中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2025）21-0100-03

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅關(guān)乎學(xué)生知識的積累與技能的掌握，更聚焦于學(xué)生面對復(fù)雜情境時的解決問題能力、批判性思維、創(chuàng)新意識以及社會參與度的提升.初中物理作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，其教學(xué)目的已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越單純物理定律和原理的傳授，而是致力于通過跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為他們未來的學(xué)習(xí)與生活奠定堅實(shí)基礎(chǔ).小孔成像作為物理學(xué)中一個古老而經(jīng)典的現(xiàn)象，其背后蘊(yùn)含的光學(xué)原理簡單而深刻，是引導(dǎo)學(xué)生探索自然奧秘、理解科學(xué)規(guī)律的理想素材.文章從“小孔成像儀的制作”這一具體實(shí)踐出發(fā)，分析其在核心素養(yǎng)視域下初中物理跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用價值，探討如何通過此類實(shí)踐活動，有效提升學(xué)生的知識綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新思維能力、實(shí)踐操作能力以及團(tuán)隊合作精神，以期為新時代背景下的初中物理教育提供新的思路與方法.

1核心素養(yǎng)與初中物理跨學(xué)科實(shí)踐

核心素養(yǎng)作為當(dāng)代教育體系中的核心概念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在接受各階段教育過程中，逐步積累并形成的那些對個人終身發(fā)展和社會進(jìn)步至關(guān)重要的品格與能力.這一理念超越了傳統(tǒng)教育模式中單純的知識傳授，更加注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，尤其是在面對快速變化的世界時，能夠靈活應(yīng)對、持續(xù)學(xué)習(xí)并進(jìn)行創(chuàng)新.在物理教學(xué)中，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅局限于物理學(xué)科本身的知識與技能，還涉及學(xué)習(xí)過程中的方法論、情感態(tài)度與價值觀的塑造，這些構(gòu)成了物理學(xué)科核心素養(yǎng)的多元維度.

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將跨學(xué)科實(shí)踐作為課程內(nèi)容的一級主題，這標(biāo)志著我國基礎(chǔ)教育課程改革正向著更綜合、更注重實(shí)踐的方向邁進(jìn).跨學(xué)科實(shí)踐鼓勵學(xué)生跨越物理學(xué)科界限，與數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物、信息技術(shù)等學(xué)科進(jìn)行深度融合，共同解決復(fù)雜問題1.例如，通過設(shè)計并實(shí)施一個涉及物理原理（如能量轉(zhuǎn)換）、化學(xué)反應(yīng)（如電池的工作原理）、生物應(yīng)用（如人體能量代謝）和信息技術(shù)（如數(shù)據(jù)收集與分析）的綜合項目，學(xué)生不僅能夠加深對各領(lǐng)域知識的理解，還能在實(shí)踐中鍛煉跨學(xué)科整合能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力.

跨學(xué)科實(shí)踐不僅是對學(xué)生知識綜合運(yùn)用能力的挑戰(zhàn)，更是對他們學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的全面培養(yǎng).它要求學(xué)生跳出單一學(xué)科框架，學(xué)會從不同角度審視問題，運(yùn)用多學(xué)科知識綜合分析，從而培養(yǎng)適應(yīng)未來社會需求的復(fù)合型人才2.此外，跨學(xué)科實(shí)踐還促進(jìn)了教師間的交流與合作，推動教學(xué)方法的創(chuàng)新，為構(gòu)建開放、多元、包容的教育生態(tài)提供有力支撐.

