【摘 要】物理跨學(xué)科實踐活動應(yīng)聚焦學(xué)科育人和核心素養(yǎng)培育?？鐚W(xué)科實踐可以先初步設(shè)計活動方案，然后再不斷優(yōu)化、提升，使其能更好地促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。物理跨學(xué)科實踐活動的優(yōu)化策略有挖掘跨學(xué)科實踐活動的核心素養(yǎng)目標(biāo)，模擬真實問題解決的活動過程，設(shè)計與核心素養(yǎng)目標(biāo)一致的評價方案。

【關(guān)鍵詞】跨學(xué)科實踐；物理；活動優(yōu)化；核心素養(yǎng)；學(xué)科育人

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）在課程內(nèi)容中新增一級主題“跨學(xué)科實踐”，怎樣開展好跨學(xué)科實踐教學(xué)，培育學(xué)生的核心素養(yǎng)，成為落實新課標(biāo)的一個重要問題。新課標(biāo)實施以來，教師們設(shè)計出大量的跨學(xué)科實踐活動，然而相當(dāng)一部分活動還不能很好地落實核心素養(yǎng)。那么，怎樣對初步、尚不成熟的跨學(xué)科實踐活動加以改進優(yōu)化，使其能夠較好地落實新課標(biāo)的要求呢？本文對此進行探討。

一、跨學(xué)科實踐活動的育人功能

新課標(biāo)指出，跨學(xué)科實踐是落實物理課程育人要求的重要載體，物理教學(xué)應(yīng)發(fā)揮不同教學(xué)方式獨特的育人功能［1］42-43。那么，跨學(xué)科實踐有哪些獨特的育人功能呢？

跨學(xué)科實踐活動有利于建立物理學(xué)習(xí)與真實生活的聯(lián)系。教育要培養(yǎng)面向未來的人才，學(xué)生步入社會時面臨的生活實踐中的真實問題是不分學(xué)科的，且解決問題時往往需要從不同角度、運用綜合思維來分析處理。在物理教學(xué)中，如果學(xué)生沒有跨學(xué)科實踐的經(jīng)歷，只解決經(jīng)過學(xué)科“過濾”后的習(xí)題，只是單純地從學(xué)科角度考慮真實問題的一個側(cè)面，或僅用單一學(xué)科知識和邏輯考慮問題，就會導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)逐漸脫離真實問題解決的過程，不能有效發(fā)展學(xué)生進入社會所必須的問題解決能力。為此，《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確要求，加強知識學(xué)習(xí)與學(xué)生經(jīng)驗、現(xiàn)實生活、社會實踐之間的聯(lián)系，注重真實情境的創(chuàng)設(shè)，增強學(xué)生認識真實世界、解決真實問題的能力［2］。在物理課程中，跨學(xué)科實踐具有跨學(xué)科性和實踐性特點，與日常生活、工程實踐及社會熱點問題密切相關(guān)，能讓學(xué)生經(jīng)歷類似真實問題解決的過程，從而加強物理的學(xué)科育人功能。

跨學(xué)科實踐活動有利于培育學(xué)生的核心素養(yǎng)。分科教學(xué)有利于學(xué)生快速建構(gòu)學(xué)科知識，形成較完整的知識體系。但在分科教學(xué)中，學(xué)生解決的常常是模型化的、結(jié)構(gòu)良好的、紙面上的問題，這些問題提供了解題的各種條件，過濾了無關(guān)信息，一般情況下有單一的解題思路和標(biāo)準(zhǔn)答案。這樣單純的解題會讓學(xué)生難以經(jīng)歷觀察生活并從中提出問題的過程，從真實問題中抽象建構(gòu)物理模型的過程，多角度分析解決問題的過程，以及從不同視角反思評估問題解決方案的過程。不難發(fā)現(xiàn)，跨學(xué)科實踐活動可以為學(xué)生提供機會經(jīng)歷上述過程?？鐚W(xué)科實踐旨在發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科運用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生積極認真的學(xué)習(xí)態(tài)度和樂于實踐、敢于創(chuàng)新的精神［1］34，可以與分科教學(xué)形成互補，發(fā)揮培育學(xué)生核心素養(yǎng)的獨特育人價值。

二、物理跨學(xué)科實踐活動的迭代優(yōu)化

在現(xiàn)實教學(xué)中，跨學(xué)科實踐活動的設(shè)計常常難以做到一步到位，教師可以先提出初步的活動方案，然后在初步方案的基礎(chǔ)上不斷改進、提升。

