全球氣候變化與生態(tài)治理的緊迫性要求教育領(lǐng)域深化生態(tài)文明理念的滲透。《中國教育現(xiàn)代化2035》明確提出將生態(tài)文明教育納入國民教育體系，物理新課標亦強調(diào)科學態(tài)度與責任這一核心素養(yǎng)，要求學科教學引導學生理解物理規(guī)律背后的生態(tài)倫理價值。初中物理作為研究能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)運動規(guī)律的基礎(chǔ)學科，其知識體系與能源開發(fā)、污染治理等生態(tài)議題具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)。然而，當前初中物理教學中生態(tài)文明教育常停留在知識表層，缺乏從認知到行動的完整路徑設(shè)計。北師大版初中物理教材以實踐性與問題鏈為特色，深度融入生態(tài)元素，為學科融合提供載體。本文通過解構(gòu)教學內(nèi)容，提煉實驗探究、實踐活動與跨學科案例分析的滲透路徑，旨在為新課標下初中物理教學實現(xiàn)生態(tài)文明教育目標提供理論依據(jù)與實踐參考。

一、生態(tài)文明教育融入初中物理教學的時代訴求與學科適切性

（一）時代訴求

在全球氣候變化、環(huán)境污染與能源危機交織的背景下，生態(tài)文明建設(shè)已成為國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心議題。我國明確提出碳達峰、碳中和目標，并頒布《中國教育現(xiàn)代化2035》《中小學德育工作指南》等政策文件，強調(diào)將生態(tài)文明教育納入國民教育體系，培養(yǎng)青少年良好的生態(tài)文明行為習慣。學校作為生態(tài)文明理念傳播的主陣地，承擔著知識傳授和價值觀塑造的關(guān)鍵使命。初中階段是學生價值觀形成的關(guān)鍵時期，而物理學科作為研究物質(zhì)運動規(guī)律、能量轉(zhuǎn)化與自然現(xiàn)象的基礎(chǔ)學科，與能源開發(fā)、環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展等生態(tài)議題存在天然聯(lián)系。例如，能源轉(zhuǎn)化效率的計算、噪聲與光污染的成因分析、可再生能源技術(shù)的原理等知識點，均能直接映射到生態(tài)文明的科學認知與倫理反思中。因此，將生態(tài)文明教育融入初中物理教學，既是響應(yīng)國家生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略的必然要求，也是學科服務(wù)社會發(fā)展、培養(yǎng)未來公民生態(tài)責任的內(nèi)在使命。

（二）學科適切性

從學科屬性來看，物理課程不僅是探索自然規(guī)律的工具，更是科學與人文融合的實踐載體。新課標提出了科學態(tài)度與責任這一核心素養(yǎng)，要求學生在理解物理規(guī)律的基礎(chǔ)上，形成熱愛自然、保護環(huán)境、遵守科學倫理的自覺行為，這與生態(tài)文明教育“知情意行”統(tǒng)一的目標高度契合。北師大版初中物理教材以實踐性與問題鏈為導向，通過實驗探究、實踐活動、跨學科案例分析等方式，將生態(tài)議題融入學科知識體系。其中，在實驗探究方面，通過學生實驗和探究活動，將生態(tài)問題轉(zhuǎn)化為可量化、可操作的物理變量，引導學生理解生態(tài)議題的科學本質(zhì)；在實踐活動方面，通過設(shè)計任務(wù)和實踐項目，推動學生將物理知識轉(zhuǎn)化為解決生態(tài)問題的行動力；在跨學科案例分析方面，通過知識鏈接和問題鏈設(shè)計，打破學科壁壘，引導學生從多學科視角綜合理解生態(tài)系統(tǒng)的復雜性[]。

二、生態(tài)文明教育在初中物理教學中的滲透路徑

（一）以實驗探究為載體的認知滲透

教師應(yīng)依托實驗探究，將生態(tài)問題轉(zhuǎn)化為可量化、可驗證的物理規(guī)律，強化學生對生態(tài)議題的科學認知。教師在教學中可遵循以下路徑。

1.以實驗數(shù)據(jù)驗證生態(tài)問題的科學本質(zhì)

