高中物理跨学科教学策略研究

【摘要】本文主要探讨高中物理跨学科教学策略的重要性以及具体实施方法，简要概述高中物理跨学科教学的概念，即将物理学与其他学科领域进行融合，提高学生的综合科学素养和跨学科思维能力.随后详细分析高中物理跨学科教学的必要性，并提出具体的跨学科教学策略，主要包括优化教学内容整合、培养批判性和创造性思维、设计跨学科实践活动等，旨在通过具体的实施策略提高高中物理教学效果，培养高中学生的跨学科素养和创新能力.

【关键词】高中物理；跨学科；教学策略

随着全球化进程的不断发展以及科学技术的不断进步，高中物理教育面临着转型和升级的压力，此种转型不仅是应对未来社会复杂问题、培养全面发展人才的必然要求，还是推动教育改革、提升教学质量的重要途径.在高中课程中，高中物理学科占据重要地位，与其他学科之间存在密切的关联.跨学科教学是一种教育方法，旨在超越传统学科边界，将不同学科的知识、概念和技能整合在一起，以创造更全面、综合的学习体验.高中物理跨学科教学可帮助高中学生更全面地了解物理相关知识，提高学生对学科内容的理解，培养学生的跨学科思维和综合素养，有效提升实践能力和创新能力.

1 高中物理跨学科教学概述

高中物理跨学科教学是一种教育模式的创新，主要目的是打破传统学科界限，将物理知识与其他学科知识相互融合，核心概念在于通过跨学科的教学方法使学生在更广阔的视野下理解物理现象，培养全面科学素养[1].高中物理跨学科教学更加注重高中学生物理知识掌握情况，强调培养学生的跨学科思维能力以及解决问题能力，通过创新教学方法等措施帮助学生更好地理解物理知识，提高学习情绪.在实践教学中，跨学科教学注重学生的参与感以及学生之间的合作，教师需要为学生打造一种积极的学习氛围，并通过整合教学内容、创新教学方法、联系实践活动等措施让学生在实践当中不断地进行摸索、学习和成长.通过跨学科整合、实践性学习等措施，可有效帮助高中学生全面理解各学科知识之间的联系，提高学生实际问题解决能力，使其综合素质得到有效提升.同时，跨学科教学还可有效激发学生的学习兴趣和创新精神，让学生积极进行自主学习，立足于真实情境，做到将所学知识融会贯通.

2 高中物理跨学科教学的必要性

随着现代社会的快速发展，高中知识不断细分和交融，传统的单学科教学模式已经无法满足培养全面发展人才的需求.高中物理跨学科教学不仅有助于知识整合，还能有效提高学生的实践能力、创新思维以及适应未来社会发展的能力.物理学科是一门基础科学，与数学、化学、生物学等其他学科之间紧密相连，通过跨学科教学可将这些学科知识有机结合起来，帮助学生更全面地理解和掌握知识，形成完整的知识体系[2].同时，在现实生活中，许多问题均需要运用多学科知识解决，而跨学科教学则可让学生从多个角度思考问题，寻找解决问题的新思路和新方法，提高其解决实际问题的能力.除此之外，在跨学科学习过程中，学生需要不断将不同学科的知识进行交叉融合，这要求学生具备较强的创新思维和创新能力.而通过不断的实践和探究，学生可逐渐培养出创新思维，为后续学习和工作奠定坚实的基础[3].同时，随着现代科学技术的不断发展进步以及产业的转型升级，未来社会对人才需求发生了巨大的变化，跨学科教学可培养出具备跨学科知识、实践能力和创新思维的人才，使其更好地适应未来社会的发展.

