核心素養(yǎng)視域下高中物理跨學(xué)科教學(xué)策略

【摘

要】隨著時(shí)代的不斷變化以及社會(huì)的不斷發(fā)展，開展跨學(xué)科教學(xué)，培養(yǎng)高質(zhì)量復(fù)合型人才成為教學(xué)領(lǐng)域新的探索。物理學(xué)科具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和學(xué)科融合性特點(diǎn)，在高中物理教學(xué)中融入跨學(xué)科教學(xué)理念，不僅能充分發(fā)揮高中物理教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，提升高中物理教學(xué)效果，還能培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。核心素養(yǎng)視域下的高中物理跨學(xué)科教學(xué)應(yīng)遵循生活化、驅(qū)動(dòng)性、體驗(yàn)性原則，通過(guò)尋找合適的“融合點(diǎn)”，將內(nèi)容交叉的不同學(xué)科知識(shí)進(jìn)行提煉合并，通過(guò)某個(gè)具體的教學(xué)主題串聯(lián)融合起來(lái)，從而關(guān)聯(lián)學(xué)情，創(chuàng)設(shè)情境，開展教學(xué)?！娟P(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);高中物理;跨學(xué)科教學(xué)在新課程改革的背景下，核心素養(yǎng)理念逐漸滲透到高中物理教學(xué)中，許多教師也嘗試在課堂上滲透跨學(xué)科教學(xué)理念，但其效果并不理想。因此，為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的目標(biāo)，高中物理教師應(yīng)對(duì)跨學(xué)科教學(xué)的策略進(jìn)行分析與研究，充分挖掘高中物理教學(xué)中的跨學(xué)科元素和資源，為社會(huì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的復(fù)合型人才，促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。一、核心素養(yǎng)及跨學(xué)科教學(xué)相關(guān)內(nèi)容概述（一）核心素養(yǎng)核心素養(yǎng)作為國(guó)家培養(yǎng)人才的策略，也是新課程改革下的主要教學(xué)目標(biāo)。學(xué)科核心素養(yǎng)是指學(xué)科教育給予學(xué)生未來(lái)發(fā)展所需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。從高中物理學(xué)科的角度而言，其核心素養(yǎng)主要包含物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度四個(gè)方面。1.物理觀念涉及物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、能量觀念等內(nèi)容，需要學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)中對(duì)以上多種觀念進(jìn)行理解與掌握，并利用這些觀念解釋生活問(wèn)題和自然現(xiàn)象;2.科學(xué)思維為包含構(gòu)建模型、推理論證等內(nèi)容，需要學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)中，學(xué)會(huì)構(gòu)建模型的方法，并能夠從多方面對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行推理和分析，發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)在規(guī)律，并大膽對(duì)其進(jìn)行設(shè)想，使學(xué)生具備獨(dú)立思考與探究的能力;3.科學(xué)探究主要包含問(wèn)題、解釋、交流等，需要學(xué)生在高中物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中，不斷提升自身的探究意識(shí)，能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)生活與學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，并利用正確的方法與手段解決問(wèn)題，還需要學(xué)生加強(qiáng)與他人的交流和分享，能夠?qū)⒆约旱奶骄砍晒宫F(xiàn)出來(lái);4.科學(xué)態(tài)度涉及科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)理論等內(nèi)容，需要學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)中，主動(dòng)對(duì)科學(xué)的本質(zhì)進(jìn)行探究，并從客觀的角度對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行思考與探究，充分激發(fā)自身的好奇心與求知欲，在此過(guò)程中對(duì)科學(xué)理論和本質(zhì)進(jìn)行總結(jié)。（二）跨學(xué)科教學(xué)跨學(xué)科教學(xué)是指在單一學(xué)科知識(shí)難以對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行解決的時(shí)候，運(yùn)用兩門或是兩門以上的學(xué)科知識(shí)對(duì)問(wèn)題的解決方法進(jìn)行思考與探究，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)的創(chuàng)新以及問(wèn)題解決方法的融合。由于不同學(xué)者對(duì)跨學(xué)科教學(xué)概念的理解不同，“學(xué)科交叉”“綜合學(xué)科”等觀點(diǎn)發(fā)展起來(lái)并形成“跨學(xué)科融合”“跨學(xué)科滲透”等概念。“跨學(xué)科學(xué)習(xí)”概念起初是由英國(guó)科學(xué)家漢佛提出的，其認(rèn)為學(xué)生在面對(duì)與生活環(huán)境相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)多領(lǐng)域、多學(xué)科知識(shí)融合的方式解決問(wèn)題。舒美克強(qiáng)調(diào)學(xué)科融合在突破學(xué)科限制、拓展學(xué)生知識(shí)視野以及學(xué)習(xí)領(lǐng)域上具有重要的作用。二、核心素養(yǎng)視域下高中物理跨學(xué)科教學(xué)原則在高中物理跨學(xué)科教學(xué)中，為保證跨學(xué)科教學(xué)的質(zhì)量和效率，使學(xué)生在物理課堂上得到核心素養(yǎng)培養(yǎng)以及知識(shí)視野的拓展，高中物理教師在開展跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)遵循生活化、驅(qū)動(dòng)性、體驗(yàn)性原則。