綜合實踐活動與學科深度融合的實踐研究*
——以物理學科為例

陳菁

(北京林業大學理學院 北京 100083)

李富恩

(華北油田第三中學 河北 滄州 062552)

何彥雨

(北京林業大學工學院 北京 100083)

綜合實踐活動就是指在組織學生實踐活動時要注意“綜合”.凡事都有個度，打破了這個度，便破壞了必要的平衡.筆者認為，綜合實踐不僅要適度，還要注意不要絕對“學科化”.綜合實踐活動“只有‘去學科化’”才有可能實現綜合實踐活動課程的教育目標[1]．在實施過程中不能受“綜合”約束，純形式化的綜合實踐活動要不得，尤其在高中階段更不能單純強調綜合．綜合實踐活動學科化更具操作性和可行性．

“綜合實踐活動是從學生的真實生活和發展需要出發，從生活情境中發現問題，轉化為活動主題，通過探究、服務、制作、體驗等方式，培養學生綜合素質的跨學科實踐性課程[2]．實施綜合實踐活動課程結合所學知識，使課堂學到的知識得以實踐，讓學生體會到理論來源于實踐又服務于實踐的道理．綜合實踐活動課程更應強調與各學科之間的融合，將學科知識融入到綜合實踐活動，正是我們這個活動的內涵主題．

下面結合高中物理學科促進學生深入學習的綜合實踐活動進行探討．

1 我校實施物理學科為主導的綜合實踐活動的背景

河北省自2018升入高中的學生在第二學年開始進行自主選課政策， 2018年11月底樣本學校進行了一次選課摸底，報上來的結果讓所有教師出奇震驚，河北學籍的在冊學生共119人，有選物理學科意向的學生不足10人．

研究樣本學校是華北油田子弟學校，華北油田一直以來普及高中，學校大部分學生中考分數在400分上下，他們對學習的熱情不夠高，學習習慣不是很好，但是這些學生的大腦相當活躍，他們對網絡、電腦以及手機的使用相對來說較為嫻熟．

當時任高一物理課的一位教師邀請研究組成員跟班聽課，目的就是激勵學生上課別走神、別睡覺，抓住高一學年的物理學習時間．本研究組成員在跟班聽課期間確實感受到了學生們的無奈和無趣．

基于以上現狀，樣本學校緊急召開教研活動，提升學生學習物理的熱情和興趣，物理學科來源于生活服務于生活，將來升學會有一些專業要涉及大學物理，如果沒有高中的基礎，單憑高一學到的這點似懂非懂的皮毛物理一定會制約后續的學習．

經與學校和物理學科所有教師溝通，準備結合高一的知識在本屆高一學生開設以物理學科為主導的綜合實踐活動課程，借此調動學生的學習積極性．

2 基于物理學科的綜合實踐活動課程實施要則

2.1 綜合實踐活動的流程

高一物理學科主導的綜合實踐活動課程實施流程如圖1所示．

圖1 物理學科主導的綜合實踐活動實施流程圖

2.2 綜合實踐獲得課程內容的制定

根據高一學生學習的知識，鏈接學生能力范圍之內的生活實踐活動．

在人教版高中《物理·必修1》的第一章“運動的描述”之第4節實驗用打點計時器測速度中，初學這一節內容學生們沒有過多疑問，結合學生實驗很順利地完成了教學，但是之后的學習中學生根本不能建立起紙帶子模型，不能很好地掌握打點計時器的工作原理．結合紙帶子模型和頻閃照片綜合起來我們設置了本課題內容：利用手機照相功能你能研究哪些物理問題．

2.3 實施過程細則

制定好了綜合實踐活動課程的內容，首先進行開題動員，初始時學生是抗拒做物理學科的綜合實踐活動的，理由很簡單，沒有學會物理，怎么綜合實踐呢．在開題動員課中筆者設置了第一個學生們比較感興趣的活動：你會利用手機照相么？會場一下子活躍起來，在講解了綜合實踐活動課程實施的重要步驟和實施要求后，臨結束布置了第一個學生活動內容．

2.3.1 學生活動1：如何制作頻閃照片

一個月的寒假結束迎來了我們第一次展示活動，成果簡直超越教師們的想象．綜合起來大致有以下方案．

方案1：利用照相機連拍功能結合PPT制作頻閃照片.

方案2：利用手機慢動作制作頻閃照片.

方案3：利用手機連拍功能結合Photoshop軟件.

方案4：利用手機拍攝視頻借助Free Video to JPG Converter軟件.

方案5：還有學生利用會聲會影軟件.

第一階段的綜合實踐活動宣告圓滿完成，通過這一活動讓學生們知道了手機發揮的作用遠不止聊天、游戲、看小說等．家長非常支持學校的活動．學生們通過一個寒假的時間學到了課堂上學不到的東西，引領了實踐探究的新航向，激勵我們繼續進行第二階段的內容．

2.3.2 學生活動2：利用頻閃功能可以研究物理學科中的哪些問題

這項活動展開首先激勵學生回歸課本，求助科任老師，學習物理熱情高漲，正好當時再講人教版高中《物理·必修2》的曲線運動，當學到平拋運動時，教師做了一個非常簡單易操作的演示實驗，將一個小鋼球沿水平方向拋出，馬上就有學生提出：拍下來．學以致用，大概這就是最好的見證吧．

下面展示一下學生利用頻閃照片研究的物理問題：

成果1：研究勻變速直線運動.

