核心素养视域下高中物理跨学科教学策略

【摘

要】随着时代的不断变化以及社会的不断发展，开展跨学科教学，培养高质量复合型人才成为教学领域新的探索。物理学科具有较强的实践性和学科融合性特点，在高中物理教学中融入跨学科教学理念，不仅能充分发挥高中物理教学的优势，提升高中物理教学效果，还能培养学生的物理核心素养，促进学生的全面发展。核心素养视域下的高中物理跨学科教学应遵循生活化、驱动性、体验性原则，通过寻找合适的“融合点”，将内容交叉的不同学科知识进行提炼合并，通过某个具体的教学主题串联融合起来，从而关联学情，创设情境，开展教学。【关键词】核心素养;高中物理;跨学科教学在新课程改革的背景下，核心素养理念逐渐渗透到高中物理教学中，许多教师也尝试在课堂上渗透跨学科教学理念，但其效果并不理想。因此，为了实现培养学生物理核心素养的目标，高中物理教师应对跨学科教学的策略进行分析与研究，充分挖掘高中物理教学中的跨学科元素和资源，为社会培养具有创新思维的复合型人才，促进社会的进步与发展。一、核心素养及跨学科教学相关内容概述（一）核心素养核心素养作为国家培养人才的策略，也是新课程改革下的主要教学目标。学科核心素养是指学科教育给予学生未来发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力。从高中物理学科的角度而言，其核心素养主要包含物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度四个方面。1.物理观念涉及物质观念、运动观念、能量观念等内容，需要学生在高中物理学习中对以上多种观念进行理解与掌握，并利用这些观念解释生活问题和自然现象;2.科学思维为包含构建模型、推理论证等内容，需要学生在高中物理学习中，学会构建模型的方法，并能够从多方面对物理问题进行推理和分析，发现其中的内在规律，并大胆对其进行设想，使学生具备独立思考与探究的能力;3.科学探究主要包含问题、解释、交流等，需要学生在高中物理学科的学习中，不断提升自身的探究意识，能够敏锐地发现生活与学习中的问题，并利用正确的方法与手段解决问题，还需要学生加强与他人的交流和分享，能够将自己的探究成果展现出来;4.科学态度涉及科学本质、科学理论等内容，需要学生在高中物理学习中，主动对科学的本质进行探究，并从客观的角度对物理问题进行思考与探究，充分激发自身的好奇心与求知欲，在此过程中对科学理论和本质进行总结。（二）跨学科教学跨学科教学是指在单一学科知识难以对实际问题进行解决的时候，运用两门或是两门以上的学科知识对问题的解决方法进行思考与探究，实现学科知识的创新以及问题解决方法的融合。由于不同学者对跨学科教学概念的理解不同，“学科交叉”“综合学科”等观点发展起来并形成“跨学科融合”“跨学科渗透”等概念。“跨学科学习”概念起初是由英国科学家汉佛提出的，其认为学生在面对与生活环境相关的问题时，可以通过多领域、多学科知识融合的方式解决问题。舒美克强调学科融合在突破学科限制、拓展学生知识视野以及学习领域上具有重要的作用。二、核心素养视域下高中物理跨学科教学原则在高中物理跨学科教学中，为保证跨学科教学的质量和效率，使学生在物理课堂上得到核心素养培养以及知识视野的拓展，高中物理教师在开展跨学科教学活动的时候应当遵循生活化、驱动性、体验性原则。生活化原则是指高中物理教师在跨学科教学中，应当为学生创设生活化教学情境或是在其中融入生活化元素，借此拉近高中物理知识与生活的距离，借助实际生活加深学生对物理知识的理解与掌握;驱动性原则是指高中物理教师应当在跨学科教学的过程中重视问题驱动或任务驱动，借助问题和任务激发学生的物理学习兴趣，使学生主动探究物理问题的答案，并在解决问题的过程中得到创新意识、科学思维等方面的培养;体验性是指高中物理教师在跨学科教学中应当重视学生在课堂上的体验，采用多样化教学方法开展教学，将学生作为课堂的中心，为学生提供思考的时间和空间。三、核心素养视域下高中物理跨学科教学策略（一）与数学学科的跨学科教学在高中阶段的教学中，物理学科和数学学科之间的关系较为密切，二者之间存在学科知识与思想方法上的关联性，在高中物理跨学科教学中，高中物理教师也可以从以上两个方面出发，将高中物理跨学科教学活动落实到位，对学生的物理核心素养进行培养。1.知识方面（1）斜率。斜率作为高中物理图像中应用较为广泛的知识点，经常出现在位移时间图像、速度时间图像当中，而高中数学学科对斜率的学习要晚于高中物理学科教学。学生在高一上学期物理学习中就应用斜率，而在高二上学期数学学科才安排斜率教学。（2）矢量。矢量也就是指数学中的向量。高中物理教学中首次接触矢量是在高一上学期“位移”的学习中，并在“力的合成与分解”中进行矢量运算，而高中数学教学中对向量知识的学习在高一下学期。