摘要:在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》背景下,本文評(píng)析了2022年全國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試試卷中的部分跨學(xué)科試題,思考在初中學(xué)段范疇下跨學(xué)科教學(xué)的新路徑。
關(guān)鍵詞:中考試題;跨學(xué)科;評(píng)析與思考
2022年4月,教育部頒發(fā)的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》)首次將“跨學(xué)科實(shí)踐”列為課程內(nèi)容的組成部分之一,其宗旨在于發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科運(yùn)用知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的綜合能力。[1] 新的《課程標(biāo)準(zhǔn)》不僅帶來(lái)了新的教學(xué)要求,也創(chuàng)造了新的考查與評(píng)價(jià)形式。因此,研究2022年全國(guó)初中學(xué)業(yè)水平考試(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中考”)中的跨學(xué)科類(lèi)試題,具有洞悉考查方式、指導(dǎo)教學(xué)探索的雙重意義。
1物理學(xué)與人文類(lèi)學(xué)科的跨學(xué)科試題
1.1“物理+語(yǔ)文”跨學(xué)科試題
(2022年長(zhǎng)沙中考題)詩(shī)詞中常蘊(yùn)含著物理知識(shí),根據(jù)下列哪句詩(shī)能估算出物體運(yùn)動(dòng)的速度()。
A. 天臺(tái)四萬(wàn)八千丈B. 坐地日行八萬(wàn)里
C. 春風(fēng)十里揚(yáng)州路D. 桃花潭水深千尺
本題以語(yǔ)文古詩(shī)詞為素材,考查了學(xué)生對(duì)速度概念的理解。要想估算速度,就需要同時(shí)明確路程和時(shí)間,所以只有選項(xiàng)B“坐地日行八萬(wàn)里”符合要求。本題融合了古詩(shī)詞的文學(xué)性和物理學(xué)的科學(xué)性,對(duì)教師今后的教學(xué)有一定的啟發(fā)。試題中融入詩(shī)詞,有助于學(xué)生感受中華文化博大精深,并加深對(duì)物理概念的理解。
1.2“物理+歷史”跨學(xué)科試題
(2022年山西中考題)如圖所示,是博物館珍藏的古代青銅“魚(yú)洗”,注入半盆水后,用雙手搓把手,會(huì)發(fā)出嗡嗡聲,盆內(nèi)水花四濺。傳說(shuō),眾多“魚(yú)洗”聲能匯集成千軍萬(wàn)馬之勢(shì),曾嚇退數(shù)十里外的敵軍。這反映了我國(guó)古代高超的科學(xué)制器技術(shù)。下列分析正確的是()。
A. “水花四濺”說(shuō)明發(fā)聲的“魚(yú)洗”正在振動(dòng)
B. “魚(yú)洗”發(fā)出嗡嗡聲不是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的
C. "“魚(yú)洗”發(fā)出的聲音只能靠盆中水傳入人耳
D. 眾多“魚(yú)洗”聲匯集改變了聲音的傳播速度
本題以古代文物“魚(yú)洗”為背景,考查了“聲”的相關(guān)知識(shí),體現(xiàn)了物理和歷史的跨學(xué)科融合?!棒~(yú)洗”發(fā)出的聲音是由“魚(yú)洗”振動(dòng)產(chǎn)生的,并且這一微小振動(dòng)通過(guò)“水花四濺”的現(xiàn)象被放大,故A正確,B錯(cuò)誤;“魚(yú)洗”發(fā)出的聲音通過(guò)空氣傳入人耳,故C錯(cuò)誤;聲音傳播的速度不會(huì)因聲音的匯集而改變,故D錯(cuò)誤。
2物理學(xué)與其他自然類(lèi)學(xué)科的跨學(xué)科試題
2.1“物理+地理”跨學(xué)科試題
(2022年寧波中考題)如圖所示是一個(gè)放置于寧波某地水平地面上的簡(jiǎn)易計(jì)時(shí)模型,圭桿垂直于底盤(pán)。下列描述錯(cuò)誤的是()。
A. 桿影的形成是由于光在均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播
B. 一天內(nèi),桿影移動(dòng)是由地球公轉(zhuǎn)造成的
C. 一天內(nèi),正午的桿影最短
D. 該模型依據(jù)桿影的方位計(jì)時(shí)
本題以我國(guó)古代計(jì)時(shí)器為情境,考查了初中物理和地理的相關(guān)知識(shí)。桿影的形成是光在均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播的結(jié)果,A正確;晝夜流轉(zhuǎn)、時(shí)辰變更是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果,地球公轉(zhuǎn)是造成四季交替的原因,B錯(cuò)誤;正午時(shí),太陽(yáng)的天頂角θ幾乎為0°,長(zhǎng)度為h的圭桿的影長(zhǎng)l=h·tanθ取一天內(nèi)最小值,C正確;該模型是依據(jù)桿影落在底盤(pán)不同區(qū)域來(lái)判定時(shí)間的,D正確。故描述錯(cuò)誤的選項(xiàng)應(yīng)選B。
