周慧

【摘要】本文總結初中物理跨學科教學中學生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育對策，以北師大版八年級物理上冊第四章“聲現(xiàn)象”的教學為例，遵循“主題提煉—目標精準—細致準備—學生實踐—多元評價”的模式，將生物、音樂、勞動等跨學科知識方法與技能，融入本單元的跨學科教學實踐之中，以促進學生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育.

【關鍵詞】初中物理；跨學科教學；創(chuàng)新素養(yǎng)

1? 主題提煉

1.1? 根據(jù)新課標確定主題范圍

主題提煉是初中物理跨學科教學的根本前提，教師應結合新課標確定主題.新課標2022版的“內(nèi)容要求”中，對跨學科教學內(nèi)容范疇進行了明確界定，同時又細化到二級主題，有諸多示例與活動建議，為跨學科教學主題明確了范圍，以確保更好地滿足新課標要求.在新課標2022版的“學業(yè)要求”中，則是基于核心素養(yǎng)維度，提出在跨學科教學中的學業(yè)評價標準，為跨學科教學目標的確定提供了依據(jù).在新課標2022版的“教學提示”中，則提供了與跨學科教學有關的策略與情境等素材，為教師合理選擇并設計跨學科主題提供了啟發(fā).北師大版八年級物理上冊第四章“聲現(xiàn)象”屬于新課標的“運動和相互作用”主題，也與學生的日常生活和社會發(fā)展以及工程實踐有著緊密的關系，因此在本單元教學中，采取跨學科實踐教學的方式引導學生學習聲音的特性.

1.2? 精心研讀教材

在根據(jù)新課標確定主題范圍的基礎上，需要精心研讀教材，尋找與其他學科的聯(lián)系.物理學科的邏輯體系較強，育人價值較高，對于學生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育有著不可或缺的作用.物理教材中有大量實驗素養(yǎng)與科學、技術、社會等內(nèi)容，為跨學科教學主題的確定提供了來源.在北師大版八年級物理上冊第四章“聲現(xiàn)象”中，將聲音的特性與音樂學的樂器進行跨學科結合，基于真實情境為培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力提供真實素材.

1.3? 緊密結合生活

物理是一門人類認知自然界物質結構、互相作用與運動規(guī)律的學科，為人們認知世界奠定了堅實的基礎，與日常生活、社會發(fā)展和自然有著緊密的關聯(lián).教師要學會觀察生活，關注社會，不斷豐富跨學科教學的素材.

“聲現(xiàn)象”一單元教學時正處于初冬，初冬的竹子有著獨特的韻味和美感.在這個季節(jié)，竹子依然保持著翠綠的顏色，但更加深沉、厚重.竹葉也開始變得硬朗，呈現(xiàn)出一種堅韌不拔的氣質.在寒風中，竹子依然挺拔、筆直，不屈不撓地矗立在那里.初冬的竹子也給人以清新的感覺，它們在雪花中變得更加潔白，與周圍的枯黃和灰色形成鮮明的對比.在初冬的陽光下，竹葉閃爍著晶瑩的光芒，仿佛在向人們展示著它的生命力.教師在分析新課標要求和研讀教材的基礎上，通過網(wǎng)購竹子制作樂器“竹哨”，以研究聲音的特性，所以本單元的跨學科教學主題是“美妙的哨聲”.確立了本單元的跨學科教學主題后，引導學生融入生物、音樂、勞動等學科的知識、方法、技能與思維方式.

2? 目標精準

2.1? “創(chuàng)新人格”素養(yǎng)的目標與路徑

為培養(yǎng)學生的“創(chuàng)新人格”素養(yǎng)，確立的素養(yǎng)目標為：（1）初冬的竹葉開始變得稀疏，竹子的質地成熟，網(wǎng)購竹子作為制作哨子的材料，以激發(fā)學生的好奇心，培養(yǎng)學生的想象力；（2）在“竹哨”制作的過程中，以及學生玩“竹哨”的過程中，培養(yǎng)學生養(yǎng)成敢為、堅持、優(yōu)秀的人格特性.