2小孔成像儀的制作

小孔成像是一種經(jīng)典的物理現(xiàn)象，其原理是利用光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的特性.小孔成像儀的制作過程不僅涉及物理學(xué)中的光學(xué)知識，還融入數(shù)學(xué)、工程技術(shù)和藝術(shù)等多個學(xué)科領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)

2.1 基本定義與原理

小孔成像指的是當(dāng)用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕（或墻體）與物體之間時，屏幕上就會形成一個倒立的實(shí)像[3」.具體來說，當(dāng)光線從物體發(fā)出，穿過小孔并投射到屏幕上時，由于小孔的限制，只有來自物體某一部分的光線能夠通過，并在屏幕上形成對應(yīng)的光點(diǎn).這些光點(diǎn)隨著光線的繼續(xù)投射，逐漸在屏幕上構(gòu)建起物體的倒立影像.這個影像是實(shí)像，意味著它可以在屏幕上被清晰地觀察到，并且與物體本身具有相似的形狀和比例，但方向相反

2.2 小孔成像的特點(diǎn)

在“小孔成像儀的制作”中，幫助學(xué)生充分認(rèn)識小孔成的像是倒立的實(shí)像，實(shí)像是指能在光屏上承接的像.像的大小與距離關(guān)系：當(dāng)光源（物體）遠(yuǎn)離小孔時，像逐漸變??；當(dāng)光源（物體）靠近小孔時，像逐漸變大；當(dāng)光屏（屏幕）遠(yuǎn)離小孔時，像逐漸變大；當(dāng)光屏（屏幕）靠近小孔時，像逐漸變小.像的形狀與光源關(guān)系：當(dāng)小孔較小時，像的形狀與光源的形狀有關(guān)，與孔的形狀無關(guān).例如，若光源是太陽，則光斑是圓形的，若光源是 F 形光源，則光斑是 F 倒立的光斑

2.3 材料準(zhǔn)備與制作

制作小孔成像儀的材料包括圓柱形紙筒、白紙、鉛筆、剪刀、透明膠帶、雙面膠、蠟燭和打火機(jī)等.具體制作步驟如下：（1）用鉛筆在紙上畫出兩個比紙筒底面大一些的正方形并剪下來；（2）在其中一個正方形上剪一個小孔，直徑小于 0.5mm ;（3）用透明膠和雙面膠把兩個正方形分別粘到同一個紙筒的兩邊，其中有小孔的正方形作為成像屏；（4）把另一個紙筒粘到成像屏的旁邊以遮光，更利于觀察到小孔成像；（5）把小孔對著點(diǎn)燃的蠟燭，調(diào)整紙筒和蠟燭的高度，使蠟燭的火焰、小孔和成像屏的中心大致在一條直線上.

2.4 跨學(xué)科實(shí)踐內(nèi)容的融入

“小孔成像儀的制作”中融入物理、數(shù)學(xué)、工程技術(shù)和藝術(shù)等多個學(xué)科領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo).首先，通過小孔成像儀的制作和觀察，學(xué)生可以深入理解光的直線傳播原理，以及小孔成像的基本規(guī)律，能夠提高學(xué)生對初中物理知識的認(rèn)識.其次，在測量小孔直徑、計算成像屏與蠟燭之間的距離等過程中，學(xué)生可以運(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行精確的計算和測量.最后，在制作過程中，學(xué)生既需要運(yùn)用工程技術(shù)知識，如紙筒的裁剪、粘貼和固定等，以確保成像儀的穩(wěn)定性和成像效果，又可以利用小孔成像儀進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作，如拍攝不同形狀和顏色的物體，觀察其成像效果，從而培養(yǎng)藝術(shù)審美和創(chuàng)新能力

2.5 核心素養(yǎng)的提升

通過小孔成像儀的制作和跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生的核心素養(yǎng)得到了顯著提升.學(xué)生掌握了小孔成像的基本原理和制作方法，同時學(xué)會了運(yùn)用多學(xué)科知識進(jìn)行實(shí)踐操作，在制作過程中經(jīng)歷了提出問題、設(shè)計方案、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果討論等科學(xué)研究過程，培養(yǎng)了其科學(xué)探究能力和解決問題的能力.更重要的是，學(xué)生在跨學(xué)科實(shí)踐中體驗(yàn)到了科學(xué)研究的樂趣和成就感，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣和自信心，同時培養(yǎng)了團(tuán)隊合作精神和創(chuàng)新意識