3 高中物理跨学科教学现状

随着教学理念的不断更新，高中物理跨学科教学逐渐受到重视，但在实际操作中仍存在许多问题.在跨学科教学当中，因为不同学科之间存在的差异较大，导致教师在进行教学时无法做到无缝衔接，进而导致学生难以形成完整的知识体系[4].且当前大多数高中物理教师缺乏跨学科知识储备和教学经验，无法胜任跨学科教学任务，加之许多教师仍未转变传统教学观念，实践教学中仍然采用传统的教学模式，难以激发学生的学习情绪和创新能力，影响了跨学科教学效果.同时，在实践教学中部分高中物理课程设计模式过于单一，缺乏与其他学科之间的交叉融合，导致学生难以形成跨学科思维方式，且学校缺乏足够的实验器材、教学软件等教学资源，影响了跨学科教学的深入开展[5].此外，因为学生缺乏跨学科学习经验，对新知识的接受和理解能力有限，所以在学习过程中极易产生困惑或者抵触的情绪，而学校在开展跨学科教学时缺乏统一的评价标准和评价方法，无法全面评估学生的学习成果，导致部分学生无法及时了解自身的学习情况，进而出现厌学情绪，影响跨学科教学效果.

4 高中物理跨学科教学策略

4.1 优化教学内容整合

根据学生的学习能力进行分析，跨学科教学在高中物理中主要强调对不同知识的整合与运用能力，其是跨学科素养的核心组成部分，也是新时代学生应对复杂问题的必备素养.知识整合概念由马西娅·Ｃ·林教授率先提出，其核心在于对科学现象、真实情境和科学概念的全面构建、区分、组织以及深度评估[6].在高中物理教学当中，需要面临多种科学原理和概念的交汇，例如在学习力与运动时，学生不仅需要掌握牛顿的三大定律，还需理解能量收能、动量守恒等原理，并将这些原理与日常生活中的现象相联系.

例如 在实践教学中，教师可设计一个关于“过山车设计”的跨学科项目，要求学生利用物理知识计算和分析过山车的速度和轨道设计，并运用三角函数等数学知识进行精确计算，同时考虑到材料力学等，保证过山车的安全性.在这一教学设计中，学生需要深入理解各个学科的核心概念和理论，例如牛顿运动定律在描述物体运动状态变化中的应用以及数学知识在求解速度和加速度问题中的作用等.同时，学生还需要探索这些概念和理论背后的原理和逻辑，例如为什么能量守恒定律在过山车设计中很重要？如何通过调整轨道设计优化乘客体验？通过跨学科教学设计，学生可将碎片化的知识整合成一个有组织的、连贯的、泛化的网络结果，其可加深对物理概念和理论的理解，还能够提升解决复杂问题的能力，形成高阶思维，促进其在新时代的发展.

4.2 培养批判性和创造性思维

在探讨跨学科教学对学生产生的深远影响时，必须重视其对学生思维能力塑造和培养的重要性.与传统知识传授模式不同，跨学科教学可连接不同学科之间的知识内容，鼓励学生跨越传统的学科界限，进行深层次的思考和探索.相关人员提出，教育的真正价值不仅在于要求学生对书本知识和记忆和掌握，更重要的是培养学生的思维品质，特别是批判性思维和创造性思维，这是现代社会对人才需求的重要体现，也是推动社会持续进步的不竭动力[7].批判性思维要求学生在面对海量信息时，不仅需要具备接收和储存信息的能力，还要学会对这些信息进行剖析和评估，这要求学生必须学会独立思考，对任何观点和信息都保持审慎和质疑的态度，通过逻辑推理和实证分析等验证其真伪性，培养学生的独立思考能力、辨识能力以及判断力；而创造性思维则更加注重学生的创新能力和实践能力.跨学科教学鼓励学生打破传统的学科界限，将不同学科知识进行交叉融合，从而创造出新的解决方法和策略.

