[摘 要]物理學科與其他學科有著密切的聯(lián)系，文章以初中物理“物態(tài)變化”章節(jié)為例，探討了跨學科研究的意義和策略。結合語文知識的古詩諺語展示了物態(tài)變化知識的美觀；結合現(xiàn)實中燒水壺的設計原理展示了物態(tài)變化知識的實用性；結合農(nóng)學歷法的知識闡述了物態(tài)變化對古代農(nóng)業(yè)發(fā)展的指導意義；結合地理地形地勢知識，形象地展示了物態(tài)變化的原理。

[關鍵詞]跨學科；初中物理；物態(tài)變化；教學探究

初中物理是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要學科之一，而跨學科研究則是融合多學科知識的教學方法，有助于提高學生的學習興趣和學科綜合能力。針對初中物理中的“物態(tài)變化”章節(jié)，文章探討跨學科研究在該章節(jié)中的意義和策略，以期拓寬學生的視野，提升學生的學習效果。

一、初中物理跨學科研究的意義

傳統(tǒng)的物理教學往往以理論知識為主，忽略了物理與其他學科的緊密聯(lián)系和相互影響。而跨學科教學則能夠將不同學科的知識進行整合，使學生能夠從多種角度去認識物理，提高學生的學科綜合能力和創(chuàng)新思維。以初中物理教材中“物態(tài)變化”章節(jié)為例，通過跨學科教學可以進一步拓展學生的知識視野。通過與化學的結合，可以幫助學生了解物質(zhì)在不同物態(tài)間的轉換過程。物態(tài)變化涉及物質(zhì)的分子運動以及分子間的相互作用，而這些概念正是物理和化學共同關注的內(nèi)容。通過跨學科教學，學生可以更深入地理解溶解、冰的融化、水的沸騰等現(xiàn)象，同時了解物質(zhì)在不同物態(tài)間轉換的原理。如，討論水的蒸發(fā)過程，可以引入加熱、加糖、鹽等條件，使學生能夠通過實驗或案例，觀察到物質(zhì)的狀態(tài)變化，加深對物態(tài)變化原因的理解。

通過與生物的結合，可以幫助學生了解物態(tài)變化對生命活動的重要性。生物體在高速運動過后會產(chǎn)生大量熱量，從而加劇水分的代謝，對水分需求增加。通過跨學科教學，學生可以進一步理解物質(zhì)對生命活動的影響，培養(yǎng)學生對于物質(zhì)變化的觀察力和思考力。

跨學科教學可以激發(fā)學生的創(chuàng)造力和實踐能力。例如，結合生物學角度可以討論動物在各種環(huán)境條件下物態(tài)變化的適應策略，地理學角度可以討論不同地區(qū)的物態(tài)條件對物質(zhì)狀態(tài)的影響。通過實驗設計、數(shù)據(jù)分析等實踐活動，可以培養(yǎng)學生實際運用物理知識的能力，提高解決實際問題的能力。

二、物理跨學科研究

（一）結合古詩諺語，激發(fā)學生的“物態(tài)變化”學習興趣

在初中物理跨學科教學中，結合古詩諺語是激發(fā)學生學習興趣的有效策略之一，通過引用古詩諺語，可以使抽象的物理物態(tài)變化概念形象化，并通過情感共鳴激發(fā)學生的學習熱情。如，教師在教學時就可以引入“北國風光，千里冰封，萬里雪飄”這一句古詩，讓學生在唯美的意境中感受物態(tài)變化之美，激發(fā)學生的學習興趣。這一描寫既蘊含了物理知識，也帶給人們獨特的美感。從物理知識的角度來看，“北國風光，千里冰封，萬里雪飄”反映了冰的凝固和水的凝結過程。在極寒的北方，溫度驟降，水分子的熱運動減緩，逐漸形成冰晶結構。冰的形成是物質(zhì)從液態(tài)向固態(tài)轉變的典型示例，涵蓋了物理學中固液相態(tài)轉化的知識。空中的雪屬于氣體凝華現(xiàn)象，雪變成冰經(jīng)歷了融化和凝固兩個過程（見圖1）。

這句詩所描繪的景象在審美上引發(fā)了人們的共鳴和贊賞。冰天雪地、漫天大雪的畫面給人一種寧靜、潔白和純凈的感覺。北方地區(qū)的嚴寒冰雪與其他季節(jié)和地域的差異顯著，激發(fā)了人們對氣候變化和地理環(huán)境的好奇，讓人們意識到自然界的多樣性。

此外，在課堂上，教師還可以借助多媒體，向學生展示這句詩營造的畫面，組織學生開展小組討論，讓學生自由發(fā)言，分享自己對物態(tài)變化的理解和體驗。教師可以給予學生積極的反饋和鼓勵，促使學生更加主動地參與到學習過程中。在這個過程中，引用古詩諺語作為啟發(fā)和引導，可以拓寬學生的思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力和想象力。在教學結束后，教師可以通過讓學生自主制作展板、設計小作品等形式，展示他們對“物態(tài)變化”這一主題的理解和運用。在這個過程中，可以要求學生使用古詩諺語來說明他們的作品，以展示他們對古詩諺語在物理教學中的理解和應用。

