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2022年4月，教育部印發(fā)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”），在課程內(nèi)容中增加了跨學(xué)科實(shí)踐這個(gè)一級(jí)主題，包括物理學(xué)與日常生活、物理學(xué)與工程實(shí)踐、物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展，凸顯了物理實(shí)踐對(duì)建構(gòu)物理觀念、認(rèn)識(shí)物理規(guī)律、領(lǐng)會(huì)其內(nèi)涵及相互聯(lián)系的重要作用。課標(biāo)基于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，倡導(dǎo)教師引導(dǎo)學(xué)生開展跨學(xué)科實(shí)踐，進(jìn)行創(chuàng)新探索，以培養(yǎng)和提高他們的各種能力。

新時(shí)代的物理教師要做創(chuàng)造者，而非知識(shí)“搬運(yùn)工”，應(yīng)守好、用好實(shí)驗(yàn)教學(xué)主陣地，切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量。筆者嘗試將理論教學(xué)融于實(shí)驗(yàn)生活化創(chuàng)新中，解決少數(shù)教師或多數(shù)學(xué)生未能深度參與的難題，喚醒師生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視，建構(gòu)師生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ嵘w系。在跨學(xué)科實(shí)踐中以解決真實(shí)生活問題為目標(biāo)，筆者從物理與日常生活、物理學(xué)與工程實(shí)踐、物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展三個(gè)維度，打開基于物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新生活化的新視角，以機(jī)械型和智能型自動(dòng)停水裝置的設(shè)計(jì)與制作為例，提出太陽能熱水器、魚缸、水箱等真實(shí)情境中自動(dòng)停水的簡(jiǎn)潔方案，以提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)功底、實(shí)驗(yàn)意識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，進(jìn)一步落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求。筆者融合創(chuàng)新與生活化模式，針對(duì)自動(dòng)停水裝置的設(shè)計(jì)與制作，在杠桿、滑輪的生活化應(yīng)用中制作機(jī)械型裝置；在液位傳感器、繼電器、控制模塊的生活化應(yīng)用中制作智能型裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停水功能，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)機(jī)械型和智能型裝置進(jìn)行比較。筆者堅(jiān)持素養(yǎng)導(dǎo)向開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過跨學(xué)科實(shí)踐解決問題，突破物理教學(xué)難點(diǎn)，讓學(xué)生感受創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)生活化實(shí)驗(yàn)的意義，切實(shí)體味參與其中的幸福。

一、物理教師要牢牢把握跨學(xué)科實(shí)踐的時(shí)代要求

新時(shí)代，物理教師增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)具有現(xiàn)實(shí)緊迫性，應(yīng)該結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)生活化的特點(diǎn)，融合多元的教學(xué)方法，構(gòu)建更多維的興趣指標(biāo)，幫助學(xué)生提高能力。

（一）深入實(shí)踐，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，提升能力——豐富精神世界

如何提升教師實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力，促進(jìn)教師積極開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)？學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)教師將教學(xué)融入實(shí)踐，在生活化情境中采用跨學(xué)科實(shí)踐模式教學(xué)，呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)器材等的創(chuàng)新和改進(jìn)。教師要把握創(chuàng)新教學(xué)的時(shí)機(jī)，在融合創(chuàng)新與生活化實(shí)踐的教學(xué)中，逐步適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展，努力使自己具有創(chuàng)新能力和管理才能。如何應(yīng)用實(shí)驗(yàn)生活化的創(chuàng)新模式？教師要具有創(chuàng)新意識(shí)，設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生興趣的模式與方法，捕捉生活中的問題（如怎樣給水箱、魚缸等上水），借助生活化情境的小問題解決知識(shí)建構(gòu)大問題。教師設(shè)置生活化問題情境，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)跨學(xué)科實(shí)踐方案，不僅可以提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，而且可以開闊教師自身的教育教學(xué)眼界。

（二）重視發(fā)展，敢于擔(dān)當(dāng)，理解教育——承擔(dān)教育責(zé)任

教師要堅(jiān)守教育本真，重視學(xué)生的發(fā)展，關(guān)注各種智能技術(shù)的融合應(yīng)用。以物理學(xué)科為例，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行生活化創(chuàng)新，更能吸引學(xué)生注意力。筆者從停水問題入手，以生活化概念拉近學(xué)生與物理的距離。物理教師要承擔(dān)起創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的責(zé)任，在傳授學(xué)科知識(shí)以外，引導(dǎo)學(xué)生重構(gòu)知識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)生活化創(chuàng)新，使教學(xué)回歸自然，融入實(shí)踐。

