論高中物理教學跨學科知識教學的應對策略

張玉濱　王紅旺　王敏

摘要：跨學科知識點的教學是高中物理教學的重點和難點，解決跨學科問題的能力也是學生綜合素質能力高低的體現。本文重點探討了在高中物理教學中，物理與數學、化學、地理等其他學科跨學科的知識，并對教學提出了相應的應對策略。

關鍵詞：高中物理；跨學科；應對策略

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）21-0248-02

當今世界各學科高度分化的同時不斷地融合、交叉，形成種類繁多的跨學科類群，學科間的聯系日益緊密，界限日益模糊。國外發達國家美國、英國、德國很早就開展了跨學科教學，并形成了完善的理論體系，取得了豐富的實踐經驗[1]。近年來跨學科教學在我國引起了廣泛關注，在《普通高中物理課程標準（實驗）》（以下簡稱《標準》）強調高中物理學科應順應時代的要求，學科的設置也應與時俱進。《中國學生發展核心素養》總體框架認為學生應具備豐富的科學知識和適應當代社會的能力，而不僅僅是某一項專業的學科知識和能力。高中物理屬于科學領域中的一個科目，其教材內容的設置與數學、化學等學科緊密聯系，有較多的交叉點，順應了當今科學綜合化的發展總趨勢，這為高中物理教學中進行跨學科知識的教學奠定了基礎[2]。

關于跨學科教學，不同的作者有不同的解釋，但目前比較認可的定義為跨學科教學是指以一個學科為中心，對于其中一些知識點可以運用不同學科的知識展開對所指向的交叉部分內容進行加工和設計教學[3，4]。通常說的“跨學科”的含義指：1）打破學科壁壘，把不同學科理論或方法有機地融為一體的研究或教育活動；2）包括眾多的跨學科（或交叉學科）在內的學科群；3）一門以研究跨學科的規律和方法為基本內容的高層次學科，確切稱為“跨學科學”或“科學交叉學”[5]。跨學科主要通過多學科資源的融合，有效地解決問題，更好地實現教學目標，并在問題探究的過程中全面培養和訓練學生的學習能力和綜合素養。

知識沒有界限，物理教學中經常會出現物理學科與其他學科的跨學科知識的交叉融合，其中高中物理與數學、化學、地理聯系較為密切。物理學科教學的教學內容設計、進度會和其他相關學科知識相互關聯。因此，物理課教師要明確高中物理教學中物理與其他學科知識的銜接盲點，教學過程中要有針對性的進行課堂設計，解決交叉學科問題，這樣將會使學生更清晰、透徹地理解知識點。

一、高中物理與其他學科的跨學科知識點[6]

（一）高中物理與數學學科的跨學科知識點

高中物理與數學的跨學科知識點較多，主要有：①斜率問題[7]。在新課標中數學上學習斜率滯后于物理上的應用一個學期的時間，而斜率在物理圖像中應用廣泛，如位移時間圖像、速度時間圖像等。②三角函數問題。③矢量問題。矢量即數學的向量。④圓的知識。⑤統計學內容。統計學知識的學習有利于學生理解波粒二象性、氣體速率分布規律等物理知識。數學作為工具學科，其思想、方法和知識始終滲透、貫穿于整個物理學習過程中，為物理概念、定律的表述提供簡潔、精確的數學語言，為學生進行抽象思維和邏輯推理提供有效的方法，為物理學中的數量分析和計算提供有力工具，兩個學科之間的關系非常緊密。

（二）高中物理與化學學科的跨學科知識點

高中物理與化學的交叉內容主要有：物理選修氫原子能級結構、軌道、能級躍遷等與化學選修3中第一章原子結構中的能級、能量最低原理、基態與激發態、光譜等。物質在發生化學變化時必然伴隨物理變化，同時伴隨有物理現象的產生，從物理現象出發是探究化學變化的視角和方法，物理現象是認識和分析化學變化規律的起點。另外物質的變化無論是物理變化還是化學變化，都存在一定的物理量的變化，而且遵循質量守恒定律、能量守恒定律、電荷守恒定律和平衡移動原理。這些知識可以從物理角度研究化學，將會有利于學生更好地理解化學知識，實現物理和化學教學雙贏。