為了引導學生從物理規(guī)律中提取生態(tài)問題的科學依據(jù)，教師需要引導學生開展實驗，從實驗中獲取數(shù)據(jù)，并基于實驗數(shù)據(jù)對生態(tài)問題的科學本質(zhì)進行驗證。通過這種方式，教師可以在潛移默化中滲透生態(tài)文明教育，增強學生對生態(tài)文明的認知。例如，在九年級全一冊第十章第六節(jié)“燃料的利用和環(huán)境保護”的教學中，教師可以組織學生開展比較煤、酒精燃燒放熱的實驗。通過測量燃料質(zhì)量、放熱量及燃燒后二氧化碳的生成量，建立熱值與碳排放的定量關(guān)系。學生從數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，單位質(zhì)量煤燃燒釋放的二氧化碳量顯著高于酒精。通過這一實驗，教師可以引導學生意識到化石能源的高污染特性，使學生理解“雙碳”目標下“減煤增氣”的科學邏輯，從而奠定生態(tài)認知的理性基礎(chǔ)。

2.以模擬實驗分析生態(tài)問題的形成機制

在驗證生態(tài)問題的科學本質(zhì)的基礎(chǔ)上，學生還要奠定生態(tài)認知的理性基礎(chǔ)。教師需要引導學生開展模擬實驗，讓學生在模擬實驗中分析生態(tài)問題的形成機制，通過物理現(xiàn)象來模擬生態(tài)問題的動態(tài)過程，幫助學生理解污染傳播的物理機制。例如，在八年級下冊第八章第五節(jié)“流體壓強與流速的關(guān)系”的教學中，教師可以借助吹紙實驗來模擬氣流運動規(guī)律：兩張平行紙張在氣流作用下相互靠近，類比工業(yè)煙肉排放的廢氣在流速差異下擴散的現(xiàn)象。學生通過觀察紙張的運動軌跡，分析霧霾顆粒物隨氣流擴散的路徑，進而理解工業(yè)區(qū)布局與城市主導風向的關(guān)聯(lián)性。這一模擬實驗將抽象的污染擴散機制具象為可觀測的物理模型，能引導學生從科學視角審視污染治理的底層邏輯。

3.以跨學科數(shù)據(jù)設(shè)計生態(tài)問題的解決策略

為使學生學會從科學視角審視污染治理的底層邏輯，教師需要結(jié)合物理實驗與跨學科知識，引導學生提出基于科學規(guī)律的生態(tài)優(yōu)化方案。在跨學科數(shù)據(jù)的支持下設(shè)計生態(tài)問題解決策略，能使生態(tài)文明教育有效滲透于生活。例如，在九年級全一冊第十章第三節(jié)“探究一物質(zhì)的比熱容”的教學中，教師可以通過沙土與水的升溫對比實驗，驗證比熱容差異對溫度變化的調(diào)控作用，并引入地理學科的城市綠地覆蓋率與地表溫度的監(jiān)測數(shù)據(jù)，揭示熱島效應(yīng)的物理成因?；诖?，學生可以提出增加城市綠化面積、推廣透水路面材料等策略，將物理規(guī)律轉(zhuǎn)化為可操作的生態(tài)降溫方案?？鐚W科學習旨在強化學生從現(xiàn)象觀察到規(guī)律總結(jié)，再到策略設(shè)計的系統(tǒng)性思維，推動生態(tài)認知從理論向?qū)嵺`的躍遷[2]

（二）以實踐活動為抓手的行動轉(zhuǎn)化

通過實踐活動，能夠推動學生從知識理解走向生態(tài)行動，將物理原理轉(zhuǎn)化為解決實際問題的實踐能力。教師在教學中可通過以下路徑實現(xiàn)行動轉(zhuǎn)化。

