摘 要:物理學(xué)科知識與數(shù)學(xué)、化學(xué)、體育、音樂、美術(shù)等學(xué)科知識之間有著密切的聯(lián)系。教師可基于這些聯(lián)系,以教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)、教學(xué)評價為切入點,有針對性地開展跨學(xué)科教學(xué)實踐,以此豐富物理教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新物理教學(xué)方式,提升物理教學(xué)效果。主要分析了初中物理學(xué)科融合教學(xué)的意義,闡述了初中物理學(xué)科融合教學(xué)的內(nèi)容,探討了初中物理學(xué)科融合教學(xué)的策略。
關(guān)鍵詞:學(xué)科融合;初中物理;教學(xué)實踐
作者簡介:任國寶(1975—),男,福建省平潭城關(guān)中學(xué)。
學(xué)科融合理念強調(diào)突破學(xué)科邊界,融合學(xué)科知識,促進學(xué)科之間的相互滲透,培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科運用知識創(chuàng)造性解決問題的能力。物理學(xué)科知識與數(shù)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科知識之間有著密切的聯(lián)系。為了讓學(xué)生深入地理解物理學(xué)科知識,教師應(yīng)采取一些行之有效的策略,可在物理教學(xué)中運用學(xué)科融合教學(xué)模式,以提升物理教學(xué)的效果。
一、初中物理學(xué)科融合教學(xué)的意義
如何讓學(xué)生觀察、思考、分析問題的角度多元化,如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、合理、有效解決問題的能力,怎樣引領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建清晰、完整的知識體系……這些,都是初中物理教師在教學(xué)過程中所面臨的問題[1]。而基于學(xué)科融合的初中物理教學(xué),能夠有效地解決這些問題。
(一)使學(xué)生的視角多元化
學(xué)生觀察、思考、分析問題的角度不同,往往會獲得不同的結(jié)果?;趯W(xué)科融合的初中物理教學(xué),能夠使學(xué)生觀察、思考、分析問題的角度多元化,讓學(xué)生更加清晰、透徹地理解問題,精準(zhǔn)地找到解決問題的切入點。
以滬科版八年級物理“長度與時間的測量”一課的教學(xué)為例,為了指導(dǎo)學(xué)生有效解決測量長度與時間的問題,教師適當(dāng)?shù)厝谌肓藬?shù)學(xué)學(xué)科的相關(guān)知識。首先,教師引領(lǐng)學(xué)生從數(shù)學(xué)視角復(fù)習(xí)千米、分米、厘米和毫米等長度單位,以及年、時、分、秒、毫秒、微秒等時間單位。接著,教師指導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)視角梳理不同長度單位、時間單位之間的換算關(guān)系。最后,教師啟迪學(xué)生從物理視角探究測量長度、時間的方法,包括用刻度尺測量長度和用秒表測量時間等。在以上案例中,教師通過融合物理學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科,讓學(xué)生對測量長度單位和時間單位的知識理解得更加深入。
(二)使學(xué)生的決策科學(xué)化
培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,是初中物理學(xué)科教學(xué)的一項基本任務(wù)。在面對學(xué)習(xí)、生活中的各種問題時,學(xué)生不僅需要深度分析問題的形成原因,而且要綜合運用所學(xué)知識做出科學(xué)決策。但是,因為部分學(xué)生綜合運用學(xué)科知識的能力較弱,所以他們存在決策欠妥的現(xiàn)象。對此,教師可通過學(xué)科融合教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)決策能力,進而提升他們解決問題的能力。