（二）結合燒水壺的設計原理，提升學生“物態(tài)變化”的應用能力

物理教學不僅要關注學生的物理成績，更要關注學生對知識的運用，應用能力是物理教學的核心能力之一。生活中有許多物態(tài)變化的現(xiàn)象，通過對物態(tài)變化現(xiàn)象的分析能夠提升學生的應用能力。文章通過引入燒水壺的設計原理，如，水加熱的物理過程、加熱片的材料、被覆層的作用等，可以幫助學生理解水的沸騰過程和液態(tài)到氣態(tài)的物態(tài)變化，同時提升學生對于物態(tài)變化的應用能力和工程設計思維。

教師可以通過實驗的方式讓學生親自探索燒水壺的設計和運作原理。讓學生設計實驗，觀察不同材質(zhì)、不同形狀或不同尺寸的燒水壺對燒水速度的影響。這樣，可以讓學生在實踐中學習物理知識，并通過實驗結果的分析和比較，深入理解燒水壺的工作原理。在教學中，結合適當?shù)膱D示和示意圖（圖2），用簡單明了的語言解釋燒水壺的工作原理。如，可通過講解燒水壺內(nèi)部加熱器的工作原理，以及燒水壺內(nèi)部產(chǎn)生的湍流現(xiàn)象，來說明水的加熱和水分子的運動帶來的溫度上升和水的沸騰。

在教學中，要幫助學生將燒水壺的設計和運作原理與相關的物理知識聯(lián)系起來。如，提醒學生燒水壺加熱器中傳熱的方式可能是通過熱傳導或輻射傳熱，并引導學生理解熱傳導或輻射傳熱的基本原理。引導學生運用物理知識解決與燒水壺相關的問題。可以設計一些思維啟發(fā)式的問題，如何提高燒水壺的效率或如何減少能量損耗等。通過解決問題的過程，學生能夠將物理理論應用到實際情境中，并培養(yǎng)運用物理知識解決問題的能力。鼓勵學生進行實際的應用練習，讓學生自己設計一個更高效的燒水壺，或者設計一個實驗來驗證燒水壺的工作原理。這樣可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐動手能力，并加深對物理知識的理解和應用。通過以上教學策略，結合燒水壺的設計和運作原理，可以提升學生對物理知識的運用能力。這樣的教學方式不僅能夠增強學生對物理知識的興趣，還能幫助學生將所學知識應用到實際生活中，并培養(yǎng)學生的科學思維和解決問題的能力。

（三）結合農(nóng)作物生長周期，幫助學生掌握“物態(tài)變化”的學習規(guī)律

春暖花開，秋風落葉，萬物的生長都是有規(guī)律的，而其中的規(guī)律就是通過水分、溫度的變化而影響萬物的漲勢。因此，水和溫度不僅是物理學需要研究的問題，也屬于生物學的研究領域。在初中物理與生物學科的結合中，可以通過掌握農(nóng)作物的生長周期，來幫助學生更好地理解和掌握“物態(tài)變化”的學習規(guī)律。在這部分知識教學中，教師可以依托于農(nóng)作物，引導學生探究農(nóng)作物的生長過程。引導學生通過觀察和實踐，了解農(nóng)作物生長的不同階段和物態(tài)變化的規(guī)律。學生可以選擇一種常見的農(nóng)作物，如小麥、玉米等，觀察其從種子發(fā)芽、生長到結果的全過程。通過觀察，學生可以發(fā)現(xiàn)植物在不同時期有不同的形態(tài)，對水和溫度的需求也是不同的，如種子的萌發(fā)、莖葉的生長、花的開放和果實的形成等。這樣的實踐活動可以生動地展示不同物態(tài)變化與植物的生長過程之間的關系。

教師還可以引導學生分析物態(tài)變化與環(huán)境因素的關聯(lián)，引導學生通過研究環(huán)境因素對農(nóng)作物生長和物態(tài)變化的影響，以探究物態(tài)變化的規(guī)律。學生可以分析光照、溫度、水分等因素對農(nóng)作物生長的影響，并結合物理知識解釋其背后的機制。例如，光照與葉片的光合作用和溫度與蒸騰作用的關系等。通過這樣的分析，學生可以理解物態(tài)變化與環(huán)境因素之間的相互影響和相互制約。在了解了這一知識后，比較不同農(nóng)作物的生長周期。讓學生了解并比較不同農(nóng)作物的生長周期和物態(tài)變化的差異?？梢赃x擇生長周期較長的農(nóng)作物（如水稻）和生長周期較短的農(nóng)作物（如豆類），讓學生通過觀察和研究，掌握不同農(nóng)作物的特點和規(guī)律。通過比較，學生可以更全面地理解物態(tài)變化與生物生長的關系。

