高中物理與其他學(xué)科的交叉教學(xué)的研究

劉博

【摘 要】本文針對(duì)“3+3”新高考政策剖析高中物理學(xué)和其他學(xué)科教材，以生物學(xué)為例，在知識(shí)、技能和方法等方面分析如何對(duì)物理學(xué)與生物學(xué)交叉教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】交叉學(xué)科；高中物理；教學(xué)方法

從19世紀(jì)開始確立的分科教育，在過去近200年促進(jìn)了學(xué)生對(duì)學(xué)科內(nèi)知識(shí)的掌握。隨著人們對(duì)自然現(xiàn)象的不斷深入認(rèn)識(shí)，學(xué)科間的界限漸漸模糊，各學(xué)科在方法、原理、內(nèi)容等方面的聯(lián)系也越發(fā)密切。這無形中要求教師在教學(xué)過程中，不能局限在某一學(xué)科中，而要培養(yǎng)學(xué)生的整體科學(xué)觀和綜合探究能力，因此高中教學(xué)中的學(xué)科交叉教學(xué)受到越來越多的關(guān)注。

我國(guó)高中學(xué)科交叉教育起步較晚，進(jìn)展較慢，受到各種因素的限制。例如，傳統(tǒng)學(xué)科分化思想根深蒂固，教育者知識(shí)老化、知識(shí)面窄以及固守自封，學(xué)科交叉教育的發(fā)展規(guī)模大、成本高、周期長(zhǎng)、依賴于較多部門的聯(lián)合辦公而帶來的阻礙；缺少配套的政策法規(guī)和科學(xué)合理的利益分配機(jī)制；學(xué)校的行政制度沒能在組織管理方面給予足夠的保障和支持，等等。這些因素都使得目前高中交叉教學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀并不理想。

傳統(tǒng)分科教育或早期交叉教育，教師在教學(xué)中仍然是用物理學(xué)解釋物理，用生物學(xué)理解生物，直接導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知缺陷、知識(shí)結(jié)構(gòu)封閉，甚至嚴(yán)重束縛學(xué)生分析、解決和綜合判斷問題的能力。各科教師在自己學(xué)科體系內(nèi)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)科間缺少溝通、甚至無交流。教師只有本學(xué)科的扎實(shí)知識(shí)，但不具備交叉學(xué)科知識(shí)和教授能力。

新高考政策針對(duì)高中學(xué)習(xí)內(nèi)容變革較大，這促使學(xué)校-教師-學(xué)生對(duì)于交叉教學(xué)更加重視。教師在教學(xué)中將研究問題的解決置于整個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域，而不局限于某個(gè)傳統(tǒng)學(xué)科范疇。本文針對(duì)“3+3”新高考政策剖析高中物理學(xué)和其他學(xué)科教材，以生物學(xué)為例，在知識(shí)、技能和方法等方面分析如何對(duì)物理學(xué)與生物學(xué)交叉教學(xué)：

（1）高中物理學(xué)與生物學(xué)的知識(shí)交叉表現(xiàn)尤為明顯。物理知識(shí)是我們理解生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)。例如在光合作用過程中光能轉(zhuǎn)為化學(xué)能，再在生物體內(nèi)貯存為生物能的過程中體現(xiàn)物理想象、化學(xué)現(xiàn)象和生物現(xiàn)象。又如葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜，誘發(fā)癌變的物理致癌因子，興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)形式，顯微鏡原理、光的電磁說、射線的高能量、同位素示蹤、放射性衰變等等。

（2）物理學(xué)的研究方法成為分子生物學(xué)研究的主要方法。例如物理學(xué)中運(yùn)用模擬法來描繪電場(chǎng)中等勢(shì)線，以及用電流場(chǎng)來模擬靜電場(chǎng)。生物學(xué)中使用類似方法模擬原始大氣的狀態(tài)。又如將物理震蕩方法運(yùn)用到噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中。再如物理學(xué)中運(yùn)用類比法和類比推理來提出光的波動(dòng)說，生物學(xué)中運(yùn)用此方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果生命起源過程。射線晶體學(xué)技術(shù)、同位素示蹤技術(shù)、超速離心技術(shù)、密度梯度離心技術(shù)等為分子生物學(xué)的革命性發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