例如 以电磁学为例，在实际教学中教师可首先教学电磁学的基本概念以及公式，通过案例分析的方式展示电磁学在现代科技中的应用，例如电磁悬浮列车、无线充电技术等，激发学生对电磁学创新应用的兴趣.在课堂中将学生分为几个小组，每组选择一个电磁学相关的创新应用主题，并引导学生利用图书馆、互联网等资源搜集相关信息和资料，对所选主题进行深入研究，提出疑问，培养学生的批判性思维.在进行跨学科融合与创新设计过程中，教师可引导学生将信息技术融入电磁学设计，实现智能化控制，并结合数学知识对电磁场进行建模和计算，同时考虑工程学原理，设计切实可行的电磁学应用方案，鼓励学生不断发挥自身的创造性思维，尝试新的设计思路和解决方案.通过跨学科教学方式可有效帮助学生掌握物理知识，培养其批判性思维和创造性思维，并通过实际操作和制作让学生将理论知识与实际应用相结合，提高解决问题的能力.

4.3 设计跨学科实践活动

随着现代社会的不断发展以及科学技术的不断进步，知识跨界融合已经成为时代发展的必然趋势.设计高中物理跨学科实践活动不仅能够增强学生对物理知识的学习兴趣，还能够培养学生的创新思维和实践能力，提升学生的综合能力.在设计实践活动时，教师首先需要确定活动目标，加深学生对物理知识的理解，要求学生掌握基本物理规律和原理，重点培养学生的跨学科思维能力，提升解决问题能力，增强学生的团队合作意识，提高沟通协调能力.

例如 在实践活动中，可以将“设计并制作简易力学实验装置，探究物体运动规律”作为活动主题，要求学生利用化学知识研究电化学反应中的物理现象，并利用计算机科学中的数据处理技术分析物理实验数据.活动开始前，教师可将学生以4～5人的数量分成一个小组，保证每一个学生都可参与到实践活动中，并为其提供活动指导，告知学生明确的活动任务和活动要求，引导学生根据所学知识点自行设计实验方案，自主进行实验探究，并做好相应的数据记录工作.在实践过程中，教师引导学生利用其他学科知识对实验数据进行分析和解释，并组织学生进行讨论和交流，互相之间分享实验结果和实验心得.实践结束后，教师需要全方面评估学生的实验设计、实验操作以及实验数据，并对学生的跨学科思维能力、解决问题能力以及团队协作能力进行点评，通过学生自评、互评以及教师评价相结合的方式有效保证评价的公正性和准确性，激发学生的学习自信心和学习兴趣.最后，教师要求学生将实验过程、实验结果整理成实验报告，以PPT、视频、海报等形式进行汇报展示，在展示期间可鼓励学生进行交流、互动，互相之间分享实践经验和失败教训等，提高学生的综合素质和创新能力.

5 结语

在高中物理教学当中，跨学科教学方式是一种教学创新，其实际应用、问题解决能力与实际案例分析等因素之间相辅相成，共同促进了学生综合素质的全面提升.通过此种综合性的教学方式，学生能够掌握扎实的物理知识，还可有效培养跨学科思维、实际应用能力和问题解决能力等重要素养，为其后续学习和生活奠定坚实的基础，并为后续发展提供有力支持.

【本文系徐州市教育科学规划课题《基于“综合实践力”培养的高中物理跨学科教学策略研究》阶段性成果，编号 GH14-23-L116】

参考文献：

[1]王慧.核心素养下的高中物理跨学科教学探索——以电场教学片段为例[J].数理天地（高中版），2024（12）：114-116.

[2]张国勤.学科融合，深度学习——渗透科学素养的高中物理跨学科教学研究[J].数理天地（高中版），2024（10）：86-88.

[3]张聪聪，谢明艳，林兴如，等.指向核心素养培养的高中物理跨学科教学设计——以“楞次定律”为例[J].中学教学参考，2024（14）：44-46+56.

[4]张东升.IB物理课程对普通高中物理教学的启示——以跨学科部分为例[J].教育参考，2024（04）：25-29.

[5]陈雨晴，郭庆，乔翠兰.具身认知视角下高中物理项目式学习路径探索——以“电容器的电容”为例[J].中学物理，2024，42（07）：35-39.

[6]孙刘灿.核心素养下跨学科融合的高中物理教学策略[J].新课程研究，2024（10）：44-46.

[7]权颖.指向深度教学的高中地理与物理跨学科融合教学策略[J].吉林教育，2024（09）：56-58.