成果2：研究自由落體運動.

這兩個都能很方便地利用打點計時器，通過紙帶子來研究，但是利用手機拍攝頻閃照片，從操作上來說就簡單多了，任何學生課下自己都能獨立完成．在研究平拋運動時課本上給出的實驗方案誤差大，描點繁瑣，但是應用頻閃照片則方便好多．

成果3：研究平拋運動.

研究背景是利用墻上的瓷磚，將小球水平拋出后，用手機拍攝的小球頻閃照片(圖2)．

圖2 小球頻閃照片

成果4：雨滴收尾.

這道題目明確說明雨滴最后做勻速直線運動，有一位學生受此啟發，決定研究一下收尾速度，于是我們的課題就展開了．首先大家進行實驗設計，研究對象選擇什么樣的物體．大家都知道應該選擇不太重的物體，學生們想到了實驗室里的各種球，于是嘗試了小木球、玻璃球，甚至有學生到體育組找軟排球，學生們做了無數多次實驗，但大多都以失敗而告終．

2.3.3 現在介紹幾種學生們嘗試的實驗方案

嘗試1：用軟排球做研究對象

體育組的排球規格都是一樣的，如果改變排球的質量就需要增加配重，于是用塑料袋裝上排球，同時把配重物體一并裝袋．第一次實驗，排球還沒有達到收尾就已經落地啦．于是增加實驗高度，在四樓頂將球釋放，依然找不到勻速收尾速度．并且從拍攝的照片看到球的加速度好像還不太小．還有一個更大的原因是不能改變軟排球的大小．第一組體驗者以失敗告終．

繼續尋找質量小的類似球形的物體，于是有了下面的設想．

嘗試2：改變氣球的質量

用氣球作為研究對象，為了改變氣球的質量，在里面加入大米．通過改變氣球大小和大米質量，用以調整球的半徑和質量．實驗效果非常好，圖3就是學生們拍攝的頻閃照片．照片頻閃時間間隔為0.3 s．通過實驗學生們發現，增加氣球的體積，則需要在里面加入一定的大米．

圖3 氣球的頻閃照片

學生們通過實驗感知了物體運動過程中速度和阻力有關系，速度越大阻力越大，聯想到了實際問題，騎車時車速慢感覺不到風，速度快時感覺到風迎面撲來，其實這是空氣阻力的作用．阻力還跟接觸面積有關，垂直于速度方向上的接觸面積越大，阻力也越大，所以騎自行車遇頂風時，彎腰騎行，就是通過減小接觸面積來減小阻力．這些生活中的常識我們通過這個氣球實驗都得以驗證．

以上是在高一第一學期設置的綜合實踐活動與物理學科深度融合的實踐研究，用時4課時，隨著學習的深入，在第二學期準備繼續設置4個課時，將應用更為廣泛且被學生熟知的電學知識融合到綜合實踐活動課程中，讓學生們在高一統學物理階段盡量開闊視野．

綜合實踐活動來源于生活，服務于生活，綜合實踐活動基于學科，又超越學科，不是在學科的基礎上刷題，體現的就是其綜合性．比如我們基于物理的這個綜合實踐活動課程用到了信息技術、實驗創新、解釋了生活，同時還熟悉了測量工具的使用等等，更重要的是通過此基于物理學科的綜合實踐活動讓學生們喜歡上設計、創新實驗，感受到了成功的喜悅．

“活動與體驗”是深度學習的核心[3]，活動與體驗是在教師指導下的有目的、有計劃的自主學習和實踐活動，這也正是綜合實踐活動的主旨，應該注意的是，學生綜合實踐活動不能脫離教師的指導，比如在本次活動中教師就引導學生利用假期學習如何制作頻閃照片的實踐任務．在拍攝頻閃照片研究物理問題時也離不開教師的引導，研究有特殊意義的運動，比如勻變速直線運動、勻變速曲線運動、勻速直線運動等．

綜合實踐活動促進學生向縱深學習，激勵學生勇于探究，積極創新，樂于實驗，敢于創想，這也正是高中物理學科素養的核心．通過近一年的實踐活動讓學生們走上科研實踐的道路，并且越走越遠．更可喜的是選物理學科的學生明顯增加了．在2020年元旦前樣本學校做了第一次的模擬，2019年入學新高一的在讀河北學籍學生4個班，共計132人，初步計劃選物理的人在53人，天津學籍兩個班在讀學生76人，計劃選物理學科的41人．遠遠超過2018年入學的在讀高二的學生．

有了第一期的綜合實踐活動課程經驗，之后希望更多的物理教師還會結合物理相關章節的知識展開新一輪的課程，促使物理學科在高中階段發揮自身優勢，促使更多學生提升學習物理的興趣．