基于真實(shí)情境設(shè)計(jì)物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)

于麗凡

（沈陽市南昌中學(xué)）

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下通稱“新課標(biāo)”）中明確要求：“注重科學(xué)探究，突出問題導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)真實(shí)問題的情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，提高分析問題、解決問題的實(shí)踐本領(lǐng)和科學(xué)思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。”基于對新課標(biāo)要求的解讀和落實(shí)，我校物理組教師研究了如何基于真實(shí)情境設(shè)計(jì)物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)，并以作業(yè)引領(lǐng)教學(xué)，發(fā)展了學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升了教師的專業(yè)化水平。

一、設(shè)計(jì)物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)的必要性

（一）時(shí)代發(fā)展要求打破學(xué)科分化

伴隨著時(shí)代的高速發(fā)展，與現(xiàn)代科技發(fā)展相適應(yīng)的交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)，自然科學(xué)與社會科學(xué)在理論方法上相互滲透和融合。物理科學(xué)作為現(xiàn)代科技發(fā)展的重要組成部分之一，也需要與其他各科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行高度融合。初中是奠定和培養(yǎng)學(xué)生物理科學(xué)能力的重要基礎(chǔ)階段，需要打破傳統(tǒng)學(xué)科間的界限，與各學(xué)科知識逐漸形成統(tǒng)一整體。

（二）跨學(xué)科實(shí)踐要求聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際

“跨學(xué)科實(shí)踐”是新課標(biāo)提出的課程內(nèi)容五個(gè)一級主題之一。新課標(biāo)指出，“跨學(xué)科實(shí)踐”主題的內(nèi)容具有跨學(xué)科性和實(shí)踐性特點(diǎn)，與日常生活、工程實(shí)踐及社會熱點(diǎn)問題密切相關(guān)。由此可以推出，跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的核心是真實(shí)性。在設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，教師應(yīng)引入現(xiàn)實(shí)世界中的問題，創(chuàng)設(shè)具有引導(dǎo)性的問題體系；建立書本知識與現(xiàn)實(shí)生活之間的聯(lián)系，使學(xué)生生活與所處社會有效連接，從而開展深度學(xué)習(xí)；真正做到因材施教，引導(dǎo)學(xué)生形成有生命力、個(gè)性化的知識和能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和意識，為傳統(tǒng)課程和教學(xué)注入新鮮活力。

（三）核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求在作業(yè)中設(shè)置真實(shí)情境

核心素養(yǎng)是新課標(biāo)課程理念和課程目標(biāo)中的重要內(nèi)容。筆者認(rèn)為，核心素養(yǎng)區(qū)別于應(yīng)試學(xué)力的最大特質(zhì)是真實(shí)性，真實(shí)性是核心素養(yǎng)的精髓。核心素養(yǎng)歸根結(jié)底是討論如何通過知識、技能和態(tài)度的整合，將知識整合應(yīng)用到不斷變化的真實(shí)情境中。由此可見，設(shè)計(jì)跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑之一，而基于真實(shí)情境設(shè)計(jì)跨學(xué)科作業(yè)更有益于學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。

二、基于真實(shí)情境設(shè)計(jì)物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)的方式

（一）前置實(shí)踐性作業(yè)——體驗(yàn)、感受、質(zhì)疑

我們在教學(xué)環(huán)節(jié)的起點(diǎn)上，結(jié)合學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)跨學(xué)科前置實(shí)踐性作業(yè)，使學(xué)生綜合多學(xué)科的知識，多維度回顧日常生活中的經(jīng)驗(yàn)，帶著切身的體驗(yàn)，帶著疑惑和猜想走進(jìn)課堂。課堂上，教師結(jié)合學(xué)生的跨學(xué)科前置實(shí)踐性作業(yè)完成情況，引導(dǎo)學(xué)生再觀察和再理解，以幫助他們完成多學(xué)科知識的融合和躍遷，實(shí)現(xiàn)自我生成和自我構(gòu)建。