“摩擦力”是滬科版八年級物理教材中的知識內(nèi)容。在現(xiàn)實生活中,摩擦力無處不在,關(guān)于摩擦力的問題并不少,如:我們在行走時,鞋底與地面之間會產(chǎn)生摩擦力;爬樹時,手、腳與樹之間會產(chǎn)生摩擦力;騎自行車時,自行車輪胎與地面之間會產(chǎn)生摩擦力;用筆在紙上寫字時,筆與紙之間也會產(chǎn)生摩擦力……因為無處不在的摩擦力,我們在生活中會遇到各種問題、煩惱,如:在光滑的路面行走時,如何增加鞋與地面之間的摩擦力,以防滑倒;在爬樹時,如何利用手、腳與樹之間的摩擦力,使爬樹更加簡單;等等。為了引領(lǐng)學(xué)生正確認(rèn)識、清晰了解摩擦力的形成原因,恰當(dāng)?shù)剡\用摩擦力知識科學(xué)解決生活中的一些問題,教師可融入數(shù)學(xué)學(xué)科的知識,進行學(xué)科融合教學(xué)。這樣的融合教學(xué)能幫助學(xué)生更加深入地了解摩擦力,提升學(xué)生解決問題的能力。
(三)使學(xué)生的知識系統(tǒng)化
建構(gòu)清晰、完整的知識體系,是學(xué)生高效學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。如果各學(xué)科之間銜接不緊密,就會導(dǎo)致學(xué)生建構(gòu)的知識體系不夠完整、系統(tǒng)。基于學(xué)科融合的初中物理教學(xué),能幫助學(xué)生打破學(xué)科知識之間的壁壘,使學(xué)生獲得的知識系統(tǒng)化。
“走進微觀”是滬科版八年級物理教材中的知識內(nèi)容。在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時,學(xué)生需要理解分子、原子、細胞等微觀概念。為了引領(lǐng)學(xué)生更為系統(tǒng)、完整地建構(gòu)關(guān)于微觀世界的知識體系,教師可融入化學(xué)和生物學(xué)科的知識,進行學(xué)科融合教學(xué)。這樣的融合教學(xué)既能夠豐富教學(xué)內(nèi)容,又能夠使學(xué)生的知識更系統(tǒng)化。通過跨學(xué)科融合教學(xué),學(xué)生能夠更為全面、深入、透徹地理解相關(guān)知識,并逐步建構(gòu)清晰、完整的知識體系。如此一來,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率會得到明顯提升,學(xué)科核心素養(yǎng)也能得到全面發(fā)展。
二、初中物理學(xué)科融合的內(nèi)容
物理學(xué)科應(yīng)該與哪些學(xué)科融合,是初中物理教師在學(xué)科融合教學(xué)過程中應(yīng)認(rèn)真思考的關(guān)鍵問題[2]。在找準(zhǔn)物理學(xué)科與其他學(xué)科知識交叉點的基礎(chǔ)上,教師應(yīng)有的放矢地開展學(xué)科融合教學(xué)。
(一)物理學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科的融合
物理知識與數(shù)學(xué)知識之間有著密切的關(guān)系。在解決一些物理問題時,學(xué)生不僅要運用一些相關(guān)的數(shù)學(xué)知識,還需要運用一些數(shù)學(xué)方法。以這些物理問題為銜接點,教師可巧妙地在教學(xué)中將物理學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科融合。
“速度的變化”是滬科版八年級物理教材中的知識內(nèi)容。雖然速度的變化是一種物理現(xiàn)象,但是學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中已探究過相關(guān)的知識,如根據(jù)速度、時間與路程之間的關(guān)系,解決實際問題。為了降低學(xué)生在物理課堂中探究“速度的變化”知識的難度,提升學(xué)生學(xué)習(xí)這部分知識的效果,教師可適當(dāng)?shù)厝谌胂嚓P(guān)的數(shù)學(xué)知識,讓學(xué)生梳理速度、時間與路程三者之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,教師再啟迪學(xué)生進一步探究影響速度變化的各種因素,如摩擦力、重力、動力等,便能加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解。教師以物理學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科知識的交叉點為紐帶,有針對性地開展學(xué)科融合教學(xué),不僅能培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,還能幫助學(xué)生鞏固相關(guān)知識,建構(gòu)更全面、系統(tǒng)的知識體系。