以“估測引體向上的拉升功率”為例，這原本是初中物理一道常見的紙筆練習(xí)題，教師將其轉(zhuǎn)化為學(xué)生的跨學(xué)科實踐活動，初步方案設(shè)計如下：

教師引導(dǎo)學(xué)生分組用體重秤測出質(zhì)量m，用刻度尺測出拉升距離h（估測為手臂長度），用電子秒表測出連續(xù)做5個引體向上的拉升過程的時間t，然后利用P=5mgh/t估算功率。該活動指向新課標(biāo)對跨學(xué)科實踐要求中的“物理學(xué)與日常生活”，涉及物理、體育、生物等學(xué)科，核心素養(yǎng)目標(biāo)為物理觀念中的運動和相互作用觀、能量觀，科學(xué)思維中的模型建構(gòu)，科學(xué)探究中的證據(jù)等。

該初步方案雖然略顯粗糙，但比起原來的紙筆練習(xí)題已經(jīng)體現(xiàn)出很大進步。從改進優(yōu)化的思路設(shè)計并完善物理跨學(xué)科實踐活動，教師們就會發(fā)現(xiàn)，跨學(xué)科實踐活動開展起來并不難，相關(guān)資源也很多，可以先初步提出活動方案，然后再不斷打磨、改進、提升，使其能越來越好地促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

三、物理跨學(xué)科實踐活動的優(yōu)化策略

教師可以針對初步方案，先進一步挖掘核心素養(yǎng)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷類似真實問題解決的過程，然后設(shè)計評價方案促進核心素養(yǎng)目標(biāo)落實，不斷完善教、學(xué)、評一致的活動方案。下面仍以“估測引體向上的拉升功率”為例，分析物理跨學(xué)科實踐活動的優(yōu)化策略。

（一）挖掘核心素養(yǎng)目標(biāo)

明確跨學(xué)科實踐活動的核心素養(yǎng)目標(biāo)，對發(fā)揮其獨特的育人功能至關(guān)重要?？鐚W(xué)科實踐活動中涉及的知識、技能較容易列出，難點在于核心素養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)計與挖掘。教師可以在初步方案的基礎(chǔ)上，進一步分析情境中蘊含的思維過程、探究過程、問題解決過程等，深度挖掘跨學(xué)科實踐活動蘊含的核心素養(yǎng)，并將其準(zhǔn)確、具體地轉(zhuǎn)化為學(xué)生在活動中要發(fā)展的核心素養(yǎng)目標(biāo)。

“估測引體向上的拉升功率”初步方案中，將運動和相互作用觀、能量觀、模型建構(gòu)、證據(jù)等核心素養(yǎng)作為目標(biāo)，但目標(biāo)還比較籠統(tǒng)、不夠具體。模糊的素養(yǎng)目標(biāo)可能導(dǎo)致核心素養(yǎng)的培育停留在口號上，無法落實為學(xué)生的實際獲得。

以模型建構(gòu)為例，用P=5mgh/t估算功率是理想模型，但初步方案僅讓學(xué)生按教師建構(gòu)好的模型做簡單測量和計算，并沒有讓學(xué)生經(jīng)歷從真實引體向上拉升過程到理想物理模型的建構(gòu)過程。學(xué)生會使用理想模型進行計算，就等于發(fā)展了模型建構(gòu)思維嗎？模型建構(gòu)思維有哪些特征？為準(zhǔn)確理解模型建構(gòu)思維，教師查閱文獻后發(fā)現(xiàn)，模型是對客觀事物、現(xiàn)象、過程或系統(tǒng)的簡約化、抽象化表征；在研究真實問題時，常常通過抓住主要因素、忽略次要因素來建構(gòu)理想模型；模型有其適用條件。［3］在學(xué)習(xí)模型的本質(zhì)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，教師深入分析“估測引體向上的拉升功率”活動，發(fā)現(xiàn)用P=5mgh/t估算功率時，假設(shè)拉力等于人受到的重力，忽略了拉升速度變化時拉力和重力不相等。只有近似勻速直線運動時才能假設(shè)拉力等于重力［4］，因此用P=5mgh/t估測功率的方案適用于靜力式引體向上，不適用于擺動式引體向上。基于上述分析，結(jié)合新課標(biāo)要求，進一步將模型建構(gòu)思維的目標(biāo)具體化為“能用學(xué)過的物理模型研究生活中的問題，并分析模型適用的條件”。