2.2“物理+化學(xué)+生物”跨學(xué)科試題
(2022年衡陽(yáng)中考題)初中各學(xué)科之間有著密切的聯(lián)系,化學(xué)、生物學(xué)中也有物理知識(shí)的廣泛運(yùn)用,下列描述或說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()。
A. 甲圖中,蒸餾水的制備是利用水的汽化及水蒸氣的液化
B. 乙圖中,向下排空氣法收集氫氣是利用氫氣的密度比空氣的密度大的性質(zhì)
C. 丙圖中,橈骨在肱二頭肌的牽引下繞著肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng),可視為一種杠桿模型
D. 丁圖中,魚(yú)主要是利用了尾部和軀干部的擺動(dòng)與水的相互作用在水中游泳
物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)同屬自然學(xué)科,學(xué)科特點(diǎn)相近,知識(shí)聯(lián)系緊密。本題以化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生物現(xiàn)象為情境,考查了物態(tài)變化、氣體密度、杠桿、相互作用等物理知識(shí)。本題答案為B,由于氫氣的密度比空氣小,所以氫氣進(jìn)入試管后會(huì)“浮”在空氣上方,從而將空氣逐漸向下排出試管,最終達(dá)到讓試管內(nèi)集滿(mǎn)較為純凈的氫氣這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
3物理學(xué)與藝術(shù)體育學(xué)科的跨學(xué)科試題
3.1“物理+美術(shù)”跨學(xué)科試題
(2022年福建中考題)豐子愷的書(shū)畫(huà)簡(jiǎn)樸,富有生活氣息,描繪了人與自然和諧共生的美好景象。如圖是他的四幅作品,下列說(shuō)法中正確的是()。
A. 旭日初升——以旭日為參照物,山是靜止的
B. 齊心協(xié)力——合力的大小可以大于分力之和
C. 牧童騎?!镣艿街С至Φ氖┝ξ矬w是地面
D. 春色滿(mǎn)園——院子里花香四溢,說(shuō)明分子是運(yùn)動(dòng)的
本題將物理學(xué)科與美術(shù)學(xué)科融合,以中國(guó)著名藝術(shù)家豐子愷的四幅圖畫(huà)為素材,考查了初中物理中運(yùn)動(dòng)和力的知識(shí)。旭日初升,以旭日為參照物,山是運(yùn)動(dòng)的,A錯(cuò)誤;當(dāng)兩個(gè)分力方向相同時(shí),合力最大,此時(shí)合力大小恰好等于兩個(gè)分力之和,故合力不可能大于兩個(gè)分力之和,B錯(cuò)誤;支持力是接觸力,騎牛的牧童并未與地面接觸,所受的支持力的施力物體應(yīng)該是牛,C錯(cuò)誤;花香四溢屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,可以說(shuō)明分子是運(yùn)動(dòng)的,D正確。故本題正確答案為D。
3.2“物理+體育”跨學(xué)科試題
(2022年瀘州中考題)第二十四屆“冬奧會(huì)”于2022年2月4日至2月20日在北京和張家口成功舉辦。如圖是運(yùn)動(dòng)員在本屆“冬奧會(huì)”上參加不同比賽項(xiàng)目時(shí)的情景,關(guān)于他們比賽時(shí)所涉及的物理知識(shí),下列說(shuō)法中正確的是()。
A. 甲圖:冰刀的刀刃很鋒利是采用減小受力面積的方法來(lái)增大對(duì)冰面的壓強(qiáng)
B. 乙圖:自由滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員從空中下落的過(guò)程中,重力做功越來(lái)越慢
C. 丙圖:冰壺被運(yùn)動(dòng)員推出后速度逐漸減小,說(shuō)明了物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持
D. 丁圖:花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員所受的重力與冰面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力是一對(duì)相互作用力
體育運(yùn)動(dòng)中蘊(yùn)含很多物理知識(shí)。鋒利的冰刀減小了受力面積,增大壓強(qiáng),從而使冰刀下方的冰更容易熔化成水,在“冰”與“刀”之間形成一層水膜,減小摩擦阻力,A正確;滑雪運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中,重力不變,而豎直方向的速度越來(lái)越大,由公式P=Fv可知,重力做功越來(lái)越快,B錯(cuò)誤;冰壺被推出后速度逐漸減小,是因?yàn)楸鶋厥艿阶枇?,這說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而非維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,C錯(cuò)誤;花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員所受的重力和支持力是一對(duì)平衡力,不是相互作用力,D錯(cuò)誤。本題以冬奧會(huì)體育項(xiàng)目為材料,體現(xiàn)了物理來(lái)源于生活、應(yīng)用于生活的學(xué)科特點(diǎn),重在培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)并將物理知識(shí)學(xué)以致用的意識(shí)。