（3）生物學(xué)和物理學(xué)都要求能力培養(yǎng)，提高能動(dòng)性和創(chuàng)造性進(jìn)。高中生物學(xué)中的順序觀察法、對(duì)比觀察法、跟蹤觀察法等也是物理學(xué)實(shí)驗(yàn)所要求的能力。高中生物學(xué)中經(jīng)常運(yùn)用的排除法、逆推法、分解組合法等也是解決物理習(xí)題的所需能力。

高中物理學(xué)與其他學(xué)科的交叉教學(xué)在知識(shí)、技能、方法等方面對(duì)教師提出了更高的要求，教師為提高交叉教學(xué)的質(zhì)量，可以考慮以下幾種途徑：第一，提高教師對(duì)學(xué)科交叉教學(xué)其重要性和必要性的認(rèn)識(shí)；第二，各科教師在本專業(yè)范圍內(nèi)，拓寬知識(shí)面，刻苦鉆研，努力提高專業(yè)能力和綜合素養(yǎng)；第三，教師對(duì)其它學(xué)科知識(shí)廣泛涉獵、深入研究，在把握知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系和必然規(guī)律的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)不同學(xué)科之間的交流；第四，關(guān)注教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革，不斷提高學(xué)科交叉滲透的實(shí)踐能力。精選內(nèi)容、準(zhǔn)備充分、不斷發(fā)掘、巧設(shè)情境、善于引導(dǎo)、有機(jī)結(jié)合。

教師在進(jìn)行交叉教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：第一，知識(shí)準(zhǔn)確。即教師必須對(duì)其它學(xué)科知識(shí)要有透徹的理解，思路清晰，內(nèi)容明了，答案準(zhǔn)確。第二， 目的明確、方法準(zhǔn)確、聯(lián)系廣泛。第三，積極開辟第二課堂。即由學(xué)校有目的、有計(jì)劃、有組織地開設(shè)非學(xué)科性為主要內(nèi)容特征的課程體系，有利于推動(dòng)學(xué)生整體化知識(shí)的吸收。

第四，鼓勵(lì)學(xué)生參加競(jìng)賽活動(dòng)，全面提高學(xué)生素質(zhì)引導(dǎo)。例如中學(xué)生物理競(jìng)賽和青少年科技創(chuàng)新大賽等。其涉及知識(shí)范圍廣、學(xué)科滲透深刻、培養(yǎng)動(dòng)手能力、觀察能力和綜合能力、有助于形成發(fā)散思維和探索精神。

高中交叉學(xué)科的研究是一個(gè)極其復(fù)雜的問題，本文的研究還比較稚嫩，有很多問題仍進(jìn)一步深入討論和逐步完善。希望本文能為其他研究起到拋磚引玉的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國(guó)科學(xué)技術(shù)培訓(xùn)中心.我國(guó)交叉科學(xué)研究工作現(xiàn)狀資料[M].北京：人民大學(xué)出版社.1985.

[2]劉仲林.跨學(xué)科學(xué)導(dǎo)論[M].杭州：浙江教育出版社，1990.

[3]劉仲林.現(xiàn)代交叉科學(xué)[M].杭州：浙江教育出版社，1998.

[4]李楠.高中化學(xué)新課程學(xué)科交叉教學(xué)研究[D].西安：陜西師范大學(xué)，2013.

[5]侯愛靜. 高中化學(xué)跨學(xué)科教學(xué)研究[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2012.

[6]鄭丙沛. 高中地理與多學(xué)科交叉融合教學(xué)研究——以物理、數(shù)學(xué)、美術(shù)為例[D].貴陽：貴州師范大學(xué)，2016.

[7]燕校龍.高中化學(xué)新課程跨學(xué)科教學(xué)的研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2006.

[8]楊忠正.高中生物教學(xué)與其他學(xué)科之間的互相聯(lián)系[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)， 2010.

[9]任君.CAI在高中生物與化學(xué)交叉知識(shí)教學(xué)中的應(yīng)用及效果研究中國(guó)研究型大學(xué)跨學(xué)組織的發(fā)展研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué)， 2014.

[10]張忠瑩.高中生物與化學(xué)交叉性教學(xué)的研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2009.

[11]廖婷婷.跨學(xué)科概念融入中學(xué)教學(xué)的初步研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2015.

[12]馬巍.跨學(xué)科研究方法論指導(dǎo)下的高中生物學(xué)科交叉教學(xué)初步研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2014.

[13]李艷秀.高中生物教學(xué)中學(xué)科交叉滲透的內(nèi)容和途徑[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)， 2007.endprint