3 真題實(shí)練一一小孔成像儀的制作

小孔成像的奇妙之處在于，它并不依賴于復(fù)雜的透鏡系統(tǒng)或光學(xué)元件，而僅僅依靠一個小孔和一塊屏幕.這種簡單而直觀的成像方式，使得小孔成像在科學(xué)教育、藝術(shù)創(chuàng)作以及日常生活中都有著廣泛的應(yīng)用.例如，在物理課堂上，教師可以通過小孔成像實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解光的直線傳播原理；在藝術(shù)創(chuàng)作中，藝術(shù)家可以利用小孔成像的原理來創(chuàng)作獨(dú)特的攝影作品或光影藝術(shù)；在日常生活中，我們也可以通過觀察小孔成像來感受光學(xué)現(xiàn)象的神奇和魅力.此外，小孔成像還與現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)有著密切的聯(lián)系.例如，在天文觀測中，科學(xué)家們常常利用小孔成像的原理來制作天文望遠(yuǎn)鏡的遮光板，以減少雜散光的干擾并提高觀測的清晰度.這些應(yīng)用都充分展示了小孔成像原理的重要性和實(shí)用性.通過中考物理題中有關(guān)小孔成像的實(shí)戰(zhàn)演練，也能體會到“小孔成像儀的制作”在核心素養(yǎng)下初中物理跨學(xué)科教學(xué)的奧妙之處.

真題1早在戰(zhàn)國時期，我國古代著名教育家、思想家墨子就在研究小孔成像的現(xiàn)象.如圖1所示，他用蠟燭作為光源，在木板上鉆一個小孔，發(fā)現(xiàn)光線透過小孔在墻壁上形成一個倒立的像，下列說法正確的是（ 9

圖1真題1圖

A.蠟燭在墻上形成的像是虛像B.木板上的小孔一定要是圓形的C.小孔成的像一定是放大的D.小孔成像現(xiàn)象能說明光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播

選項分析小孔成像時，蠟燭在墻上形成的像是實(shí)際光線匯聚而成的，是實(shí)像，故A錯誤；小孔成像時，對小孔的要求是要小，不要求形狀一定是圓形的，故B錯誤；小孔成的像大小由物距和像距決定，可以放大，也可以縮小，故C錯誤；小孔成像現(xiàn)象是由于光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播而形成的，故D正確.

真題2如圖2所示，小明同學(xué)在課外按如圖所示的裝置做小孔成像實(shí)驗(yàn)，初步得出像的特點(diǎn)是倒立等大的像.現(xiàn)在，他想在半透明紙上看到一個放大的燭焰像，正確的做法是（ ）.

A.保持其他條件不變，換一根燭焰更大的蠟燭B.保持其他條件不變，將小孔擴(kuò)大至直徑約為 3cm

C.保持其他條件不變，將小孔由三角形改成圓形D.保持其他條件不變，適當(dāng)縮短燭焰到小孔的距離

圖2真題2圖

選項分析做小孔成像實(shí)驗(yàn)時，成倒立等大的像，若想在半透明紙上看到一個放大的燭焰像，正確的做法是保持其他條件不變，適當(dāng)縮短燭焰到小孔的距離，使?fàn)T焰所成的像變大，故D正確；若更換更大的蠟燭、擴(kuò)大小孔的直徑和改變小孔的形狀都不能在半透明紙上成放大的燭焰像，故A、B、C錯誤

4結(jié)束語

在核心素養(yǎng)視域下，初中物理跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的探索不僅是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的革新，更是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、激發(fā)創(chuàng)新思維的重要途徑.以“小孔成像儀的制作”為例，它不僅讓學(xué)生深刻理解了光的直線傳播這一物理原理，還通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)與實(shí)踐，鍛煉了他們的動手能力、問題解決能力和團(tuán)隊協(xié)作能力.展望未來，在核心素養(yǎng)的引領(lǐng)下，通過跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的深入實(shí)施，一定能夠培養(yǎng)出更多具備創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新時代人才，為社會的進(jìn)步和發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量

參考文獻(xiàn)：

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[責(zé)任編輯：李 璟]