(二)物理學(xué)科與化學(xué)學(xué)科的融合
物理知識與化學(xué)知識之間具有很多交叉點,如果教師能夠找到這些交叉點,并以這些交叉點為紐帶進行學(xué)科融合教學(xué),就能幫助學(xué)生建構(gòu)更為完整、清晰的知識體系,提升學(xué)生跨學(xué)科運用知識的能力。
“內(nèi)燃機”是滬科版九年級物理教材中的內(nèi)容。在探究內(nèi)燃機的工作原理時,學(xué)生不僅需要掌握相應(yīng)的物理知識,還需要了解一些化學(xué)知識。從學(xué)科融合教學(xué)的角度分析,“內(nèi)燃機”相關(guān)知識就是物理知識與化學(xué)知識的一個交叉點。從化學(xué)的角度分析,內(nèi)燃機中的燃料燃燒時,會發(fā)生化學(xué)反應(yīng);從物理學(xué)的角度分析,內(nèi)燃機中的燃料燃燒后會產(chǎn)生大量的內(nèi)能,這些內(nèi)能會被相應(yīng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機械能。
在上面的案例中,如果學(xué)生僅僅從物理學(xué)的角度分析內(nèi)燃機的工作原理,那么他們就很難理解內(nèi)燃機中內(nèi)能的產(chǎn)生原因,進而無法透徹理解內(nèi)燃機的工作原理。而化學(xué)知識的適當(dāng)融入,讓學(xué)生對內(nèi)燃機產(chǎn)生內(nèi)能的過程有了清晰的認(rèn)識,這為學(xué)生深入理解相應(yīng)知識奠定了堅實的基礎(chǔ)。
(三)物理學(xué)科與其他學(xué)科的融合
物理學(xué)科知識與體育、音樂等學(xué)科也有交集。教師應(yīng)深入挖掘物理教學(xué)內(nèi)容,尋找物理學(xué)科知識與體育、音樂等學(xué)科知識之間的交叉點,并圍繞這些交叉點,開展學(xué)科融合教學(xué)。
“聲的世界”是滬科版八年級物理教材中的內(nèi)容,在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時,學(xué)生需要理解和掌握聲音的產(chǎn)生與傳播、聲音的特性等知識。鼓、鑼、古箏、鋼琴、小提琴等樂器的發(fā)聲原理,都涉及聲音的產(chǎn)生與傳播的知識,因此在教學(xué)這部分內(nèi)容時,教師可以將物理學(xué)科與音樂學(xué)科深度融合。這樣不僅有助于學(xué)生通過不同樂器的發(fā)聲原理,更為全面、清晰地理解聲音的產(chǎn)生與傳播的知識,而且能拓展音樂知識,讓學(xué)生對各種樂器有更深入的認(rèn)識。而在教學(xué)“摩擦力”這部分內(nèi)容時,教師則可融入一些體育方面的知識,讓學(xué)生從物理學(xué)的角度分析、探究各種摩擦力對體育運動的影響。
三、初中物理學(xué)科融合教學(xué)的策略
在基于學(xué)科融合開展物理教學(xué)時,運用何種有效的方式深度融合物理學(xué)科與其他學(xué)科,是教師應(yīng)重點關(guān)注的問題[3]。
(一)在教學(xué)目標(biāo)中融合
教學(xué)目標(biāo)具有教學(xué)引領(lǐng)作用。為了更好地將物理學(xué)科與其他學(xué)科相融合,教師應(yīng)基于物理學(xué)科與其他學(xué)科之間的聯(lián)系,設(shè)計清晰、完整的教學(xué)目標(biāo),以此培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和綜合素養(yǎng)。
