2022年4月颁布的《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》）基于核心素养的要求，对课程内容结构进行了优化，依据核心素养发展水平研制了学业质量标准，在课程内容部分突破性地增加了“跨学科实践”。这部分内容的设计旨在发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力，培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神
［1］。充分利用好“跨学科实践”活动，将有助于学生物理核心素养的培养与提升。
“跨学科实践”是《新课标》中的一级主题，含有3个二级主题和9个三级主题，具有具体的“内容要求”“学业要求”和“教学提示”，其内容具有明显的跨学科性和实践性。二级主题分别是：“物理学与日常生活”主要体现了从生活走向物理的课程理念；“物理学与工程实践”主要体现了物理学在工程技术进步中的基础作用，凸显我国科技成就，引导学生增强文化自信，树立科技强国的远大理想；“物理学与社会发展”主要体现了从物理走向社会的课程理念。二级主题下分别有相应的三级主题、样例和活动建议，给教师的教学指明了方向。
1 对跨学科实践的研究
1.1 国外跨学科研究现状
国外对跨学科概念在教学中作用的研究最早可以追溯到美国于1986年第一次提出的STEAM教育。美国于2011年发布的《K-12科学教育框架：实践、跨学科概念和核心概念》和2013年发布的《新一代科学教育标准》，主要对跨学科在教学中如何开展进行了阐述；在以主题教学的形式开展跨学科研究方面，Julie Bokor等人以庞贝氏症为主题进行教学设计，旨在让学生掌握生物学的相关概念与跨学科概念中的因果关系。韩国在2011年也开始了STEAM教育，实践教学中不断调查研究。为提升国家综合国力上升，韩国对中小学生进行了STEAM素养的培养。在国外研究中，主要侧重于跨学科概念的研究，尚缺乏相当于我国初中阶段的物理跨学科实践研究。
1.2 国内跨学科研究现状
以“跨学科”为主题在知网检索，共有55 124条结果（截至2024年1月10日），检索“初中物理跨学科”仅有197条结果。其中，发表于《新课标》颁布之后的有154条结果。
在《新课标》颁布之前，国内关于跨学科的研究起步较晚，在《新课标》颁布之后，已经有较多的实践和研究。彭前程等
［1］指出，跨学科实践并非简单的知识应用，而是从解决实际问题的角度来学习物理科学；李春密等
［2］认为，在确定跨学科实践内容时，要倾向于选择开放程度高、灵活性强的主题；蒋炜波等
［3］提出以任务驱动的方式来推动跨学科实践；《新课标》修订组核心成员黄恕伯在“义务教育课程标准（2022年版）网络培训会”中对《新课标》进行了解读，他通过一个被课标放弃的案例和课标中给出的两个案例，系统地讲述了跨学科实践的方向与实施，指明跨学科实践不是跨过物理到别的学科里，而是仍以物理为基础，兼顾其他学科，实现学科间的跨越
［4］。
根据《新课标》的新理念、新变化，课标修订组核心成员东北师范大学于海波教授与厦门市湖里区教师进修学校陈宗成老师围绕“跨学科实践”等核心问题展开深度对话，得出结论：跨学科实践的提出不仅是理念发展的需要，也是解决现实问题的需要；跨学科实践能更好地培养创新型人才和全面的科学精神；跨学科实践既不会挤占本学科的课时，也不会降低学生对本学科内容的理解程度，要以实践的框架来指导跨学科实践教学；要从跨学科融合的视野进行跨学科实践课时筹划；要基于《新课标》开展跨学科主题学习的集体备课活动
［5］。许多一线教师也依据《新课标》理念进行了一些跨学科教学的实践探索，但多数研究是以一个教学案例展开的。
从文献看，多从跨学科实践的形式、内容、方向和课时等角度进行解读与研究，但如何具体实施跨学科实践教学，如何通过跨学科实践培养学生运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力等，仍缺少详细的跨学科课程安排和教学策略。
2 跨学科实践教学课时安排
《义务教育课程方案（2022年版）》明确了各门课程用于跨学科实践的课时应不少于10%，用来撬动其他90%的课程内容，突出了对学生实践能力的要求。一个学年39个教学周，八年级新授课时间为35周，物理周课时为4节，年课时为140节；九年级新授课时间为33周，物理的周课时为5节，年课时为165节。因此，跨学科实践年课时计划为：八年级至少14节，九年级至少17节，每两周1课时。
3 跨学科实践教学主题形式
《新课标》在“课程实施”中指出，跨学科实践应与其他主题教学一体化设计，既可以独立完成，也可以穿插在其他主题中进行，使跨学科实践成为物理课程的有机组成部分