4對(duì)跨學(xué)科教學(xué)的啟示
4.1在物理教學(xué)過(guò)程中反芻生物學(xué)、地理知識(shí)
初中學(xué)段的生物學(xué)、地理課程始于七年級(jí),兩門(mén)學(xué)科中的部分知識(shí)需要運(yùn)用物理原理進(jìn)行解釋。但由于物理學(xué)科開(kāi)設(shè)時(shí)間相較這兩門(mén)學(xué)科晚一年,學(xué)生在學(xué)習(xí)兩門(mén)學(xué)科時(shí)對(duì)相關(guān)知識(shí)背后的物理原理掌握得并不到位。以江蘇地區(qū)學(xué)生所使用的教材為例,地理課題“降水的變化與分布”[2]涉及物理第二章“水循環(huán)”[3]的相關(guān)知識(shí);生物學(xué)課題“眼和視覺(jué)”[4]涉及物理“照相機(jī)與眼球視力的矯正”[5]的相關(guān)知識(shí);生物學(xué)實(shí)驗(yàn)“蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快”[6]涉及物理“摩擦力”[7]的相關(guān)知識(shí);生物學(xué)實(shí)驗(yàn)“模擬肺的呼吸”[8]涉及物理“氣體的壓強(qiáng)”[9]的相關(guān)知識(shí)等。
因此,在八年級(jí)物理教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地聯(lián)系生物學(xué)、地理中的相關(guān)知識(shí),進(jìn)行物理原理的補(bǔ)位教學(xué)。這樣既能增強(qiáng)學(xué)生跨學(xué)科融合學(xué)習(xí)的意識(shí),也能更好地助力學(xué)生在八年級(jí)期末的生物學(xué)、地理的學(xué)業(yè)水平測(cè)試。
4.2在物理教學(xué)過(guò)程中做好對(duì)化學(xué)的銜接
相比初中化學(xué)課程,初中物理課程成為“先行者”。除了本文列舉出的2022年衡陽(yáng)中考題涉及的物態(tài)變化、氣體密度的應(yīng)用外,化學(xué)學(xué)科中需要用到的物理知識(shí)還有很多,如:天平、量筒、溫度計(jì)、酒精燈等儀器的使用;利用沸點(diǎn)不同來(lái)分離氣體和石油;密度、硬度等眾多物理屬性的概念;分子動(dòng)理論的初步基礎(chǔ);密閉空間內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大小的影響因素等。[10]教師在物理教學(xué)中有意識(shí)地做好對(duì)化學(xué)的銜接,可以為學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),產(chǎn)生積極作用。
4.3在物理教學(xué)過(guò)程中樹(shù)立跨學(xué)科聯(lián)系的意識(shí)
“跨學(xué)科”不僅豐富了課程內(nèi)容的形式,也應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生形成主動(dòng)思維意識(shí)。如何培養(yǎng)和發(fā)展主動(dòng)思維意識(shí),需要教師做好潛移默化的示范和引導(dǎo)。在物理教學(xué)中,教師應(yīng)適當(dāng)多加入一些跨學(xué)科的元素,如古詩(shī)古文、歷史文物、美術(shù)作品、體育項(xiàng)目等,將這些豐富多樣的元素切入物理課題。這樣不僅可以體現(xiàn)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的課程理念,更能夠幫助學(xué)生樹(shù)立跨學(xué)科思考的意識(shí),提升跨學(xué)科分析問(wèn)題的能力。[11]
5總結(jié)
中考不只是選拔,更是一種導(dǎo)向。作為教師,我們不應(yīng)只關(guān)注得分,還要思考變化帶來(lái)的啟示。對(duì)跨學(xué)科試題的研究,不僅能夠更好地指導(dǎo)教師在《課程標(biāo)準(zhǔn)》背景下的后續(xù)教學(xué)活動(dòng),更能夠讓學(xué)生受益,最終實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的提升。
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**基金項(xiàng)目: "本文系南京市教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“指向核心素養(yǎng)培育的初中物理‘新教學(xué)’校本化行動(dòng)實(shí)踐”(課題編號(hào):LZD/2021/23)的階段性研究成果之一。