科.另外几个分支可以专门用于规划具体的实践任务，例如设计小型风力发电机、模拟发电厂的工作流程等.通过思维导图的辅助分支，教师可以清晰地列出项目的评估标准和时间线，确保实践项目的顺利进行.通过思维导图的不同层级和分支，可以直观地展示电磁感应知识与其他学科之间的联系和整合，强化了跨学科的连贯性.随着项目的进行，思维导图还可以灵活地调整和更新，以确保其与实际进展保持一致.

2.3  结合教学现状，调整学习内容

在进行跨学科的实践项目过程中，教师还需要结合教学现状，实时调整学习内容，提升教学的灵活性和适应性.

例如一个以九年级的“机械能守恒定律”为主题的项目，旨在通过设计能量转换装置，展示机械能的转换和守恒.项目原计划涉及物理、数学、工程和环境科学等学科.在项目执行初期，教师可能会发现一部分学生对于能量转换的数学模型理解有困难，另一部分学生在工程设计方面感到挫败，从而导致教学进度相对滞后，时间紧张.此时，教师便可以根据学生的反馈和观察，了解到数学模型的理解难点在于公式的运用和变量的解释，于是教师便增加一些实际例子和具体练习来帮助学生掌握.同时，考虑到时间紧张和学生的现实情况，教师可以调整项目方向和活动计划，聚焦于物理、数学和工程三个学科的融合，暂时取消对环境科学的涉及.教师还可以让学生提出自己的问题，分享自己的理解和创意，以此不断调整教学内容和方法，使之更符合学生的实际需求.结合教学现状，灵活调整学习内容的策略，体现了教学的人性化和实用化.它要求教师敏感于学生的学习状态和需求，勇于对项目进行必要的调整，同时也体现了教师对教学过程的敏锐洞察和专业把控.

2.4  考虑学科特点，助力全面发展

在初中物理跨学科实践项目设计中，考虑学科特点并助力学生全面发展是一个关键步骤.在设计跨学科项目时，首先应理解物理学的核心理念和基本法则.例如，如果项目涉及能量转换，应确保学生掌握能量守恒定律.接着，需要考虑利用物理的普适性与其他学科结合.例如，与数学结合可以让学生使用方程式来描述物理現象，与化学结合可以让学生探讨物质的分子结构与物理性质的关系等.并且，由于物理学是一门实验科学，所以项目设计应鼓励学生使用观察、假设、实验和总结的科学方法.在初中物理跨学科实践项目设计中，助力学生全面发展是一个关键目标.通过借助物理学科的特点，和其他学科的整合，不仅可以促进学生对不同学科间联系的全面理解，更深入地理解和应用所学的理论知识.这种整合也可以扩展到实际操作和实验层面，让学生通过亲手动作增强操作能力，学习使用科学仪器和设备，并通过不断实践来提升自己的实验设计和分析能力.

3  结语

经过深入的探索与研究，初中物理跨学科实践项目设计不仅是一种创新的教学策略，更是一种教育革新的体现.它强调的是学生的全面发展，通过跨学科的融合，学生们能够从多维度、多角度来看待、思考问题，培养出更为丰富和完整的世界观.此外，跨学科项目的设计和实施，不仅加强了物理学科的学习深度和广度，更促进了教育的实践性和创新性.随着教育的不断进步，教育界应持续关注和研究跨学科教学的最佳实践，以期为初中生打造一个更为丰富、科学的学习环境.

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