［6］。基于此，根据《新课标》中“跨学科实践”的内容要求，结合教学实际，跨学科实践教学分两条线并进，一是穿插在其他一级主题中，如“制造人工彩虹”“制作望远镜”等；二是独立完成，如“风力发电机的研究与制作”“昆明市城区空气质量调查”等。具体内容如
表1所示。
3.1 穿插在其他主题中的跨学科实践
在学习声音的特性时，融入了跨学科实践“橡皮筋乐器小制作”，学生通过小制作并用之弹奏乐曲，能够深度体验到响度、音调和音色在乐曲中的作用，从而对声音的特性有更深的理解；在学习光的色散前，进行“制造人工彩虹”跨学科实践活动，在操场上用高压水枪喷射水雾后，学生找到最佳的观测位置仔细观察“彩虹”，并用相机记录下来，再通过绘画的形式进行艺术创作，学生能形成光的色散的观念，从而提高教学效果；在学习了凸透镜成像规律知识后，开展“制作望远镜”的跨学科实践活动，学生对凸透镜成像规律的观念会有更深层次的理解；在学习大气压强时，开展“体验大气压的力量”的跨学科实践活动，通过两口不锈钢锅制成的“马德保半球”，组织学生在操场上进行拔河比赛，既能激发起学生的兴趣，也能让学生切身感受到大气压的巨大力量。在学习电磁感应现象内容时，开展“跳绳发电”跨学科实践活动，用导线当作跳绳，到操场上跳绳发电，根据灵敏电流计的示数，研究不同方向的电磁感应现象。
【案例】人工彩虹。
【问题提出】学生对彩虹有一种憧憬。城市里的学生或从书本上，或从视频里看见过彩虹，但鲜有机会见到天空中的彩虹。可能有的学生通过小喷壶喷水看到过彩虹，但这种彩虹很小，而且持续的时间一般不会太长。为了能让学生观察到较大的彩虹，笔者组织人工彩虹跨学科实践活动。
【活动目的】在学校操场上用喷水的方式成功制造出可视性较强的人工彩虹，用物理跨学科的思维探究彩虹的形成及观察“雨后彩虹”的条件，初步形成光的色散概念；鼓励学生用其他方法形成彩虹，培养学生动手操作的实践能力和知识的迁移能力；利用数学知识测量观察到的彩虹的角度，培养学生分析和解决问题的综合能力；通过绘画方式记录彩虹，培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神。
【教学思路】在活动中，根据光学相关知识探讨人工彩虹的形成和观察条件，利用数学知识测算出观察彩虹的角度条件，结合美术知识记录彩虹的形态和颜色分布顺序，最终完成人工彩虹活动。
【教学实施】
（1） “制造”大型人工彩虹。
根据昆明冬季中午太阳的方位，将制造彩虹的地点定在学校升旗台前。请专业技术人员用高压水枪朝空中喷水，学生到操场自主寻找观察彩虹的最佳位置。
（2） 彩虹的记录。
学生仔细观察彩虹，并用相机将彩虹拍摄下来，然后现场进行艺术彩虹绘制。
（3） 测算观察条件。
学生测量阳光、彩虹和观察者的空间位置，利用数学知识测算出观察彩虹的角度。
（4） 利用其他方法制造彩虹。
学生将知识进行迁移，探索用其他方法制造彩虹，如借助光盘、三棱镜、放入水中的镜子等工具。
（5） 作品的展示、交流与评价。
采用观测示意图、影像或绘画等方式对作品进行展示，并进行交流与评价。每位学生对各小组作品的创造性、科学性和艺术性等进行综合评价。
3.2 独立完成的跨学科实践
（1） 物理学与日常生活。
为深化学生对知识的理解，提升知识应用性，笔者围绕学生熟悉的场景设计初中物理跨学科实践活动。其中“增强自行车骑行舒适感的方法及原理”活动，以学生常用的自行车为载体，学生立足物理学科，结合摩擦力、压强等核心知识，分析座位大小与软硬、把手橡胶材料、轮胎气压等因素对骑行舒适感的影响，同时兼顾人体工学视角探究车辆整体结构的作用。
另一项是“家庭用电安全隐患调查及改进建议”活动，针对生活中不可或缺的用电场景，学生通过实地调查，排查出电动自行车飞线充电、闲置充电头未拔出、大功率电器违规使用、劣质导线混用等安全隐患，并结合物理知识提出针对性改进建议。
（2） 物理学与工程实践。
《天工开物》作为世界首部农业和手工业综合性科技著作，蕴含丰富物理知识，是初中物理教材、考题的重要素材来源。开展“《天工开物》中的物理知识应用”跨学科实践活动，指导学生研读文本，挖掘其中的初中物理知识，在观察与解释物理现象的过程中渗透价值观念教育，深化对中华优秀传统文化的自信。中国青铜时代的商代冶铸技术堪称巅峰，古人如何铸造精美的青铜器？在“古代青铜器冶铸模拟实验”活动中，学生通过制作范铸模具，用低熔点合金模拟冶铸，在夯实熔化与凝固物理知识的同时，体会古人智慧，增强文化自豪感。云南高山地区的路灯广泛应用风力发电装置，其原理是什么？在“风力发电机的研究与制作”活动中，学生动手制作装置并小组交流，深入理解电磁感应原理及新能源开发利用的重要意义。5G技术的普及带来了便捷通信，那么信息技术迭代对生活与社会发展有何影响？在“通信技术迭代发展的社会意义”实践中，学生通过专题学习撰写小论文，深刻体会信息技术升级对社会进步的关键作用。
（3） 物理学与社会发展。