為實現(xiàn)這2個素養(yǎng)目標，其實現(xiàn)路徑為：（1）結合在初冬觀察竹子的經(jīng)歷，激發(fā)學生的探究欲望，將竹笛、普通哨子作為對比想象，促使學生內(nèi)心初步萌發(fā)制作“竹哨”的創(chuàng)意與想法；（2）在“竹哨”制作和玩過程中，學生所面臨的是陌生問題情境，需要兼顧各方面的問題，考慮出現(xiàn)的情況，并具備選擇最佳方案的意識，通過獨立思考，在嘗試和挑戰(zhàn)中，不斷發(fā)展，質疑他人的觀點；（3）在“竹哨”制作時不斷優(yōu)化，且始終做到認真專注.

2.2? “創(chuàng)新思維”素養(yǎng)的目標與路徑

為培養(yǎng)學生的“創(chuàng)新思維”素養(yǎng)，確立的素養(yǎng)目標為：（1）學生能結合設計與猜想以及自己所收集的證據(jù)，分析影響“竹哨”音調(diào)的因素，強化學生的科學推理和科學論證的科學素養(yǎng)與思維能力；（2）學生能檢驗、修正、分析不同的實驗結果，培養(yǎng)學生的質疑創(chuàng)新能力.

為實現(xiàn)這2個素養(yǎng)目標，其實現(xiàn)路徑為：（1）引導學生結合實際生活經(jīng)驗，分析和總結“竹哨”音調(diào)高低的影響因素，并提出相應的猜想；（2）設計影響“竹哨”音調(diào)高低因素的分析實驗，實現(xiàn)對控制變量這一科學思維的靈活運用；（3）運用調(diào)音器的顯示頻率，對比“竹哨”發(fā)聲時的音調(diào)高低，運用科學證據(jù)獲取科學結論；（4）對每個小組的實驗結論開展偏差分析，引導學生敢于質疑，并提出相應的見解.

2.3? “創(chuàng)新實踐”素養(yǎng)的目標與路徑

為培養(yǎng)學生的“創(chuàng)新實踐”素養(yǎng)，確立的素養(yǎng)目標為：（1）學生能在“竹哨”的音調(diào)高低影響因素分析中進行科學探究，不斷培養(yǎng)和強化學生的實驗能力；（2）學生能在制作“竹哨”的過程中鍛煉動手能力；（3）學生能運用“竹哨”吹奏樂曲，強化學生的跨學科學習能力.

為實現(xiàn)這3個素養(yǎng)目標，其實現(xiàn)路徑為：（1）學生能結合現(xiàn)象，提出對“竹哨”音調(diào)高低影響因素的猜想，再設計實驗對猜想進行驗證；（2）學生能獨立設計“竹哨”制作方案，且完成“竹哨”的制作；（3）學生能結合“竹哨”音調(diào)高低的影響因素吹奏“竹哨”，并演奏相關音樂作品.

3? 細致準備

為確?？鐚W科教學得以順利實施，教師與學生都要在課前做好精心準備.在本研究的跨學科教學活動中，教師網(wǎng)購小山竹作為材料，此時的小山竹的質地最適合做“竹哨”.教師給學生發(fā)放小山竹，利用生物知識學習竹子的結構，準備調(diào)頻儀顯示音調(diào)的高低，準備音樂《竹林風聲》，以及勞動課所需的剪刀等.而學生在觀察小山竹結構后，利用互聯(lián)網(wǎng)學習“竹哨”的制作方法，根據(jù)教師要求準備材料，熟悉制作“竹哨”的材料與工具，深化對實踐活動的理解與認知.