1.以技術(shù)實踐與生態(tài)評估結(jié)合，引導責任決策

技術(shù)實踐要求學生在技術(shù)應(yīng)用的過程中同步評估生態(tài)影響，培養(yǎng)權(quán)衡效益與成本的決策能力。例如，在八年級上冊第一章第五節(jié)“設(shè)計海水淡化裝置”的教學中，教師可以組織學生利用蒸發(fā)與冷凝原理制作簡易裝置，并同步開展海水淡化能耗與海洋生態(tài)影響的調(diào)研。學生需計算裝置能耗，分析濃鹽水排放對海洋生物的影響，提出“太陽能驅(qū)動淡化裝置 + 濃鹽水稀釋排放”的優(yōu)化方案。這一過程將技術(shù)實踐與生態(tài)評估相結(jié)合，使學生從單純解決問題轉(zhuǎn)向負責任的技術(shù)選擇，強化其在生態(tài)行動中的責任意識。

2.以現(xiàn)實場景遷移驅(qū)動問題解決，培養(yǎng)應(yīng)用能力

通過將實驗室成果遷移至真實生態(tài)場景，推動學生從實驗操作者轉(zhuǎn)變?yōu)閱栴}解決者。例如，在八年級上冊第三章第三節(jié)“制作隔音箱”的教學中，教師可以引導學生在測試海綿、泡沫等材料的隔音性能后，進一步開展校園周邊噪聲源調(diào)查，繪制噪聲分布熱力圖。學生需基于數(shù)據(jù)，結(jié)合聲學知識設(shè)計綠化帶隔音方案，并模擬方案實施后的噪聲衰減效果。這一過程打破了實驗室與真實場景的界限，使學生從材料性能測試跨越至生態(tài)規(guī)劃實踐，體現(xiàn)了知識應(yīng)用的現(xiàn)實價值。

3.以系統(tǒng)性規(guī)劃與團隊協(xié)作，推動技術(shù)落地

通過復雜任務(wù)的系統(tǒng)性設(shè)計與團隊分工，培養(yǎng)學生從技術(shù)設(shè)計到工程落地的綜合實踐能力。例如，在九年級全一冊第十六章第三節(jié)“能源：危機與希望”的教學中，教師可以開展校園光伏發(fā)電可行性研究項目，要求學生分組完成以下任務(wù)：技術(shù)組主要負責測量不同傾角下太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率，建立數(shù)學模型；生態(tài)組主要負責評估光伏板安裝對校園植被采光和鳥類活動的影響；經(jīng)濟組主要負責核算設(shè)備成本與減排效益。最終，學生整合三組數(shù)據(jù)形成《校園光伏發(fā)電方案報告》，并模擬向校方提案。這一項目將物理知識、生態(tài)評估與工程管理相結(jié)合，能使學生體驗從技術(shù)設(shè)計到社會實施的完整鏈條，深化生態(tài)行動的全局觀[3]。

（三）以跨學科案例分析為橋梁的系統(tǒng)思維建構(gòu)

跨學科案例分析能引導學生突破單一學科的認知局限，構(gòu)建理解生態(tài)問題的多維視角與系統(tǒng)思維。教師在教學中可依托以下路徑，促進學生生態(tài)思維的進階發(fā)展。

1.構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的復雜性認知

通過物理規(guī)律與其他學科知識的交織分析，幫助學生理解生態(tài)問題的多因素相互作用機制。例如，在九年級全一冊第十章第三節(jié)“探究一一物質(zhì)的比熱容”的教學中，教師可以整合物理實驗數(shù)據(jù)（沙土與水的比熱容差異）、地理學科的城市地表覆蓋類型分布圖以及氣象部門的溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建“比熱容一地表材質(zhì)一熱島效應(yīng)”的三維關(guān)聯(lián)模型。學生通過繪制城市熱島強度與綠化覆蓋率的相關(guān)性曲線，發(fā)現(xiàn)當綠地面積占比超過 30% 時，熱島效應(yīng)強度顯著降低。這種跨學科分析，打破了“單一變量決定論”的思維定式，使學生理解生態(tài)系統(tǒng)是能量流動、物質(zhì)循環(huán)與空間結(jié)構(gòu)協(xié)同作用的復雜網(wǎng)絡(luò)。

