跨學科視域下初中物理實踐類作業設計與實施研究

摘 要：立足跨學科視域設計初中物理實踐類作業，既是對“雙減”政策以及國家深化教育教學改革的回應，也是落實初中物理新課標的重要舉措。在以往，初中物理作業設計往往以知識能力培養為導向，如今，在學科核心素養培養目標下，作業設計應將知識能力培養作為基礎，重點發展學生的物理核心素養，引領學生的價值觀念。而要達成這一目標，教師應主動打破學科壁壘，整合多學科知識，設計能讓學生動腦、動手的實踐類作業。鑒于此，文章立足跨學科視域，探討了初中物理實踐類作業設計的意義、原則及策略，給出了相應的實踐案例，旨在優化作業設計成果，為學生的物理核心素養發展創造良好條件。

關鍵詞：跨學科；初中物理；實踐類作業；原則；策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）28-0107-05

作業設計是初中物理教學不可或缺的重要環節。當前，初中物理作業設計普遍存在“三重三輕”的現象，即重知識考察輕自主探究；重試題訓練輕過程方法；重書面作業輕實踐作業。此外，作業設計過于追求數量，內容有所重復且沒有進行合理分層，隨意性強，限制了作業檢測、提升、反饋等功能的發揮。在物理核心素養培養目標下，初中物理教師需要優化作業設計，依據新課標要求開展跨學科實踐，在作業中引入多學科知識，突出作業的實踐性、探究性、生活性及層次性，切實提高學生的問題解決能力、科學探究能力、創新能力、實踐能力等。

一、 跨學科視域下初中物理實踐類作業設計意義

（一）從被動到主動

相較于傳統作業，跨學科實踐作業的趣味性更強，更能調動學生完成作業的積極性，既能幫助學生歸納總結所學知識，又能以挑戰性任務拓展學生的思維，還能以實踐探究鍛煉學生的各項能力。在進行跨學科實踐作業設計時，初中物理教師需要秉持“因材施教”理念，在整合多學科知識的基礎上對作業進行分層設計，鼓勵學生根據個人實際水平選擇相應的作業完成，讓每個學生都能有所收獲，增強學生的學習自信與自主學習意識。

（二）從解題到解決問題

從傳統作業到跨學科實踐作業，學生的物理學習發生了巨大的轉變，即從“紙上談兵”向實踐應用發展。立足跨學科視域設計物理實踐類作業，需要以現實生活為背景，以真實情境為依托。這能讓學生調動已有知識與生活經驗去解決實際問題，確保學生“做真學問”，而不是“坐而論道”“紙上談兵”。

（三）從繼承知識到創造知識

現代知識呈現出幾何級增長的態勢，對學生來說，快速掌握知識遠沒有深度掌握知識重要。通過設計跨學科實踐作業，學生能夠在問題、情境、項目、任務的驅動下自主探究或合作探索知識，而不是機械地死記硬背知識。這有助于學生深度掌握課程知識，讓學生的思維更加活躍，產生更多新奇的想法，并在實踐中檢驗新知識，發掘自身學習潛力。

（四）從零散到融合

立足跨學科視域進行初中物理實踐類作業設計，教師不僅要整合多學科知識，也要重新整合物理單元知識，實現不同內容和方法的相互交叉與滲透。這能拓展學生的知識視野，引導學生綜合運用所學知識解決問題，推動學生物理核心素養的發展。

二、 跨學科視域下初中物理實踐類作業設計原則

（一）主題化原則

在以往，初中物理作業大多圍繞著單個知識點展開設計。新課標背景下，跨學科實踐作業設計應從單元整體出發，結合單元主題、單元內容以及學生實際認知水平來確定單元作業主題，融入合適的跨學科內容，選定作業內容及形式，以此幫助學生構建完善的知識體系，拓寬其學習視野。

（二）開放性原則

為充分發揮作業的多重功能，在進行初中物理跨學科實踐作業設計時，教師應遵循開放性原則，結合學生的學習興趣、學習能力及學習基礎，盡可能地豐富作業的形式與內容，讓學生有更多自由選擇、自主發揮的空間，通過多種途徑完成作業，獲得能力及素養的提升。