4? 學生實踐

4.1? 設計情境，提出問題

在細致準備的基礎上，為幫助學生解決跨學科問題，應引導學生親歷實踐.在本研究的跨學科教學中，教師給學生出示包含竹葉、竹芽、竹竿、竹根的結構圖，展示“竹哨”的成品，吹奏出響亮的聲音，引導學生思考如何制作“竹哨”.

4.2? 精心演示，科學制作

學生將課前準備的竹子擺在課桌上，動畫演示竹笛的構造，說出“竹哨”的發(fā)聲原理類似于竹笛，再按照“切—卡—削”的步驟演示，引導學生根據(jù)教師演示制作“竹哨”.

4.3? 試吹聲音，體驗聲音

當“竹哨”制作成功后，學生試吹，發(fā)現(xiàn)“竹哨”的音調(diào)不同，引導學生分析為什么“竹哨”的音調(diào)不同.學生在對比不同“竹哨”發(fā)聲的過程之后，討論分析后得出的猜想是：聲音高低可能取決于“竹哨”的長短、粗細和吹氣的速度快慢.

4.4? 方案設計，科學探究

為了找出影響“竹哨”發(fā)聲音調(diào)高低的影響因素，引導學生以實驗的方式對猜想進行驗證.在設計實驗方案時，控制變量是重點，即引導學生在設計方案時，考慮“竹哨”發(fā)聲音調(diào)的高低與竹子長短、粗細以及吹氣速度有什么關系.所以在設計實驗方案時，主要分為以下三種：一是竹子的粗細一致、長度不同，且吹氣速度一致；二是竹子的長度一致，粗細不同，且吹氣速度一致；三是竹子的粗細和長度一樣，但是吹氣的速度不同.在這三種實驗情境下，引導學生探究影響“竹哨”發(fā)聲音調(diào)高低的判斷方法.在學生判斷時，雖然學生用耳朵可以直觀判斷，但是判斷的過程較為粗略，屬于定性研究，因此存在誤判的情況較大.此時就需要借助調(diào)頻儀，獲取精準的頻率數(shù)值，使得觀察比較定量化，得到的判斷結果更加精準.

4.5? 實踐探索，增強認知

第一，為了引導學生在實踐探索中掌握“竹哨”發(fā)聲音調(diào)高低與“竹哨”長度之間的關系，分別選擇三段粗細一致、長短不一的“竹哨”，且每次的吹氣速度一致，對比3次“竹哨”的音調(diào)高低，調(diào)頻儀軟件顯示的頻率分別是411.5Hz、461.3Hz、638.4Hz，發(fā)現(xiàn)其音調(diào)呈現(xiàn)出從低到高的趨勢.最終實驗后總結發(fā)現(xiàn)，當“竹哨”粗細和吹氣的速度一致時，“竹哨”的長度越短，其所發(fā)聲音調(diào)就會越高.

第二，為了引導學生在實踐探索中掌握“竹哨”發(fā)聲音調(diào)高低與“竹哨”粗細之間的關系，分別選擇三段粗細不一、長短一致的“竹哨”，且每次的吹氣速度一致，對比3次“竹哨”的音調(diào)高低，調(diào)頻儀軟件顯示的頻率分別是282.8Hz、338.2Hz、425.4Hz，發(fā)現(xiàn)其音調(diào)呈現(xiàn)出從低到高的趨勢.最終實驗后總結發(fā)現(xiàn)，當“竹哨”長度和吹氣的速度一致時，“竹哨”的越細，其所發(fā)聲音調(diào)就會越高.

第三，為了引導學生在實踐探索中掌握“竹哨”發(fā)聲音調(diào)高低與吹氣速度之間的關系，分別選擇一段“竹哨”，且每次的吹氣速度不一致，對比3次“竹哨”的音調(diào)高低，調(diào)頻儀軟件顯示的頻率分別是623.5Hz、670.6Hz、783.8Hz，發(fā)現(xiàn)其音調(diào)呈現(xiàn)出從低到高的趨勢.最終實驗后總結發(fā)現(xiàn)，當“竹哨”粗細一致和長度一致時，吹氣速度越大，其所發(fā)聲音調(diào)就會越高.