2.思想方面在高中物理教学中，对数学思想方法的应用相对比较多，涉及的數学思想方法有极限法、函数法、数形结合法等，数学思想方法也是高中物理学科与数学学科进行跨学科教学中的重点内容，借助数学思想方法对学生的物理思维进行引导，使其利用数学方法解决物理问题，进而加深对高中物理知识的掌握，并在此过程中对学生的物理核心素养进行培养。以人教版高中物理教材必修一第二章《匀变速直线运动的研究》为例，高中物理教师在对本章节内容进行教学的过程中，为了加深学生对匀变速直线运动速度与时间的关系的理解，高中物理教师可以在课堂上为学生布置探究性学习任务，使其对“匀变速直线运行中速度与时间的关系”进行探究，并引导学生在课堂上运用数形结合法，将抽象的物理语言转化为数学语言，再将其以直观图形的方式画出来，画出匀变速直线运行中速度与时间的关系图像，加深对相关知识的印象，快速解决相关物理问题。这一方式不仅可以让学生以更加科学的方法对物理问题进行解决，培养学生的科学思维，还能够发散学生的思维模式，使其实现传统物理思维的创新，尝试使用数学思想解决物理问题。（二）与化学学科的跨学科教学高中物理学科与高中化学学科同属于自然科学领域的学科，二者在知识点上也存在着一定的交叉性。在高中物理教学中融合化学学科的知识，实现高中学科与化学学科的跨学科教学，在向学生传授物理知识的同时，还可以帮助学生巩固化学知识，培养学生的理科思维，使其形成科学观念。例如，在人教版高中物理教材选择性必修三第四章《原子结构和波粒二象性》中“原子的核式结构模型”与人教版高中化学教材选择性必修二第一章《原子结构与性质》中的“原子结构”相关知识存在一定的关联。“原子的核式结构模型”主要是让学生对原子结构模型建立的过程以及依据进行了解，并对原子核式结构模型的主要内容进行认知;而“原子结构”涉及对原子结构的构造原理进行了解的内容，二者在教学内容上都与“原子核”相关。高中物理教师在对本课物理知识教学之前，可以对课前导入环节进行优化，借助多媒体设备将与之相关的化学知识呈现在学生的面前，使学生回忆该部分化学知识的学习，并让学生思考本节课内容與该部分化学知识的关联，让学生对二者的关联性进行探究，并用自己的语言总结出来，进而更好地开展本节课的物理教学。通过高中物理学科与化学学科的跨学科教学，实现高中物理知识与化学知识的融合，有助于学生构建科学思维，对本节课的物理知识进行分析与研究，解决相关物理问题，培养学生的物理核心素养。（三）与地理学科的跨学科教学高中物理学科和高中地理学科都是以客观事物作为研究的主体，虽然从表面上来看，物理与地理学科之间并无联系，甚至连学科属性也不相同，但是高中物理学科知识中难免会涉及地理问题，需要以地理知识为基础，实现高中物理学科与地理学科的跨学科教学，有助于学生发现物理学科与实际生活的联系，并借助地理知识解决物理问题。以人教版高中物理教材选择性必修二第二章《电磁感应》为例，其中有不少问题都涉及地磁场相关的内容，在对本章节进行教学的时候，高中物理教师可以将人教版高中地理教材必修一中有关“地球”和“地图”的知识迁移到物理教学中，以为学生布置电磁感应计算题目的方式，让学生在对题目进行思考与解决的过程中，利用地图经纬网络对距离、时间等进行计算，对高中地理知识进行充分地利用，以此为基础解决高中物理问题。高中地理学科教学中对“地球”和“地图”知识的学习主要在高一学期，而高中物理学科对“电磁感应”的学习主要集中在高二学期，在对本章节知识进行讲解的时候，正好可以对高中地理知识进行迁移，不仅能够使学生利用地理知识加深对物理知识的了解，还能够在高中物理教学中帮助学生巩固已学地理知识，起到相互促进的作用。四、关于高中物理跨学科教学的建议为了使高中物理跨学科教学达到理想的效果，高中物理教师在开展跨学科教学活动的过程中，应当做好确定“融合点”、情境创设、学情关联等方面的工作。首先，根据学生发展需要，找准“融合点”，围绕“融合点”将内容交叉的不同学科知识进行提炼、合并，以大概念或主题为基础设计出系列课程。其次，在开展跨学科教学过程中，教师应努力创设各类问题情境，引导学生通过联想、对比、分析等方式，从跨学科的角度对物理知识中的规律进行探索，并对物理真相进行深入挖掘，对学生的物理思维方式进行培养，培养学生的高中物理跨学科学习意识，这样才能够使跨学科教学的教育价值得到充分地发挥;再次，高中物理教师还需要在跨学科教学的过程中做好学情关联的工作，也就是需要对学生的物理学科学习情况进行深入的调查与了解，并让不同的学生接受不同的教育和指导，帮助其构建完善的物理知识体系，并引导其采用跨学科的学习方法完成高中物理知识的学习，实现知识的正向迁移，进而达到跨学科教学的效果;最后，高中物理教师应重