自动驾驶技术逐步普及，其背后蕴含哪些物理知识？“汽车自动驾驶的物理知识调查”活动，引导学生紧跟科技前沿，感受物理学科的社会价值。神舟载人航天工程持续将航天员送入太空，彰显我国先进的航天技术，这对国家发展有何社会意义？在“中国航天科技发展的社会意义”实践中，学生围绕主题开展专题学习，撰写小论文并参与报告会分享，培养科学态度与责任担当。人口增长与社会发展加剧能源供需矛盾，能源短缺问题日益凸显。“社会发展中的能源问题”活动，引导学生深度探究能源与社会发展的关系，通过报告会宣传节能意识，培育正确价值观念。
4 跨学科实践的教学意义
跨学科实践是初中物理教学的重要组成部分，分为融入其他主题和独立主题两种核心形式，二者相辅相成，助力学生核心素养培育。融入式实践贯穿教学全程，紧扣具体物理知识，属“微观活动”，可自然融入课时，帮助学生感知、运用知识，深化理解并内化巩固。独立式实践以《新课标》为依据，结合校情学情设计主题，属“宏观活动”，侧重整合知识解决问题，提升综合与动手能力。在实际教学中，需统筹两种形式，兼顾日常教学与实践探索空间，实现最大育人价值，全面提升学生物理核心素养。
5 跨学科实践教学策略与建议
5.1 提高认识，积极实施跨学科实践教学
跨学科实践，不但能够有效发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的能力、动手操作和实践的能力，还能够培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神。作为一线教师，应当深入学习《新课标》，正确把握“跨学科实践”，在实际教学中积极做到跨学科实践教学，实实在在地培养学生的物理核心素养，促进学生的全面发展。切不可为了完成跨学科实践任务而在形式上跨学科，也不可为了跨学科而彻底跨出物理，全面跨进别的学科。初中物理的跨学科实践仍要以物理为主体，侧重于实践与知识运用，同时兼顾其他学科的综合应用。
5.2 因地制宜，选择跨学科实践课题
在实施跨学科实践教学时，应充分考虑到学校的校情和学情，不要好高骛远，不片面追求看起来似乎“高大上”的跨学科实践活动。只要我们细细思考，就能发现有很多可以作为适合自己校情的课题，比如地处闹市区的学校，可以指导学生搞一次学校周边噪声的调查活动，写出调查报告，组织分享会，也是一次不错的跨学科实践活动。在《新课标》“跨学科实践”的内容要求里，9条三级主题给跨学科实践指明了大致方向，11个样例对跨学科实践课题明确给予了提示，9个活动建议对跨学科实践的指导就更具体了。另外，《新课标》中跨学科实践的“教学提示”部分，也有许多素材建议可供教师参考。在进行与跨学科实践有关的教学中，应注意选择具有综合性和实践性的课题，制订合理的实践方案，引导学生进行跨学科实践，同时注意控制学生的课业负担，促进学生全面发展
［7］。
5.3 以任务驱动的方式有效实施跨学科实践
在跨学科实践教学中，以任务设计来引导和驱动学生的参与兴趣，引导学生积极参与其中，通过合理的任务设计，强调任务设计与学生的知识背景、学生兴趣点之间的联系，进而保障跨学科实践的教学效果。在任务完成过程中，各个学科的作用自然体现，教学的组织顺序也自然生成，这样的教学能够很好地规避跨学科过程中学科地位、学科时长、学科内容等方面的矛盾，让跨学科教学的融合更具可操作性
［3］。
5.4 充分开展跨学科实践后的交流活动
跨学科实践的目的除了发展学生相关能力外，还要注重培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神，也就是要通过跨学科实践培养学生的综合素质与核心素养。要注重活动总结，以设计作品、制作模型、撰写报告等多种形式呈现成果，根据物化形式的特点，组织开展成果展览、报告会、研讨会等多种方式的交流活动
［6］。因此，对于跨学科实践教学，教师不但要注重过程的育人作用，也应重视实践后的总结与交流。
6 结语
“双减”政策要求在减轻学生负担的同时提升教育教学质量。跨学科实践作为兼具实践性的教学形式，能让学生在真实情境中深化对物理知识的理解，运用知识分析并解决实际问题，快速实现知识内化、提高学习效率，无需大量机械练习即可达成良好的学习效果，有效助力“双减”落地，让学生从重复做题中解脱出来，为自我发展和核心素养提升预留空间。
实施初中物理跨学科实践需要把握的核心原则是：立足物理学科本位，不可偏重其他学科或仅停留于物理知识应用，应兼顾多学科知识开展综合实践。此外，跨学科实践多需团队协作完成任务，在教学中教师需注重激发学生的求知欲与学习热情，引导其学以致用，培养良好的学习习惯与团队协作能力。在教学中，教师需结合物理知识与学生实际设计实践活动，全面提升学生的物理核心素养。
昆明市教科规划课题“十四五”第二批规划课题“新课标背景下的初中物理跨学科实践研究”(ZG2022062)
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