（三）篤信科學(xué)，堅(jiān)定信念，為人師表——引領(lǐng)人格力量

物理教師的魅力體現(xiàn)為嚴(yán)密的理性思維，超強(qiáng)的實(shí)踐能力，超凡的人格魅力。筆者對(duì)某年級(jí)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)一位具有較強(qiáng)動(dòng)手能力的物理教師能夠吸引約75%的學(xué)生的注意力，近1/3的學(xué)生表示特別有興趣并想?yún)⑴c該教師創(chuàng)設(shè)的問題情境活動(dòng)。教師篤信科學(xué)，積極開展跨學(xué)科實(shí)踐，彰顯人格魅力，有利于引導(dǎo)學(xué)生在快樂中探究。學(xué)生參與度與教師內(nèi)驅(qū)力正相關(guān)，這激勵(lì)教師設(shè)計(jì)更加“新奇特”的生活化實(shí)驗(yàn)，來引導(dǎo)學(xué)生探究。

二、在跨學(xué)科實(shí)踐中探索物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的路徑

瑞士心理學(xué)家讓·皮亞杰認(rèn)為認(rèn)識(shí)是一種以主體已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的主動(dòng)建構(gòu)。筆者基于跨學(xué)科實(shí)踐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)生活化創(chuàng)新，關(guān)注“探究運(yùn)用—解決問題”過程，提高學(xué)生探究能力，倡導(dǎo)跨學(xué)科實(shí)踐：物理學(xué)與日常生活、物理學(xué)與工程實(shí)踐、物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展。筆者引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并制作水箱、魚缸等自動(dòng)上水問題的裝置，使用杠桿和滑輪制作機(jī)械型停水裝置，用液位傳感器、繼電器、控制模塊制作智能型停水裝置，解決家庭生活問題，做對(duì)比分析，進(jìn)行內(nèi)容設(shè)計(jì)、活動(dòng)組織、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、實(shí)踐評(píng)價(jià)等多維表征（如圖1），參與實(shí)驗(yàn)探究。

（一）“好奇”與“想象”指向內(nèi)容設(shè)計(jì)的創(chuàng)造

物理教師要堅(jiān)持問題導(dǎo)向，創(chuàng)新跨學(xué)科實(shí)踐，在設(shè)計(jì)和開展生活化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)時(shí)，要強(qiáng)化對(duì)學(xué)生自主創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。筆者結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，提出水箱、魚缸、太陽能熱水器等自動(dòng)上水問題。以太陽能熱水器為例，學(xué)生通過線上研究調(diào)查，發(fā)現(xiàn)市面出售的多數(shù)裝置自動(dòng)上水依靠水位感應(yīng)器探頭來實(shí)現(xiàn)，其價(jià)格高且使用超過半年就會(huì)出現(xiàn)水箱上水不滿等問題。主要原因是水位感應(yīng)器表面積累水垢或銹蝕，造成感應(yīng)數(shù)據(jù)生成有誤，系統(tǒng)不能正常地在上滿水后關(guān)閉電磁閥門用完后打開，而是間斷地重復(fù)開或關(guān)。筆者提出生活化問題，激發(fā)學(xué)生好奇心和想象力，讓他們針對(duì)真實(shí)情境問題設(shè)計(jì)機(jī)械型停水裝置解決上述問題。在筆者的指導(dǎo)下，學(xué)生繪制了裝置結(jié)構(gòu)圖（如圖2）——施加一個(gè)靈巧的力將水管閥門關(guān)閉即可實(shí)現(xiàn)控制功能。學(xué)生用簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)解決了上水難題。生活化創(chuàng)新最大的特點(diǎn)是成本低、效果好，回歸物理本真。