在學習過程中，教師要引導學生將所學的物理知識與農(nóng)作物的生長和物態(tài)變化聯(lián)系起來。例如，可以探究植物對水分的吸收過程，探究生活用水可否用于灌溉、冬季時灌溉需要注意的問題等知識，幫助學生理解物態(tài)變化的規(guī)律和機制。教師可以通過實際的示例和實驗，幫助學生將所學的物理知識應用到理解植物生長和物態(tài)變化的現(xiàn)象中。通過上述結合策略，初中物理與生物學科可以相互促進，幫助學生更深入地理解和掌握“物態(tài)變化”的學習規(guī)律。這種跨學科的教學可以激發(fā)學生的興趣，加深對物態(tài)變化和生物生長的理解，并培養(yǎng)學生的科學思維和綜合運用知識的能力。

（四）結合地理地形地勢知識，幫助學生認識“物態(tài)變化”的原理

除了人為實驗之外，“物態(tài)變化”規(guī)律無時無刻不在大自然中彰顯，其中地形地勢對水分、溫度的影響是最為明顯的。因此，在教學中物理教師可以借助地理學科的相關知識，講授“物態(tài)變化”的相關原理。教師可以引導學生通過分析地理地形與氣候的關系，理解物態(tài)變化的原理。通過引入地理地形地勢的相關知識，如，氣候帶、地球自轉等，幫助學生理解物態(tài)變化的原理，如，高溫區(qū)域由于水分蒸發(fā)較快導致沙漠化的產(chǎn)生，進而加劇了動植物的死亡；高山上由于氣候變冷，水分較少，大多植物漲勢較慢等。同時，通過地形、地勢的實地考察，讓學生親身感受不同地域的物態(tài)變化。

教師可以結合水循環(huán)的概念，引導學生認識水在不同物態(tài)間的轉變過程。通過學習水的蒸發(fā)、凝結、降水和流動等過程，學生可以理解水的物態(tài)變化在水循環(huán)中的重要作用，并與地理地形和氣候變化相結合進行探究。教師可以將地理地勢和水資源的概念與物態(tài)變化聯(lián)系起來，幫助學生認識水資源的重要性和局限性。通過理解地勢對水資源存儲和分配的影響，學生可以深入思考和分析不同地區(qū)的水資源狀況和物態(tài)變化的現(xiàn)象。在學習了水的三種物態(tài)變化之后，還可以思考如何對水進行凈化，如何對鹽水進行淡化等問題，拓展學生的學習思路。進而引導學生思考人類活動對地理環(huán)境和物態(tài)變化的影響，并提倡環(huán)境保護的重要性。通過探究工業(yè)污染、森林砍伐等活動產(chǎn)生的物態(tài)變化，并理解其對地理地勢和自然生態(tài)的影響，學生能夠認識到環(huán)境保護的重要性，關注人類與地球的可持續(xù)發(fā)展。

與此同時，教師可以選取一些地理現(xiàn)象，如地震、火山噴發(fā)、洪水等，利用物態(tài)變化的原理進行解釋。例如，學生可以探究地震中巖漿的物態(tài)變化和地震帶來的熱量變化，從而理解物態(tài)變化與地理現(xiàn)象之間的關系。眾所周知，地球內(nèi)部的溫度非常高，那么海底的溫度如何呢？可以引導學生思考和探究一種測量海洋深處溫度的方法，拓展學生的學習思路。初中物理與地理學科的結合可以加深學生對物態(tài)變化原理的認識和理解。這種跨學科的教學方式能夠培養(yǎng)學生的綜合思維能力和科學探究能力，使學生不僅在物理學科上獲取知識，還能將其應用到地理學科和實際生活中，提高對物態(tài)變化和地理環(huán)境的關注和理解。

三、結語

初中物理跨學科研究在“物態(tài)變化”章節(jié)中具有重要意義，可以拓展學生對這部分知識的理解寬度和深度，還可以提升學生對這部分知識點的學習興趣，幫助學生更全面地認識物理，加強物理知識的應用能力，又為物理教學提供新的思路和方法。因此，推行跨學科研究在初中物理教學中是值得提倡和推廣的。

參考文獻：

[1]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.

[2]牛旌麗，陳靜靜，葉開婷.基于項目的初中物理跨學科實踐教學[J].安徽教育科研，2023（21）：71-72+78.

[3]歐旭升，劉作志.初中物理跨學科實踐作業(yè)的實施[J].中學物理，2023，41（14）：7-10.

[4]吉俊.基于高階思維能力的初中物理跨學科學習的實踐分析[J].數(shù)理化解題研究，2023（17）：95-97.

[5]周劍.基于生活化主題情境的初中物理跨學科實踐研究——以“家用燃氣灶故障維修”為例[J].湖南中學物理，2023，38（06）：11-14.

（責任編輯：呂研）