生活化原則是指高中物理教師在跨學(xué)科教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生活化教學(xué)情境或是在其中融入生活化元素，借此拉近高中物理知識(shí)與生活的距離，借助實(shí)際生活加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解與掌握;驅(qū)動(dòng)性原則是指高中物理教師應(yīng)當(dāng)在跨學(xué)科教學(xué)的過(guò)程中重視問(wèn)題驅(qū)動(dòng)或任務(wù)驅(qū)動(dòng)，借助問(wèn)題和任務(wù)激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動(dòng)探究物理問(wèn)題的答案，并在解決問(wèn)題的過(guò)程中得到創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)思維等方面的培養(yǎng);體驗(yàn)性是指高中物理教師在跨學(xué)科教學(xué)中應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生在課堂上的體驗(yàn)，采用多樣化教學(xué)方法開展教學(xué)，將學(xué)生作為課堂的中心，為學(xué)生提供思考的時(shí)間和空間。三、核心素養(yǎng)視域下高中物理跨學(xué)科教學(xué)策略（一）與數(shù)學(xué)學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)在高中階段的教學(xué)中，物理學(xué)科和數(shù)學(xué)學(xué)科之間的關(guān)系較為密切，二者之間存在學(xué)科知識(shí)與思想方法上的關(guān)聯(lián)性，在高中物理跨學(xué)科教學(xué)中，高中物理教師也可以從以上兩個(gè)方面出發(fā)，將高中物理跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)落實(shí)到位，對(duì)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)。1.知識(shí)方面（1）斜率。斜率作為高中物理圖像中應(yīng)用較為廣泛的知識(shí)點(diǎn)，經(jīng)常出現(xiàn)在位移時(shí)間圖像、速度時(shí)間圖像當(dāng)中，而高中數(shù)學(xué)學(xué)科對(duì)斜率的學(xué)習(xí)要晚于高中物理學(xué)科教學(xué)。學(xué)生在高一上學(xué)期物理學(xué)習(xí)中就應(yīng)用斜率，而在高二上學(xué)期數(shù)學(xué)學(xué)科才安排斜率教學(xué)。（2）矢量。矢量也就是指數(shù)學(xué)中的向量。高中物理教學(xué)中首次接觸矢量是在高一上學(xué)期“位移”的學(xué)習(xí)中，并在“力的合成與分解”中進(jìn)行矢量運(yùn)算，而高中數(shù)學(xué)教學(xué)中對(duì)向量知識(shí)的學(xué)習(xí)在高一下學(xué)期。2.思想方面在高中物理教學(xué)中，對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用相對(duì)比較多，涉及的數(shù)學(xué)思想方法有極限法、函數(shù)法、數(shù)形結(jié)合法等，數(shù)學(xué)思想方法也是高中物理學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容，借助數(shù)學(xué)思想方法對(duì)學(xué)生的物理思維進(jìn)行引導(dǎo)，使其利用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題，進(jìn)而加深對(duì)高中物理知識(shí)的掌握，并在此過(guò)程中對(duì)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)。以人教版高中物理教材必修一第二章《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究》為例，高中物理教師在對(duì)本章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，為了加深學(xué)生對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系的理解，高中物理教師可以在課堂上為學(xué)生布置探究性學(xué)習(xí)任務(wù)，使其對(duì)“勻變速直線運(yùn)行中速度與時(shí)間的關(guān)系”進(jìn)行探究，并引導(dǎo)學(xué)生在課堂上運(yùn)用數(shù)形結(jié)合法，將抽象的物理語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語(yǔ)言，再將其以直觀圖形的方式畫出來(lái)，畫出勻變速直線運(yùn)行中速度與時(shí)間的關(guān)系圖像，加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的印象，快速解決相關(guān)物理問(wèn)題。這一方式不僅可以讓學(xué)生以更加科學(xué)的方法對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行解決，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，還能夠發(fā)散學(xué)生的思維模式，使其實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)物理思維的創(chuàng)新，嘗試使用數(shù)學(xué)思想解決物理問(wèn)題。（二）與化學(xué)學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)高中物理學(xué)科與高中化學(xué)學(xué)科同屬于自然科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科，二者在知識(shí)點(diǎn)上也存在著一定的交叉性。在高中物理教學(xué)中融合化學(xué)學(xué)科的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)高中學(xué)科與化學(xué)學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)，在向?qū)W生傳授物理知識(shí)的同時(shí)，還可以幫助學(xué)生鞏固化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的理科思維，使其形成科學(xué)觀念。例如，在人教版高中物理教材選擇性必修三第四章《原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性》中“原子的核式結(jié)構(gòu)模型”與人教版高中化學(xué)教材選擇性必修二第一章《原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中的“原子結(jié)構(gòu)”相關(guān)知識(shí)存在一定的關(guān)聯(lián)。