（二）“融合”與“多元”感受活動(dòng)組織的綜合

教師基于跨學(xué)科實(shí)踐開展物理實(shí)驗(yàn)生活化創(chuàng)新教學(xué)，體現(xiàn)物理與生活的聯(lián)系，其方式有項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、創(chuàng)客教育等。教師要堅(jiān)守物理本真，從生活實(shí)踐中提煉問題和模型，要注重活動(dòng)組織安排，體現(xiàn)分組教學(xué)之妙。學(xué)生只有愛上動(dòng)手，才會(huì)主動(dòng)探究并解決問題。筆者引導(dǎo)學(xué)生分組探討關(guān)鍵問題：一是閥門關(guān)閉；二是滑輪和杠桿的使用；三是將力作用到閥門上。學(xué)生參照設(shè)計(jì)圖制作出機(jī)械型停水裝置，借助“鋼索—滑輪—杠桿—回水桶”這一體系實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水。對(duì)于此類實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)作為指導(dǎo)者和啟發(fā)者，主動(dòng)融入學(xué)生實(shí)踐中，與學(xué)生共同發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題。學(xué)生綜合運(yùn)用物理知識(shí)解決生活化問題，既能建構(gòu)物理知識(shí)，又能提高協(xié)作能力、交流能力和創(chuàng)新能力。授人以魚不如授人以漁。使學(xué)生在活動(dòng)中能組織、能融合、能創(chuàng)新、能合作，才是物理教育的意義所在。

（三）“個(gè)性”與“空間”表征學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的革新

物理實(shí)驗(yàn)是以生活為源頭的實(shí)踐與應(yīng)用。教師開展生活化情境創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于為學(xué)生提供個(gè)性發(fā)展的空間。教師要鼓勵(lì)學(xué)生直面問題，引導(dǎo)他們慎思審辯，解決問題。教師革新傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式，在終結(jié)性考試之外，讓學(xué)生設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題的方案，更有利于提升學(xué)生素養(yǎng)與能力。筆者在教學(xué)中從物理與工程實(shí)踐的視角出發(fā)，讓學(xué)生在制作機(jī)械型自動(dòng)停水裝置的基礎(chǔ)上，分組調(diào)查，展開研討與合作。學(xué)生用液位傳感器、繼電器、控制模塊，制作了自動(dòng)停水的智能型裝置（如圖3），通過“傳感器—控制模塊—繼電器—水泵或電磁閥”這一體系實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停水。此裝置具有智能化、簡(jiǎn)捷、易操作、靈敏度高、成本低等特點(diǎn)。筆者堅(jiān)持工程實(shí)踐理念，引導(dǎo)學(xué)生從機(jī)械型向智能型拓展，在生活化情境的體驗(yàn)中，循序漸進(jìn)構(gòu)建起解決問題的途徑，將評(píng)價(jià)貫穿跨學(xué)科實(shí)踐整個(gè)過程。

（四）“素養(yǎng)”與“能力”呈現(xiàn)實(shí)踐評(píng)價(jià)式教育

物理與社會(huì)發(fā)展視角體現(xiàn)在：教師創(chuàng)設(shè)生活化情境，讓學(xué)生設(shè)計(jì)并制作停水裝置，參與跨學(xué)科實(shí)踐，在制作解決問題所需器材的過程中，培養(yǎng)動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力。物理實(shí)驗(yàn)生活化激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提升了學(xué)生的關(guān)鍵能力和必備品格。筆者評(píng)價(jià)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生在解決問題過程中的參與程度，而非只看結(jié)果。同時(shí)，筆者還要看學(xué)生針對(duì)這一跨學(xué)科實(shí)踐問題提出的反思和利弊分析。在筆者指導(dǎo)下，學(xué)生討論后總結(jié)出機(jī)械型停水裝置的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)，智能型停水裝置的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)（見表1）。為突破局限，學(xué)生提出機(jī)械型自動(dòng)停水裝置的優(yōu)化方案：回水管處設(shè)置排水裝置會(huì)更方便，進(jìn)水和回水管道在同一處容易安裝，要對(duì)閥門關(guān)閉的契機(jī)進(jìn)行量化分析控制。智能型自動(dòng)停水裝置的優(yōu)化方案：防止線路老化、接線口松動(dòng)，加強(qiáng)傳感器外殼保護(hù)等。學(xué)生深度參與活動(dòng)，能解決基本問題，還能深入剖析并遷移應(yīng)用。

三、跨學(xué)科實(shí)踐視角下物理教學(xué)亟須提高的四方面

創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂。物理實(shí)驗(yàn)生活化創(chuàng)新能在跨學(xué)科實(shí)踐中綻放光彩。跨學(xué)科實(shí)踐和學(xué)科教學(xué)互為補(bǔ)充：從認(rèn)知加工意義上講，跨學(xué)科實(shí)踐是為解決復(fù)雜問題；中小學(xué)課程與教學(xué)中的跨學(xué)科實(shí)踐指向綜合應(yīng)用多門學(xué)科知識(shí)、技能和觀念，促進(jìn)學(xué)科之間的融通與整合。教師要增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力并將其應(yīng)用到跨學(xué)科實(shí)踐中，以創(chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)情境解決生活化問題為核心，提升學(xué)生跨學(xué)科實(shí)踐能力。教師亟須從以下四個(gè)方面優(yōu)化教學(xué)。