例如,在滬科版八年級物理“聲的世界”這一單元的教學(xué)中,教師可基于學(xué)科融合理念,將本單元的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計如下:(1)從物理學(xué)的角度探究、分析和歸納鋼琴、小提琴、鼓、鑼、號、豎笛等樂器的發(fā)聲原理;(2)從演唱歌曲、演奏樂器的角度,探究、分析歌曲的演唱技巧以及不同樂器的演奏技巧;(3)在演奏樂器、演唱歌曲的過程中,了解聲音傳播的方式,培養(yǎng)對演唱、演奏的興趣;(4)進一步探究聲音產(chǎn)生與傳播的方式。以這樣的教學(xué)目標(biāo)為引領(lǐng),學(xué)生能夠結(jié)合相關(guān)音樂知識,有效地探究聲音的產(chǎn)生與傳播方式,并對樂器、音樂產(chǎn)生濃厚的興趣。
(二)在教學(xué)任務(wù)中融合
為了更有效地培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力,教師應(yīng)基于物理學(xué)科與其他學(xué)科之間的聯(lián)系,設(shè)計一些主題鮮明、內(nèi)容豐富、形式有趣的教學(xué)任務(wù)。
以滬科版八年級物理“多彩的光”這一單元的教學(xué)為例,在教學(xué)時教師可基于光學(xué)知識與美術(shù)知識之間的聯(lián)系,設(shè)計如下教學(xué)任務(wù):(1)以素描的方式,表現(xiàn)幾個石膏幾何形體;(2)根據(jù)平面鏡成像原理,創(chuàng)作一幅美術(shù)作品。學(xué)生在完成第一個任務(wù)時,不僅需要準(zhǔn)確勾畫、描繪石膏幾何形體的輪廓,而且需要展現(xiàn)這些石膏幾何形體各部分的明暗度。如此一來,物理學(xué)科中的光學(xué)知識與美術(shù)學(xué)科中的素描知識便能夠巧妙地融合。學(xué)生在完成第二個任務(wù)時,不僅需要從美術(shù)的角度把握所成的像的輪廓,而且需要從物理學(xué)的角度運用平面鏡成像原理進行創(chuàng)作。通過這樣的教學(xué),學(xué)生能對素描技法與光學(xué)知識有更深入的理解,從不同的角度理解光學(xué)知識。
(三)在教學(xué)評價中融合
評價具有促教、導(dǎo)學(xué)的作用,是教學(xué)中不可或缺的一個環(huán)節(jié)。教師在物理教學(xué)中開展教學(xué)評價時,可在評價中融入其他學(xué)科的知識,以更好地發(fā)揮評價的促教、導(dǎo)學(xué)作用,提升學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力。
仍以“聲的世界”“多彩的光”這些內(nèi)容的教學(xué)為例,在評價時,教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)目標(biāo),對學(xué)生在教學(xué)任務(wù)中的實際表現(xiàn)進行及時、合理的評價。比如,當(dāng)學(xué)生能夠從物理學(xué)的角度理解各種樂器的發(fā)聲原理時,教師便要肯定他們的優(yōu)秀表現(xiàn),并通過評價引領(lǐng)他們進一步探究樂器的演奏方法;當(dāng)學(xué)生通過素描等教學(xué)任務(wù)對光的知識有了深入的認(rèn)識之后,教師便可通過評價進一步激發(fā)學(xué)生探究、運用光學(xué)知識的興趣。
教師在教學(xué)評價中融入其他學(xué)科的知識,能夠培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科運用知識解決問題的意識,提升學(xué)生跨學(xué)科運用知識解決問題的能力,同時提升學(xué)生的綜合思維能力。
總而言之,物理學(xué)科知識與數(shù)學(xué)、化學(xué)、音樂、體育、美術(shù)等學(xué)科的知識之間有著密切的聯(lián)系,教師應(yīng)圍繞物理學(xué)科內(nèi)容,尋找物理學(xué)科知識與其他學(xué)科知識之間的交叉點,并基于這些交叉點,有序、有效地進行學(xué)科融合教學(xué)。教師通過在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)和教學(xué)評價中融入其他學(xué)科知識,能使學(xué)生觀察、分析、解決問題的視角多元化,使學(xué)生的各種決策科學(xué)化,使學(xué)生的知識體系系統(tǒng)化,同時能促進學(xué)生多種能力的提升以及物理學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。
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