“原子的核式結(jié)構(gòu)模型”主要是讓學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)模型建立的過(guò)程以及依據(jù)進(jìn)行了解，并對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)知;而“原子結(jié)構(gòu)”涉及對(duì)原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理進(jìn)行了解的內(nèi)容，二者在教學(xué)內(nèi)容上都與“原子核”相關(guān)。高中物理教師在對(duì)本課物理知識(shí)教學(xué)之前，可以對(duì)課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，借助多媒體設(shè)備將與之相關(guān)的化學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，使學(xué)生回憶該部分化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并讓學(xué)生思考本節(jié)課內(nèi)容與該部分化學(xué)知識(shí)的關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生對(duì)二者的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行探究，并用自己的語(yǔ)言總結(jié)出來(lái)，進(jìn)而更好地開展本節(jié)課的物理教學(xué)。通過(guò)高中物理學(xué)科與化學(xué)學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)，實(shí)現(xiàn)高中物理知識(shí)與化學(xué)知識(shí)的融合，有助于學(xué)生構(gòu)建科學(xué)思維，對(duì)本節(jié)課的物理知識(shí)進(jìn)行分析與研究，解決相關(guān)物理問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。（三）與地理學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)高中物理學(xué)科和高中地理學(xué)科都是以客觀事物作為研究的主體，雖然從表面上來(lái)看，物理與地理學(xué)科之間并無(wú)聯(lián)系，甚至連學(xué)科屬性也不相同，但是高中物理學(xué)科知識(shí)中難免會(huì)涉及地理問(wèn)題，需要以地理知識(shí)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高中物理學(xué)科與地理學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)，有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理學(xué)科與實(shí)際生活的聯(lián)系，并借助地理知識(shí)解決物理問(wèn)題。以人教版高中物理教材選擇性必修二第二章《電磁感應(yīng)》為例，其中有不少問(wèn)題都涉及地磁場(chǎng)相關(guān)的內(nèi)容，在對(duì)本章節(jié)進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，高中物理教師可以將人教版高中地理教材必修一中有關(guān)“地球”和“地圖”的知識(shí)遷移到物理教學(xué)中，以為學(xué)生布置電磁感應(yīng)計(jì)算題目的方式，讓學(xué)生在對(duì)題目進(jìn)行思考與解決的過(guò)程中，利用地圖經(jīng)緯網(wǎng)絡(luò)對(duì)距離、時(shí)間等進(jìn)行計(jì)算，對(duì)高中地理知識(shí)進(jìn)行充分地利用，以此為基礎(chǔ)解決高中物理問(wèn)題。高中地理學(xué)科教學(xué)中對(duì)“地球”和“地圖”知識(shí)的學(xué)習(xí)主要在高一學(xué)期，而高中物理學(xué)科對(duì)“電磁感應(yīng)”的學(xué)習(xí)主要集中在高二學(xué)期，在對(duì)本章節(jié)知識(shí)進(jìn)行講解的時(shí)候，正好可以對(duì)高中地理知識(shí)進(jìn)行遷移，不僅能夠使學(xué)生利用地理知識(shí)加深對(duì)物理知識(shí)的了解，還能夠在高中物理教學(xué)中幫助學(xué)生鞏固已學(xué)地理知識(shí)，起到相互促進(jìn)的作用。四、關(guān)于高中物理跨學(xué)科教學(xué)的建議為了使高中物理跨學(xué)科教學(xué)達(dá)到理想的效果，高中物理教師在開展跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)做好確定“融合點(diǎn)”、情境創(chuàng)設(shè)、學(xué)情關(guān)聯(lián)等方面的工作。首先，根據(jù)學(xué)生發(fā)展需要，找準(zhǔn)“融合點(diǎn)”，圍繞“融合點(diǎn)”將內(nèi)容交叉的不同學(xué)科知識(shí)進(jìn)行提煉、合并，以大概念或主題為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出系列課程。其次，在開展跨學(xué)科教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)各類問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)聯(lián)想、對(duì)比、分析等方式，從跨學(xué)科的角度對(duì)物理知識(shí)中的規(guī)律進(jìn)行探索，并對(duì)物理真相進(jìn)行深入挖掘，對(duì)學(xué)生的物理思維方式進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的高中物理跨學(xué)科學(xué)習(xí)意識(shí)，這樣才能夠使跨學(xué)科教學(xué)的教育價(jià)值得到充分地發(fā)揮;再次，高中物理教師還需要在跨學(xué)科教學(xué)的過(guò)程中做好學(xué)情關(guān)聯(lián)的工作，也就是需要對(duì)學(xué)生的物理學(xué)科學(xué)習(xí)情況進(jìn)行深入的調(diào)查與了解，并讓不同的學(xué)生接受不同的教育和指導(dǎo)，幫助其構(gòu)建完善的物理知識(shí)體系，并引導(dǎo)其采用跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方法完成高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移，進(jìn)而達(dá)到跨學(xué)科教學(xué)的效果;最后，高中物理教師應(yīng)重