2.培養(yǎng)技術(shù)方案的批判性思維

在跨學科問題解決中，引導學生識別技術(shù)方案的生態(tài)效益與潛在風險，形成辯證評估能力。例如，在八年級上冊第一章第五節(jié)“設(shè)計海水淡化裝置”項目中，教師可以設(shè)置矛盾情境：某海島社區(qū)計劃采用反滲透技術(shù)進行海水淡化，但高能耗設(shè)備將增加柴油發(fā)電量，導致碳排放上升。學生需綜合物理學科、環(huán)境科學以及經(jīng)濟學的成本效益分析，構(gòu)建兼容淡水產(chǎn)量、能耗、碳排放、運營成本的評估框架。通過模擬辯論，學生會發(fā)現(xiàn)盡管太陽能驅(qū)動方案初期投資較高，但整體碳排放量比柴油方案降低更多，從而逐漸形成技術(shù)可行性、生態(tài)可持續(xù)性、社會經(jīng)濟可接受性的系統(tǒng)思維范式[4]。

3.激發(fā)創(chuàng)新性生態(tài)解決方案

依托跨學科知識遷移，鼓勵學生改進現(xiàn)有生態(tài)治理模型，發(fā)展創(chuàng)造性問題解決思維。例如，在九年級全一冊第十六章第三節(jié)“能源：危機與希望”的光伏發(fā)電項目中，教師可以要求學生結(jié)合物理學的光電轉(zhuǎn)換效率公式、生態(tài)學的生物共生理論，重新設(shè)計校園光伏板布局。有學生提出“仿生樹形光伏陣列”：將光伏板排列成樹木分枝形態(tài)，既能通過傾角優(yōu)化提升平均發(fā)電效率，又能為攀緣植物提供生長空間，使裝置同時發(fā)揮發(fā)電、遮陽、生態(tài)修復三重功能。此類創(chuàng)新實踐表明，跨學科思維能突破傳統(tǒng)技術(shù)路徑依賴，催生“物理規(guī)律驅(qū)動、生態(tài)需求導向”的原創(chuàng)性解決方案。

4.深化生態(tài)價值觀的批判建構(gòu)

在跨學科案例深度研討中，引導學生反思技術(shù)應(yīng)用的倫理邊界，樹立科學理性與生態(tài)倫理相統(tǒng)一的價值觀，使學生超越工具理性，形成“技術(shù)為生態(tài)服務(wù)”的價值立場。例如，在分析八年級下冊第九章“機械和功”中水力發(fā)電站機械效率優(yōu)化案例時，教師可以拓展討論：某水電站通過渦輪機改造提升了發(fā)電效率，但導致下游河道流速加快，破壞魚類洄游通道。學生需綜合流體力學、生態(tài)學以及倫理學，撰寫水電站改造的生態(tài)倫理評估報告。通過模擬討論，學生意識到純粹追求效率可能引發(fā)生態(tài)失衡，真正可持續(xù)的方案需在效率提升、生態(tài)擾動、社會福祉間尋找動態(tài)平衡點[5]。

三、總結(jié)

綜上所述，生態(tài)文明教育在初中物理教學中的滲透路徑，體現(xiàn)了學科知識與社會議題融合的創(chuàng)新設(shè)計。教師可以通過三大路徑實現(xiàn)目標：其一，以實驗探究為紐帶，將生態(tài)問題轉(zhuǎn)化為可量化的物理規(guī)律，強化學生的科學認知；其二，以實踐活動為載體，推動知識向生態(tài)行動的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學生的社會責任感；其三，以跨學科案例分析為橋梁，整合物理規(guī)律與地理、生物學等學科的數(shù)據(jù)，塑造學生的系統(tǒng)性生態(tài)思維。

[參考文獻]

[1］王強.初中物理教學融入生態(tài)文明教育探析[J].中小學教學研究，2024，25（6）：63-67.

[2]付庭松，蔡武德，“雙碳”背景下生態(tài)文明教育在初中物理課程的滲透及教學建議［J]，基礎(chǔ)教育研究，2024（15）：59-62.

[3］陳國貞.初中物理教學中生態(tài)文明教育的滲透[J].數(shù)理化解題研究，2020（20）：77-78.

[4」施玉丹.初中物理教學中如何滲透生態(tài)文明教育[J].數(shù)理化解題研究，2020（20）：61-62.

[5」祝文秀，黃致新.初中物理教學中如何滲透生態(tài)文明教育[J].湖南中學物理，2019，34（8）：16-18.