例如，在人教版物理教材八年級上冊“光的直線傳播”這節(jié)課的教學(xué)中，在課內(nèi)實(shí)踐活動階段，教師布置第一個(gè)前置實(shí)踐性作業(yè)是：在陽光明媚的中午，請你去樹下觀察地上的小亮斑，思考光是沿?cái)?shù)學(xué)上的什么線傳播的，并探索小亮斑形成的原因。在學(xué)生完成后，教師布置第二個(gè)前置實(shí)踐性作業(yè)：請你結(jié)合美術(shù)課上學(xué)到的知識，利用身邊的材料制作出“小孔成像”實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，如果有困難可以向美術(shù)老師請教。第一個(gè)前置實(shí)踐性作業(yè)，首先使學(xué)生在實(shí)踐中加深了對數(shù)學(xué)課上學(xué)到的射線、直線和線段的認(rèn)識。其次，學(xué)生通過物理課上學(xué)到的“光的折射”知識，在真實(shí)情境中對小亮斑形成的原因進(jìn)行了初步研究。最后，通過自主探索和查找一些資料，學(xué)生對小亮斑形成的原因有了初步認(rèn)識。這樣，既鍛煉了學(xué)生的思維，又使學(xué)生在課前就沉浸在真實(shí)的物理情境中，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣和好奇心。第二個(gè)前置實(shí)踐性作業(yè)，學(xué)生利用美術(shù)課上學(xué)習(xí)的知識，結(jié)合“小孔成像”的物理原理，動手制作出“小孔成像”實(shí)驗(yàn)?zāi)＞摺Ｔ谡鎸?shí)的制作過程中，學(xué)生增強(qiáng)了動手能力，美術(shù)、物理學(xué)科素養(yǎng)都得到了提高。課前，教師通過觀察學(xué)生在真實(shí)情境中的分享和發(fā)現(xiàn)，還能夠精準(zhǔn)分析和診斷學(xué)情，實(shí)現(xiàn)以學(xué)定教。

（二）課堂實(shí)踐性練習(xí)——觀察、思考、行動

在課堂上，教師結(jié)合從學(xué)生前置實(shí)踐性作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的問題，引領(lǐng)學(xué)生聚焦問題、探究問題，再帶著結(jié)論回到真實(shí)情境中去實(shí)踐探索和解決問題。教學(xué)人教版物理教材八年級上冊“光的直線傳播”這節(jié)課時(shí)，在課堂實(shí)踐性練習(xí)階段，學(xué)生通過制作的“小孔成像”實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，在真?shí)情境中對小孔成像的大小與形狀進(jìn)行相關(guān)探索，結(jié)合相關(guān)的數(shù)學(xué)知識和物理知識，驗(yàn)證、解釋前置實(shí)踐性作業(yè)中的猜想與疑惑。通過真實(shí)觀察、思考和動手操作，學(xué)生深刻地理解了光沿直線傳播的特點(diǎn)，并且在觀察中還發(fā)現(xiàn)了小孔成像對孔的大小的要求，也解釋了為什么在樹葉稀疏的樹下幾乎觀察不到小孔成像，而只能看到樹葉的影子——這也是光沿直線傳播的結(jié)果。

（三）課后實(shí)踐性作業(yè)——理解、應(yīng)用、創(chuàng)新

教師可布置多元化的課后作業(yè)，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)作業(yè)的不足，可以結(jié)合多學(xué)科的知識來設(shè)計(jì)基于真實(shí)情境的實(shí)踐性作業(yè)。

例如，結(jié)合數(shù)學(xué)中的科學(xué)計(jì)數(shù)法以及物理學(xué)中的距離、速度、時(shí)間的關(guān)系，粗略計(jì)算太陽和地球之間的距離。學(xué)生對這種課后完成的實(shí)踐性作業(yè)充滿興趣與熱情，即便此類作業(yè)需要學(xué)生進(jìn)行探索，完成所需的時(shí)間更長，學(xué)生也不再感覺作業(yè)是負(fù)擔(dān)?；谡鎸?shí)情境的實(shí)踐性作業(yè)是學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值和形成內(nèi)驅(qū)力的重要方法，是提升學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體和路徑。

再如，我校一位教師結(jié)合化學(xué)課中的“噴泉現(xiàn)象”，基于真實(shí)情境，以“水往高處走”為主題設(shè)計(jì)了跨學(xué)科課后實(shí)踐性作業(yè)。教師先引導(dǎo)學(xué)生用手捏氣球?qū)⑺畤姵?，然后引?dǎo)他們利用大氣壓強(qiáng)使水噴出，最后啟發(fā)他們利用電烙鐵和熱熔膠槍自制了噴泉裝置。在確保安全的前提下，學(xué)生成功地制作出了噴泉。在完成作業(yè)的過程中，學(xué)生不僅理解了相關(guān)知識，還能夠應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新，他們的創(chuàng)造能力和動手能力也得到極大提高。

又如，我校美術(shù)教師聯(lián)合物理教師，利用假期時(shí)間，一起指導(dǎo)學(xué)生自制了龍骨水車和各種橋梁模型等，通過這樣的跨學(xué)科課后實(shí)踐性作業(yè)，使學(xué)生感嘆我國古代先賢智慧的同時(shí)也在心靈深處埋下了一顆探索和創(chuàng)新的種子。