（三）項目化原則

初中物理跨學科實踐作業離不開項目、問題、任務等要素。在作業設計環節，教師可整合多方教育資源，引入生命安全與健康、中華優秀傳統文化、國家安全、環境保護等主題教育內容，并設置真實的、有挑戰性的項目任務，指導學生以合作形式完成項目任務，有效獲取知識，提升合作能力及問題解決能力。

（四）探究性原則

物理是一門建立在實驗基礎上的自然學科，培養學生的科學思維、探究能力、實踐能力是物理教學的首要目標。立足跨學科視域進行物理實踐類作業設計，教師應遵循探究性原則，設置有探究價值的問題或項目，指導學生運用已有知識學習新知識，使用科學方法進行實驗探究，促進學生物理核心素養的提升。

（五）學科性原則

在初中物理跨學科實踐作業的設計過程中，教師需要以課程標準為參考，嚴格按照物理新課標的內容及要求展開設計。同時，教師應在作業中凸顯學科特色，引導學生遷移應用物理學科知識與思想方法，優化學生的學習成果。

（六）建構性原則

立足跨學科視域設計初中物理實踐類作業，教師應秉持“寓學于樂，寓樂于學”的理念，通過創設情境、聯系生活等策略增強作業趣味性，激發學生學習物理的欲望，從而愿意、喜歡、主動探究，突破學習重難點，完成知識的自主建構。

（七）進階性原則

在設計跨學科實踐作業時，初中物理教師應遵循適應性與進階性原則，既要確保作業適應學生的年齡特點與認知水平，又要隨著教學階段的變化調整作業內容及形式，使其符合當前階段物理教學的要求。

三、 跨學科視域下初中物理實踐類作業設計策略

（一）作業形式多樣化，落實因材施教理念

跨學科實踐作業并不是多學科知識的簡單相加，而是有機結合多學科知識設置探究性問題，驅動學生綜合運用各個學科的知識及思維解決實際問題，在知識技能習得的基礎上獲得物理核心素養的提升。此外，跨學科實踐并不局限于初中階段的各個學科，教師還可在作業中引入社會熱點、日常生活、工程實踐等內容，進一步豐富學生的知識儲備，同時吸引不同學習層次的學生主動完成跨學科實踐作業，實現自我提升，將“因材施教”理念落到實處。

1. 自主選擇作業

在跨學科實踐作業設計環節，教師可通過“作業超市”形式突出作業的開放性與趣味性，讓學生結合個人能力及興趣選擇作業內容，并結合居家實驗、校本課程等引導學生動手實踐，充分發揮作業的價值與功能。比如，在完成“平面鏡成像”一課教學后，教師可設計如下跨學科實踐作業：制作潛望鏡；撰寫科技館參觀研學報告；拍攝空中懸浮揭秘視頻；剖析“臨摹神器”新產品原理等，鼓勵學生選擇自己感興趣的一項或多項作業完成。

2. 短長作業結合

立足跨學科視域開展實踐類作業設計，教師可將長作業與短作業結合，長作業主要融合教學單元內容，短作業主要呈現課時所學知識。通過逐步完成長短作業，學生能夠順利掌握單元知識與技能，獲得各項素養的發展。舉例來說，在“聲現象”一章教學過程中，教師可以“自制吉他”為主題設計長短作業，在完成課時教學后布置相關的短作業，完成單元教學后布置長作業，幫助學生漸次弄清吉他發聲的原理與制作吉他的方法，掌握“聲現象”相關內容。比如，第一課時“聲音的產生與傳播”教學完成后，教師可要求學生結合所學知識，在吉他上固定一根弦，撥動使其振動發聲，分析相關的原理；第二、第三課時“聲音的特性”以及“聲的利用”教學完成后，教師可要求學生增加弦的數量，嘗試更換弦的材質并調整松緊長短，掌握“聲音三要素”；第四課時“噪聲的危害和控制”教學完成后，教師可讓學生自行演奏吉他，理解噪聲與樂音，鞏固所學知識；完成單元教學后，教師可設計實驗作業、參觀研學作業或活動視頻作業，適當放寬作業完成時間，讓學生認真完成作業并不斷優化改進。