（三）高中物理與其他學科的銜接點

高中物理與地理銜接知識點主要有：天體運動部分、磁場等部分，需要學生把高中地理必修1地球與地圖的知識和物理相關知識點結合起來，如利用經緯網格計算距離、時間，熱脹冷縮，地球上水的三態變化，日食、月食的發生是光線傳播的結果等內容。

高中物理與歷史的學科銜接內容主要是高中歷史“現代科學革命”中經典物理學的危機、愛因斯坦相對論、量子理論的微觀世界等。在歷史學科授課過程中結合物理知識介紹物理趣聞、物理史料，讓學生了解物理理論的產生、發展，體會物理在人類歷史科技進步中的重要地位，激發對科學、歷史學科的興趣，因此教師應該在教學過程中注意交叉內容的教學安排。

因此，教師在教學設計、內容講授過程中要注意學科間的聯系、學科知識點的銜接與側重，這樣既能很好地銜接不同學科間的課程，同時也能激發學生學習熱情，極大地提高教學效率。

二、應對策略

（一）跨學科知識進行有效整合

要把與物理有關的交叉學科知識進行匯總，形成交叉學科知識點的集合，并與其他學科相關知識點進行有效整合，各學科任課教師要進行有效銜接，避免知識盲區的出現。例如，在講速度時間圖像、位移時間圖像時，要給學生簡要回顧、復習斜率相關內容。整合后的內容對于學生來說，更具知識的系統性與條理性，拓寬物理知識吸收的途徑，達到深入理解物理學科的目的。

（二）教學設計、教學內容需要結合跨學科知識

教學過程中有些知識點是多學科交叉，因此在對這些內容進行教學設計的時候需要多個學科教師共同探討，根據學科特點、學生情況進行教學設計，最大限度地利用各種教學資源，有助于學生更好地認識、掌握和理解知識點。學生更好地掌握本學科知識點的同時，也會更深入地了解相關交叉學科內容。

（三）引導學生均衡發展

在教學中注意培養學生的綜合素質，要引導學生認識到各學科知識和方法的融會貫通。引導學生應用學科知識解決問題時要具備跨學科意識，借鑒其他學科方法與知識。對于學生在學習過程中遇到的交叉學科的知識點，可以引導學生查閱資料，做好標記，等到各學科涉及到相關內容再進行回顧，總結知識點，構建跨學科的知識網絡。

（四）鼓勵不同學科教師跨學科協作備課，提升教師綜合素質

跨學科教學是教育教學的理想境界和必然選擇，也需要教師具備相應的學科素養。目前我國高中學校的所有任課教師都為學科教師，相互獨立，但是今后高中教師不僅需要承擔本學科教學責任，還要有對跨學科知識點的掌握與理解，并能發現學生的興趣特長進行有針對性的指導[8]。

在新的教育大綱的指導下，為了學生的全面發展，全國即將全面推行文理不再分科，這樣就提高了教師和學生對于跨學科知識的學習運用。21世紀社會需要更多復合型的人才。例如人工智能就涉及到哲學、認知科學、數學、神經生理學、心理學、計算機科學、信息論、控制論、不定性論、仿生學等學科，跨學科的教育顯得尤為重要，教師只有緊跟時代的步伐，才能為社會培養更多的有用之才。

跨學科領域的教學是對單一學科教學工作的挑戰，這是科學發展與技術進步的必然趨勢，必將對未來科學與技術產生深遠的影響。因此，跨學科教學不僅僅是科學技術發展的需要，也是社會進步的必然，有利于培養創新型人才服務于社會。

參考文獻：

[1]王興敏.高中地理與物理跨學科整合教學研究——以人教版必修一為例[D].首都師范大學，2014.

[2]朱慧貞.農村高中生物學跨學科知識教學的實踐研究[D].西北師范大學，2015.

[3]杜惠潔，舒爾茨.德國跨學科教學理念與教學設計分析[J].全球教育展望，2005，34（8）：28-32.

[4]張文平.高中實施跨學科主題教學的調查報告[D].河北師范大學，2007.

[5]劉仲林.跨學科教育論[M].鄭州：河南教育出版社，1991.

[6]何晉中.高中物理教學跨學科銜接的問題與對策[J].教學與管理，2017，（16）：70-72.

[7]趙娟.高中物理方法“圖像法”中圖像斜率的應用[J].科學大眾：科學教育，2011，（6）：38.

[8]張紫屏.論高考改革新形勢下高中教學轉型[J].課程·教材·教法，2016，36（4）：89-95.