再以能量觀為例?！肮β省痹谛抡n標(biāo)中屬于“能量”一級主題下的內(nèi)容，但初步方案僅涉及功率的知識點，似乎還沒有上升到能量觀。怎樣從估測功率走向更上位的能量觀呢？為拓展思路，教師進一步挖掘“估測人運動功率”的真實意義：現(xiàn)實生活中有人測量人運動的功率嗎？為什么要測量？教師查閱文獻得知，體育學(xué)科中有測量“無氧功率”并用其反映人體無氧運動能力的研究（運動中人體肌肉的無氧代謝供能系統(tǒng)提供ATP的極限能力，表示肌肉在磷酸原和糖酵解供能條件下的做功能力［5］），而引體向上是一種無氧運動?；谏鲜鲂畔?，進一步將能量觀目標(biāo)具體化為“能基于能量觀，從物理學(xué)視角對體育、生物等相關(guān)學(xué)科問題開展初步探究”。

案例中，為提升活動育人價值，教師在初步方案基礎(chǔ)上繼續(xù)深入挖掘“估測引體向上的拉升功率”蘊含的核心素養(yǎng)培育價值。挖掘核心素養(yǎng)目標(biāo)的路徑有兩點：（1）深入探討并理解初步方案提出的核心素養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)涵，并反思初步方案能在多大程度上落實這些核心素養(yǎng)目標(biāo)。為此，教師需加強對物理核心素養(yǎng)、中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的理解與學(xué)習(xí)。（2）尋找初步方案中的活動所對應(yīng)的真實生活中的原型，如真實生活中有哪些專業(yè)的人從事類似的事？真實生活中的原型與初步方案的活動過程有哪些不同？真實原型對核心素養(yǎng)有哪些更深層次的要求？

（二）模擬真實問題解決的活動過程

想要培養(yǎng)學(xué)生認識真實世界和解決真實問題的能力，就要創(chuàng)造機會讓學(xué)生經(jīng)歷真實問題解決的過程。為此，跨學(xué)科實踐活動設(shè)計應(yīng)盡量做到以下幾點：（1）創(chuàng)設(shè)具有真實性、開放性的情境。驅(qū)動學(xué)生活動的問題或任務(wù)應(yīng)來源于真實生活，具有實際意義。問題或任務(wù)的目標(biāo)要明確，解決問題所需的條件要適當(dāng)開放，留出學(xué)生自主搜集、獲取問題解決條件的空間；問題解決的方法和路徑要適當(dāng)開放，允許不同學(xué)生自主采用不同方法、路徑來解決問題；問題的答案要適當(dāng)開放，在不違背科學(xué)規(guī)律的前提下，不同學(xué)生可以從不同學(xué)科視角、不同途徑獲取證據(jù)，得出不完全相同的結(jié)論，并交流討論。（2）引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷類似真實科學(xué)家探究、工程師實踐等的活動過程，發(fā)展學(xué)生的相關(guān)核心素養(yǎng)。（3）在活動過程中盡可能創(chuàng)造機會讓學(xué)生運用分析、評估、創(chuàng)造等高階思維。

“估測引體向上的拉升功率”初步方案僅讓學(xué)生測體重、距離和時間，然后按公式進行計算，學(xué)生利用已經(jīng)建構(gòu)好的理想模型來解決結(jié)構(gòu)良好的封閉式問題，除了應(yīng)用物理知識和基本測量技能，幾乎沒有運用高階思維的空間，這與真實問題解決的過程明顯不同。

教師在查閱相關(guān)文獻，對比真實體育研究者研究“無氧功率”的過程后，改進活動過程：（1）賦予活動真實意義。教師提出驅(qū)動問題“機器功率能反映機器性能，人做功的功率能反映身體素質(zhì)水平嗎？怎樣通過引體向上估測人的無氧運動功率？”，要求小組推選身體素質(zhì)較好的學(xué)生，以最快速度完成5個引體向上。相比初步方案中做引體向上可快可慢，測出的功率沒有實際意義，改進后測量的功率能反映無氧運動能力，學(xué)生的探究興趣更高。（2）模擬科學(xué)家的探究，開展分析、論證、評估等活動，加強活動的開放性。引導(dǎo)學(xué)生分析論證能利用P=5mgh/t估測功率的前提條件；讓學(xué)生對實際測量和得出結(jié)論的過程開展評估，分析估測誤差的產(chǎn)生原因。隨后布置拓展任務(wù)：查閱資料，了解體育、生物學(xué)科對人體運動無氧功率的研究，并討論利用引體向上測量無氧功率有哪些優(yōu)缺點。