此外，在新課標(biāo)的指引下，我校教師還設(shè)計(jì)了大單元跨學(xué)段實(shí)踐性作業(yè)。如我們在初三復(fù)習(xí)課中以“自行車”為主題，結(jié)合真實(shí)情境展開單元實(shí)踐性作業(yè)設(shè)計(jì)，貫穿了八年級和九年級教學(xué)內(nèi)容。這種大單元跨學(xué)段實(shí)踐性作業(yè)能夠切實(shí)提升學(xué)生在真實(shí)、復(fù)雜的情境中解決問題的能力。

三、物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)的實(shí)踐效果

（一）促進(jìn)了學(xué)校課程體系的完善

我校以“厚學(xué)明德，自主有為”的辦學(xué)理念為邏輯起點(diǎn)，在課程建設(shè)的過程中堅(jiān)持五育并舉、以德樹人、全面發(fā)展，科學(xué)、規(guī)范、全面地落實(shí)文化基礎(chǔ)課程，各學(xué)科基本形成了完備的學(xué)科實(shí)踐計(jì)劃和學(xué)科實(shí)踐綱要，形成了實(shí)踐課程體系，包括單學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐、多學(xué)科主題實(shí)踐、跨學(xué)科多層次實(shí)踐等（見圖1）。其中，基于真實(shí)情境的跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)設(shè)計(jì)，就是“跨學(xué)科整合”環(huán)節(jié)的重要支撐內(nèi)容。同時(shí)，基于真實(shí)情境的跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)設(shè)計(jì)也為我?！坝袨榻逃眱?nèi)核（倡導(dǎo)構(gòu)建核心素養(yǎng)—跨學(xué)科統(tǒng)整—責(zé)任態(tài)度與擔(dān)當(dāng)三維一體的課程體系，即教師根據(jù)對課程標(biāo)準(zhǔn)的歸類分析，凝練學(xué)科概念、學(xué)科技能，并結(jié)合主題內(nèi)容提取跨學(xué)科概念和跨學(xué)科技能，最終挖掘出課程中蘊(yùn)含的情感和價(jià)值取向，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在跨學(xué)科課程體系中“自主有為”的成長和跨越）的豐富與完善提供了行之有效的具體實(shí)踐方式。

圖1 實(shí)踐課程體系

（二）實(shí)現(xiàn)了教師育人方式的變革

通過基于真實(shí)情境的物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)設(shè)計(jì)，教師把作業(yè)設(shè)計(jì)的邏輯起點(diǎn)從學(xué)科思維轉(zhuǎn)化為生活實(shí)際，把物理跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容作為源于學(xué)生生活實(shí)際的真實(shí)性和綜合性問題來看待，真正實(shí)現(xiàn)了新課標(biāo)中倡導(dǎo)的“面向全體學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)”“從生活走向物理，從物理走向社會”“以主題為線索，構(gòu)建課程結(jié)構(gòu)”“注重科學(xué)探究，倡導(dǎo)教學(xué)方式多樣化”“發(fā)揮評價(jià)的育人功能，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展”的課程理念。通過物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，教師對新課標(biāo)理念和“學(xué)生主體”理念有了更加明確、深入的認(rèn)識和理解，實(shí)現(xiàn)了育人方式的變革。

（三）實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的優(yōu)化

以物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，我校物理組將其拓展成為“生活實(shí)驗(yàn)—網(wǎng)上交流—建構(gòu)體系—實(shí)踐應(yīng)用”的線上實(shí)踐性教學(xué)模式研究，充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺的優(yōu)勢，從教師下達(dá)目標(biāo)任務(wù)到實(shí)踐小組的構(gòu)建，從學(xué)生自主動手實(shí)踐到家長的配合協(xié)作，從組間同學(xué)交流分享到小小評審團(tuán)的綜合評比，激發(fā)了學(xué)生動手實(shí)踐的欲望，提高了學(xué)生的基本操作技能，培養(yǎng)了學(xué)生規(guī)劃設(shè)計(jì)的能力。在一次次動手操作、反復(fù)研究的過程中，學(xué)生體驗(yàn)到了探索發(fā)現(xiàn)的樂趣，知識的掌握更加扎實(shí)而厚重，思維更加活躍而開放，學(xué)習(xí)方式深度優(yōu)化。學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神得以提升，取得了諸多成績。如我校一位學(xué)生依據(jù)光學(xué)原理，自制了一套光學(xué)實(shí)驗(yàn)器材——利用一個(gè)實(shí)驗(yàn)器材可以完成所有的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，獲得了中國科協(xié)舉辦的第37 屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新項(xiàng)目省、市級一等獎。

總之，“人才之本在教育，教育之本在教師，教師之本在教研?！痹谏钊腴_展課題研究和實(shí)踐的過程中，我校教師不斷創(chuàng)新基于真實(shí)情境的物理跨學(xué)科實(shí)踐性作業(yè)的方式與內(nèi)容，在提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)的同時(shí)，也提高了學(xué)生的跨學(xué)科綜合素養(yǎng)。