初中物理跨学科学习之我见
唐艳
仁寿县汪洋镇方正初级中学校
初中物理跨学科学习实际上一直在进行着,比如物理计算时要用到数学知识,我们要区分自然界中的变化是物理变化还是化学变化等,但过去的物理跨学科学习都是不自觉的进行的。《初中物理课程标准(2022年版)》第一次从课标高度提出了跨学科学习,并且要求拿出百分之十左右时间进行跨学科学习。那么,针对物理跨学科学习,教师的教学理念有什么变化?适合农村中学进行的跨学科学习策略有哪些?新课标出台后,笔者对这些问题进行了一些学习和实践,取得了一定的成绩。现谨将这些实习和实践成果写出来,以供广大同仁参考。
一、教师要更新教学理念,正确认识物理跨学科学习
首先,物理跨学科学习可以避免知识的碎片化,有利于解决生活中的实际问题。生活中物理、化学、生物等的分科教学都是人为设立的,它的一个不可避免的后果就是知识的碎片化。跨学科学习既是一种基于综合性和实践性的学习理念,也是一种以综合性和实践性为特征的学习方法,它可以避免知识的碎片化,有利于解决生活中的实际问题。比如,要研究一个简单的吃饭问题,实际上就涉及到物理学中的机械运动,也涉及到生物化学反应和消化等生理学知识。
在研读初中物理新课标时,有位专家提出了一个惊人的新观点:“单一学科的问题往往是假问题。”对于物理学科确实如此,我们的很多问题其实是为了检验学生的某项物理知识而“设计”的,生活中往往不会真遇到这种问题。比如当我们问:登山运动员登上海拔5000米的高峰后,为什么饭不容易煮熟?这样的问题,就是为了检验“随着海拔高度的增加,液体的沸点就会降低”这一知识点,至于登山队员是否真会这样做,我们不得而知。
其次,物理跨学科学习的关键是既要能跨出去,又要能跨回来。所谓跨出去,是指运用其他学科的知识,运用数学的、化学的、生物的知识去解决物理问题;所谓跨回来,是指运用其他学科知识和生活经验的目的,是要解决物理学科的问题。如果处理不好这种关系,就会跨学科的形式搞得热热闹闹,但物理知识没有到手。
再次,跨学科学习要注意发挥学习共同体的作用。受习近平人类命运共同体思想的影响,我探索了物理学习共同体的建设,这实际上是传统的小组学习方式的发展。小组学习往往由邻近两桌同学组成,也可以由学习水平相近的同学组成,而一个学习共同体中,每一个学科至少有一名较为拔尖的学生,这样,在进行跨学科学习时,便于取长补短,共同进步。在跨学科学习中,学习共同体是执行学习任务的基本单位。
二、适合农村初中生开展的物理跨学科学习策略
1、初中物理与语文的跨学科学习。初中物理要准确叙述实验现象,要准确理解物理应用题,学完一章后要进行学习得失总结,离不开准确把握说明语言的特点,离不开对说明方法的把握,这实际上是初中物理与语文的跨学科学习。这里简单谈一下初中物理写作。比如一次期末质量检测后,王位中等水平的学生作了以下学习小结:“这次期末检测,我获得了B等,基本达到了学习目标,尤其是选择题得分率达百分之八十,这说明对基本概念、公式的把握比过去有进步。但物理实验时,把线路接错了,这说明我对串、并联电路的知识掌握不牢固,计算题也出现了公式运用正确,解方程计算错误的现象。我要向老师请教,向学习共同体中物理好的同学请教,把没学好的知识补上,作一个不在同一个地方跌倒两次的好学生”。从这位同学的总结中,我们可以看到,语文作为“百科之母”在物理学习中的重要性。
2、初中物理与数学的跨学科学习。数学与物理存在学科交叉的现象是师生们早有的共识,现在提出跨学科学习,不过是增加认识这种共识的自觉性。初中物理中的公式表示,其实是数学中代数式知识的运用,初中物理中的计算题,实际上是运用求代数式的值、方程的解法的知识。初中物理中研究的许多规律,比如在额定电压下,电流与电阻关系的规律,又如在不同温度下,物体溶解度变化的规律,实际上要运用到函数及其图像的知识,所以在教师引导、学生自发组织的学习共同体中,应该至少有一名数学基础较好的同学。比如在运用热平衡规律Q吸=Q放解决实际问题时,其中的数字往往有小数,其中牵涉到的解方程知识,许多学生也是容易犯错的。在物理课题中,适当复习相关的数学知识,可以促进学生对物理知识更透彻地理解,更正确的运用。
3、初中物理与生物、化学等学科的跨学科学习。如前所述,生活中的问题往往是跨学科的。比如我曾指导学生研究生活中的钓鱼现象:钓鱼时动力臂是手臂,阻力臂是钓竿,所以拉鱼时实际上是一个阻力臂远大于动力臂的费力杠杆。前不久,农村曾发生钓鱼竿上扬时,接触到电线让人受重伤的现象,在这一现象中,牵涉到导体和绝缘体的知识,也牵涉到在电击下人体器官的反应等生物学知识。在研究“提重物”这个人体中的杠杆时,也是一种物理学科与生物的跨学科学习。
在生活中,物理和化学等学科跨学科学习的现象也很常见。如为了培养学生的乡土文化情结,我曾给学生介绍,我的家乡从三国时代就盛产铁,用所产铁铸的刀剑,能斩金断玉,削铁如泥,因此东晋时这里曾设冶官县。然后分析,炼铁实际上是铁矿石的还原反应,铁矿石的破碎,铁的淬火降温实际上是水汽化要吸引大量热的物理学知识。一次家乡文化教育过程,实际上是物理与历史、化学的跨学科学习过程。
4、联系生活实际体验物理学知识,其实也是一种跨学科学习。联系生活实际体验物理学知识,可以学以致用,提高学习物理的兴趣。如利用乒乓球演示浮力知识,教育学生人体的密度大致与水相当,人在落水情况下,只要不胡乱挣扎就不容易下沉,把物理中的浮力知识运用于学生安全教育,这实际上是生活中的跨学科学习。又如讲“扩散”时,让学生嗅倒在盘子中的酒精、醋的味道,用嗅觉常识体验蒸发与扩散,这实际上是物理与生理学科的跨学科学习。
总之,物理跨学科学习是运用拿来主义的态度,用其他学科的知识和学习方法,为学生学习物理知识,培养物理能力服务。对于这个较新的领域,我们要不断开辟新途径,创造新方法,并从中享受到教育教学这种创造性劳动的乐趣。