（一）提升智育水平，激發(fā)創(chuàng)新動(dòng)力

跨學(xué)科學(xué)習(xí)能打破學(xué)科壁壘，學(xué)生在解決實(shí)際問題過程中有效地運(yùn)用其他學(xué)科的知識(shí)，統(tǒng)整知識(shí)加深理解?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)過程是學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用和深度學(xué)習(xí)的過程，學(xué)生由淺層學(xué)習(xí)邁向深度學(xué)習(xí)。教師以生活化實(shí)踐模式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，著力培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力，促進(jìn)思維發(fā)展，激發(fā)創(chuàng)新動(dòng)力。在教學(xué)中，教師要發(fā)揮主導(dǎo)作用，把握物理學(xué)科特點(diǎn)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，備好每一堂課，上好每一堂課。

（二）革新教學(xué)方式，促進(jìn)思維發(fā)展

教學(xué)相長(zhǎng)，啟發(fā)很關(guān)鍵。在探究教學(xué)的過程中，教師課前既要指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，又要提前備好課，掌握學(xué)情。課上攻難點(diǎn)、建體系，讓學(xué)生主動(dòng)思考、自主探究。教師要融合多元智能技術(shù)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，組織跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)。教師要將工程與技術(shù)的學(xué)習(xí)聯(lián)系起來，精準(zhǔn)分析學(xué)情，精確掌握學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)，在跨學(xué)科實(shí)踐的教學(xué)中，因材施教，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。

（三）加強(qiáng)教學(xué)管理，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)

物理學(xué)科具有實(shí)驗(yàn)特質(zhì)。教師要按照課標(biāo)制訂學(xué)科計(jì)劃，優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)，注重對(duì)學(xué)生跨學(xué)科實(shí)踐能力的考查，改變僅有終結(jié)性考試的單一局面，引導(dǎo)學(xué)生漸進(jìn)地參與到實(shí)踐探究中，讓學(xué)生經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制作、解決生活化問題的全過程，培養(yǎng)協(xié)作能力。教師要設(shè)計(jì)正確合理的問題，啟發(fā)學(xué)生思考問題，自主探究，真正實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。

（四）融合教育智能，構(gòu)建科學(xué)機(jī)制

信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合必將服務(wù)社會(huì)、服務(wù)師生，促進(jìn)義務(wù)教育各學(xué)科的數(shù)字化資源體系的建立與完善。在這樣的背景下，物理跨學(xué)科實(shí)踐能夠充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。教師要從物理與日常生活、物理與工程實(shí)踐、物理與社會(huì)發(fā)展等維度，不斷探索智能與技術(shù)的融合，例如在工具與裝置從機(jī)械型轉(zhuǎn)向智能型的過程中加強(qiáng)智能型傳感器的應(yīng)用。教師需要適應(yīng)這樣的高速發(fā)展，融合應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)和資源，為建構(gòu)生活化實(shí)踐體系奠定基礎(chǔ)。

總之，教師在物理教學(xué)中探索跨學(xué)科實(shí)踐和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，更能吸引學(xué)生的眼球，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。學(xué)生設(shè)計(jì)、制作相關(guān)裝置解決生活中的問題，更好地感受物理實(shí)驗(yàn)的探究過程、思維過程，實(shí)現(xiàn)了解決問題的終極目標(biāo)。未來，教師設(shè)計(jì)基于物理實(shí)驗(yàn)的跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)，能夠在理解物理知識(shí)的前提下，關(guān)聯(lián)更多學(xué)科的知識(shí)，并融入生活中去，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活化的實(shí)際問題。教師創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)生活化模式，開展融合生活化的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)當(dāng)前的教學(xué)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

注：本文系山東省教育發(fā)展研究2022年度立項(xiàng)微課題“Phyphox賦能科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐應(yīng)用”（課題編號(hào)：FJ142）、山東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度立項(xiàng)課題“初中物理混合式教學(xué)生態(tài)區(qū)塊鏈研究”（課題編號(hào)：2020ZC074）的研究成果。

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（作者系山東省淄博市淄川第二中學(xué)教師）

責(zé)任編輯：祝元志