初中物理跨学科教学实践探究
邢颖 秦兴红
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邢颖 秦兴红,. 初中物理跨学科教学实践探究[J]. 物理进展,2024.3. DOI:10.12721/ccn.2024.157356.
摘要: 在当前教育改革的大背景下,跨学科教学作为一种新兴的教育模式,正逐渐受到教育工作者的重视。初中物理作为基础自然科学之一,其知识内容和思维方式与数学、化学、生物等学科有着密切的联系。实施跨学科教学,不仅有助于学生建立系统的知识体系,还能够促进学生综合素质的提升,激发他们对科学探究的兴趣。基于此,本文探讨了初中物理跨学科教学的优势,并分析了初中物理实施跨学科教学的有效策略,以期提升物理教学效率,促进学生综合素养与能力的提升。
关键词: 初中物理;跨学科教学;策略
DOI:10.12721/ccn.2024.157356
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前言

跨学科教学实践要求教师具备广博的知识储备和灵活的教学策略,能够跳出传统学科界限,将物理学科的教学内容与其他学科相融合,设计出富有创新性和探究性的教学活动。通过这种方式,学生可以在真实且富有意义的学习情境中,运用物理知识和方法解决问题,培养他们的批判性思维、创新能力和应用能力。因此,我们需要在教学中充分利用跨学科的优势,提供更全面和丰富的知识体验。在初中物理教学中开展跨学科教学,应以初中物理知识点为中心,向具有关联性的化学、数学、生物等学科知识内容延伸。

一、初中物理跨学科教学的优势

(一)促进知识的综合应用

跨学科教学鼓励学生将物理知识与其他学科知识相结合,解决实际问题。这种综合性的学习方式有助于学生理解物理概念的实际应用价值,增强他们将理论应用于实践的能力。

(二)拓宽学生的学习视野

通过跨学科的方式,学生能够接触到更广泛的知识领域,从而拓宽他们的学术视野。例如,物理学与历史、艺术、生物学等学科的结合,可以让学生在学习物理的同时,了解科学的发展历程、科技在艺术中的应用,以及生物体内部的物理现象。

(三)培养创新思维和解决问题的能力

跨学科教学强调学生的主动探究和创新思考,鼓励他们运用物理原理和方法去解决跨学科的问题。这种教学方式有助于培养学生的创新意识和独立解决问题的能力。

(四)增强学习的趣味性和实用性

将物理知识与其他学科内容结合,可以使学习活动更加生动有趣。例如,通过实验和项目式学习,学生可以在亲身体验中学习物理,这样的学习过程更加直观、有趣,也能更好地体现知识的实用性。

(五)提升学生的批判性思维能力

跨学科教学要求学生在不同学科之间进行比较、分析和综合,这种过程能够锻炼学生的批判性思维能力,使他们能够从多角度、多层次地审视问题。

(六)适应未来教育发展趋势

随着社会对人才综合素质要求的提高,跨学科能力变得越来越重要。通过跨学科教学,学生可以提前适应未来的学习和工作模式,为他们的未来教育和职业发展打下坚实的基础。

二、初中物理跨学科教学策略

(一)物理与化学跨学科

物理大多是宏观的,化学却是微观的,表面上发生的物理现象,本质上都是物质内在原子、分子或化合物的化学性质发生了作用。因此,在初中物理教学时,将物理知识和化学知识有机结合在一起,带领学生分别从宏观表现以及物质微观运动两个方面来进行说明,势必对学生有积极作用。

例如,在物理的运动学、动力学讲解的时候,可以结合化学学科讲授。宏观上运动学的知识,从微观来说是物质原子、分子或化合物发生了反应,释放出动能,动能做功,就使得物体发生运动。比如汽车安全气囊,其内充斥的物体是硝酸铵,硝酸铵受到撞击后会迅速分解成N2O气体,迅速碰撞,产生向外的力,从而缓冲撞击时惯性动能对驾驶员施加的向前的力,进而保护驾驶员。