改進后的活動，學(xué)生在真實情境中建構(gòu)理想模型，進行估測后又回到真實世界分析模型的適用性；參考體育、生物學(xué)科的真實研究過程，賦予“估測引體向上的拉升功率”現(xiàn)實意義；布置的拓展任務(wù)還能激勵有興趣的學(xué)生深入更開放的學(xué)習(xí)探討。上述活動過程為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了運用模型建構(gòu)、質(zhì)疑創(chuàng)新等科學(xué)思維以及開展科學(xué)探究的空間，創(chuàng)造機會讓學(xué)生經(jīng)歷運用多學(xué)科知識解決真實問題的過程。

（三）設(shè)計與核心素養(yǎng)目標(biāo)一致的評價方案

與核心素養(yǎng)目標(biāo)一致的評價方案，是促進跨學(xué)科實踐活動目標(biāo)得以落實的關(guān)鍵。好的評價方案能引導(dǎo)學(xué)習(xí)過程始終朝向核心素養(yǎng)目標(biāo)的達成，發(fā)揮評價導(dǎo)向和促進學(xué)生發(fā)展的作用。

設(shè)計評價方案可從以下方面入手：（1）將活動的核心素養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為具備不同水平核心素養(yǎng)的學(xué)生在具體活動中能表現(xiàn)出什么樣的行為（即能做出什么樣的事或說出什么樣的話）。目的是讓核心素養(yǎng)從目標(biāo)轉(zhuǎn)化為可觀測的外在行為表現(xiàn)，從而便于觀察和評價。那么，應(yīng)該將核心素養(yǎng)的行為表現(xiàn)分為幾個水平加以描述呢？這可以視具體情況而定，如果活動較簡單，可以分為2個水平：水平1參考初中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求水平；水平2略高，目的是引導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生挑戰(zhàn)更高的核心素養(yǎng)目標(biāo)。如果活動較復(fù)雜，可以分為3個水平：水平2參考初中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求水平；水平1略低，目的是肯定學(xué)生取得的階段性進步；水平3略高。（2）設(shè)計評價方法?？梢越Y(jié)合活動過程或?qū)W生提交的成果，觀察學(xué)生的核心素養(yǎng)表現(xiàn)。例如，通過觀察學(xué)生的小組探究、交流展示過程、回答問題過程或者學(xué)生提交的任務(wù)單、實驗報告等，對學(xué)生的核心素養(yǎng)表現(xiàn)進行評價。開展評價時，不僅要關(guān)注最終學(xué)習(xí)成果，更要關(guān)注學(xué)習(xí)過程，尤其是過程中科學(xué)思維、科學(xué)探究等的運用。（3）確定評價主體，可以是教師評、學(xué)生互評或自評。

“估測引體向上的拉升功率”要求學(xué)生提交任務(wù)單并進行小組交流展示，展示時要說明測量方案設(shè)計及理由、測量過程、測量數(shù)據(jù)及結(jié)論、反思評估等。對任務(wù)單和交流展示的評價表見表1（僅以科學(xué)思維中的模型建構(gòu)的評價為例），主要用于學(xué)生自評和教師評價。

值得注意的是，跨學(xué)科實踐活動中的評價，主要目的不在于區(qū)分學(xué)生的不同水平，而是將重點放在發(fā)揮評價的引導(dǎo)、激勵和反饋功能。表1對教師而言，可以依據(jù)行為表現(xiàn)觀察判斷學(xué)生是否達到預(yù)期的基本教學(xué)目標(biāo)；對學(xué)生而言，主要目的不是區(qū)分他們到底處于水平1或水平2，而是讓學(xué)生知道教師希望他們在活動中能達到水平1，激勵有興趣、有能力的學(xué)生挑戰(zhàn)水平2。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育課程方案（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：14.

［3］范佳午.物理核心素養(yǎng)落地課堂的校本教研探索［J］.物理教學(xué)探討，2022（4）：1-3，13.

［4］那樹森，劉靜民.擺動和靜止引體向上技術(shù)的力學(xué)分析［J］.體育科研，1997（3）：11-14，17.

［5］文心靈，霍志瑜，蘭慧杰.無氧功率測試方法對比［J］.體育世界（學(xué)術(shù)版），2016（12）：180，182.

（責(zé)任編輯：潘安）