由此可見，經(jīng)過三次實驗過程，發(fā)現(xiàn)影響“竹哨”發(fā)聲音調(diào)高低的影響因素主要有“竹哨”的長短和粗細與吹氣速度快慢.

4.6? 音樂測試，優(yōu)化實踐

教師給學生播放《竹林風聲》的樂曲，用PPT展示歌譜，運用音樂課教學方法，在帶領學生試唱的過程中，引導學生掌握節(jié)奏與音調(diào)，再結合影響“竹哨”聲音音調(diào)高低的三個影響因素進行調(diào)整和優(yōu)化，將“竹哨”作為樂曲，按照PPT展示的歌譜來吹奏《竹林風聲》，該音樂旋律簡單，每個“竹哨”的音調(diào)范圍也不同，學生經(jīng)過測試優(yōu)化后，完成對《竹林風聲》的吹奏.在吹奏時，學生主要采用以下方法：一是采用多人合作的方式吹奏，每人采用自己制作的“竹哨”，分別吹奏出一個音，六人為一個小組，在相互合作后完成對樂曲的演奏.或者是每個人用自己的“竹哨”吹奏2～3人為一個小組，完成對樂曲的合作演奏；二是采用獨立演奏的方式，每個學生獨立演奏，采取改變吹氣速度和“竹哨”發(fā)聲音調(diào)來獨奏；三是采取合奏的方式，全班學生配合，采取多種形式演奏，完成“竹哨”大合奏，在增加響度的同時獲得良好的聽覺效果.

4.7? 解釋原理，深化認知

為幫助學生深化對物理學和跨學科原理的認知，引導學生以小組為單位，梳理學習過程，總結和解釋有關物理學和跨學科原理方面的知識，深化學生的認知.其中，就物理學的范疇來看，其跨學科的原理就在于引導學生掌握音調(diào)高低的影響因素，培養(yǎng)學生的科學思維，養(yǎng)成科學探究的習慣，形成科學的態(tài)度與責任；就生物學的范疇來看，引導學生結合竹子的結構，掌握“竹哨”的結構與功能，強化學生的實踐探究能力；就音樂的視角來看，幫助學生掌握音高和長短等基本樂理，強化學生的視唱練耳能力，增強學生的審美感知，培養(yǎng)學生的藝術素養(yǎng)與創(chuàng)意實踐；就勞動的視角來看，幫助學生掌握常見的美工刀和剪刀等勞動工具的使用，讓學生在“竹哨”的制作中創(chuàng)造性地解決問題.

5? 結語

綜上所述，本文探討了初中物理跨學科教學中學生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育對策.通過將生物、音樂、勞動等學科的知識、方法、技能和思維方式融入物理教學，可以有效地促進學生的創(chuàng)新素養(yǎng)培育.通過主題提煉、目標精準、細致準備、學生實踐等環(huán)節(jié)，通過不同學科之間的融合和滲透，培養(yǎng)學生的綜合素質和創(chuàng)新素養(yǎng).希望本文的研究為初中物理跨學科教學提供一定的參考和啟示，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的人才做出貢獻.

參考文獻：

［1］朱慧瑜.探討基于學科大觀念的初中物理跨學科教學方法［J］.中學課程輔導，2023（33）：18-20.

［2］戴汝龍.基于新課標理念的初中物理“跨學科實踐”教學探索［J］.數(shù)理天地（初中版），2023（22）：54-56.

［3］丁向陽，蔡丁澄.初論系統(tǒng)構建初中物理跨學科實踐教學［J］.物理教師，2023，44（10）：42-45.

［4］張勝陽.勞動教育跨學科融合研究——以初中物理教學為例［J］.數(shù)理天地（初中版），2023（18）：27-29.