(二)物理和生物跨学科

物理学科也能够和生物学科联系起来,一些物理层面的解释,同样可以利用生物领域知识去进行[1]。生物主要从细胞及以上层次的东西展开研究,生物的各项生命过程依赖于组成生物组织和生活环境的原子、分子和化合物的相互作用。

例如,在“力与运动”教学中,可以渗透讲解“生物力学”,生物力学的分析通常包括两个大的方面,一个是运动学——也就是先不谈力的因素只看关节运动的角度、速度等时间和空间的参数,二是动力学——也就是分析力与人体的相互作用。再如,在“声音”内容的教学中,我们都知道声音是声带振动产生的一种特定的波,是以波的形式来表现的。在生物方面,这也就解释了为什么动物都采用声音来远距离通信,物理结合生物,市面上开发出了骨传导耳机,不用入耳,声波引导,通过颅骨、颌骨等头部骨头的振动,从而将声音传到内耳。

(三)物理和数学跨学科

数学是一切科学研究以及项目实践的基础工具,在初中物理教学中,教师也可以和数学学科进行跨学科联动,充实学生的思想认识,同时也让课堂教学更具有趣味。

例如,在“运动”内容的教学中,匀速直线运动的xt图像是一条斜向上的直线,涉及数学“斜率”“一次函数”的相关知识,匀变速直线运动的vt图像也是一条斜向上或斜向下的直线,涉及数学“斜率”“一次函數”的相关知识。再例如“力的合成”“力的平衡”等知识,涉及数学对称、平衡、三角形等知识。再如杠杆的平衡、电压电流的计算等,物理的计算过程都是以数学的计算知识为基础和工具的。探究杠杆的平衡条件实验,使杠杆处于平衡状态中,研究悬挂重物和力臂的耦合关系,需要作图分析,也能带学生回顾数学“统计图”的基础知识[2]

(四)物理和其他学科跨学科

物理可以和历史学科结合起来,在物理的不断发展中,涌现出一个又一个的优秀物理学家,同时物理发展史也是波折的,经过历代人的艰苦努力,才能造就出物理体系[3]。例如16~17世纪是物理学发展的一个阶段,称为科学革命时期,以哥白尼、伽利略、牛顿为代表的近代科学在此时期产生。而此时社会经历了文艺复兴阶段,资本主义产生。社会意识决定了社会存在,社会存在也催动社会意识形成。正是社会背景中人们思想开放、资本发挥需要技术支持,推动物理学蓬勃发展。

物理和地理学科结合起来,一些天文现象比如日食、月食、流星等,是太阳系运动所产生的,一些地理现象比如热岛效应、温室效应、地球上水的三态变化等,都可以用物理知识去解释。

物理和语文结合起来,常表现为一些民俗谚语,这些谚语背地里都是物理现象,是古人探索自然界的表现。比如“真金不怕火来炼”,是因为金的熔点较高,不容易熔化;比如“下雪不冷化雪冷”,是因为化雪是一个熔化过程,要吸热,自然会让温度快速降低。

结语

总之,在初中物理教学中,渗透化学、生物、数学、历史、地理等知识,可讲解的内容是比较多元的,同时不需要太过深入,既可以带学生复习其他学科知识,也可以带学生做好知识铺垫,为后续学习打下基础。所以在教学实践中,教师要注意适当地模糊学科界限,消除学科间的界限,实现学科整体化教学,避免重复教学,提高教学的时效性,提高学生学习效率[4]

参考文献

[1] 于洪丹. 基于学科融合的初中物理实践活动课程开展[J]. 天津教育, 2019(27):2.

[2] 李兵. 物理探究与工程实践在初中物理教学中的融合[J]. 亚太教育, 2020(14):2.

[3] 王双双. 多学科交叉特征——初中物理与数学的整合教学探究[J]. 科学咨询, 2021.

[4] 江正平.以初中物理为主体的跨学科整合教学素养的培养[J].数理化解题研究,2020(35):2.

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