（二）作業內容精選化，豐富學生學習資源

初中物理跨學科實踐作業具有綜合性、多維性的特點，要求教師在作業設計環節高效整合多方學習資源，作為解決問題的素材，助力學生順利完成作業。其中，多方學習資源包括了網絡數字資源、學科學習資源、傳統文化資源、社會教育資源、人力資源等，教師可根據具體教學內容整合運用多維學習資源，引導學生解決復雜問題。此外，教師還應了解學生個性化的學習需求，據此選擇作業內容及作業呈現方式，體現作業的針對性、層次性與趣味性。比如，在“生活用電”這一單元教學中，教師就設置了“設計家庭節電方案”跨學科實踐作業：通過查找資料了解現有的主要發電方式；敘述電的發展歷程；了解發電大省有哪些以及各省的發電現狀；分析發電大省都有哪些共同的地理特征；分析家庭基本用電需求；計算家用電器的電能消耗情況；思考電與節電的關系以及該如何節省用電。

（三）作業流程趣味化，驅動學生在玩中學

初中學生的身心尚未發育成熟，普遍愛玩且好奇心強，對學習重要性的認知不夠深刻。在面對物理作業時，很多學生都會有抗拒、抵觸的心理，收不齊作業的情況時有發生。在初中物理跨學科實踐作業設計環節，教師可根據初中生愛玩的天性，將魔術表演、小制作、小實驗、科技創新等學生感興趣的內容融入作業，定期組織學生參觀研學，并將書面作業與實踐作業結合。這樣的跨學科實踐作業既能發展學生的物理核心素養，又能減輕學生的學習壓力，符合“雙減”政策的要求，且不論學生能否有效完成作業，他們都能獲得一定的經驗及教訓。

（四）突出單元整體性，NIzCSDyYiKH2lKsb9IGjHsVgqnW5wWYoiUXLAmQkeW0=達到學以致用效果

傳統物理作業設計往往圍繞著單個知識點進行，重在讓學生練知識、記知識，各項作業之間的關聯性不強，學生對物理知識的掌握呈現出碎片化、零散化的特點，不能綜合應用所學知識解決實際問題。鑒于此，在跨學科實踐作業中，教師應從整體視角切入，先探索多元知識的融合點，再加以發散，打通整合各個章節的知識內容。比如，在學習“能量”相關知識時，教師可從社會發展角度出發，打破學科知識壁壘，突破章節內容界限，整合物理知識、化學知識與工程技術知識，圍繞著學生的興趣喜好設計“飛天計劃——自制火箭”跨學科實踐作業，引導學生綜合運用多元知識，提高自身能力。首先，教師使用多媒體設備播放中國火箭相關視頻，激發學生的民族自豪感，并以真實生動的情境引出探究問題：火箭為什么能起飛？隨后，教師拿出事先準備好的氣球火箭，分發給學生，要求學生結合學過的力學知識思考氣球火箭起飛的原理。接著，教師指導學生動手實踐，嘗試制作水火箭并發射，完成實踐操作后，教師再次拋出探究問題：影響水火箭飛行距離的因素有哪些？要求學生以小組為單位，運用控制變量法進行研究探索。最后，教師鼓勵學生利用課余時間搜集資料，嘗試制作更多種類的火箭，如液氮火箭、白醋火箭等。這樣的跨學科實踐作業能夠激發學生的學習熱情與學習動力，讓學生在平等、開放、輕松的氛圍中完成作業任務，使學生在提升學科素養的同時產生濃厚的學習興趣。

（五）作業評價增值化，推動學生個性發展

初中物理跨學科實踐作業能否順利實施，評價方案的改革尤為重要。在評價環節，教師應以增值性評價為主，不單一關注學生的學習成果，提高對學生學習過程的重視程度，肯定學生的學習進步，以此發揮評價激勵、導向的功能。同時，教師應認識并尊重學生之間的差異性，針對不同學習層次的學生制訂不同的評價標準。此外，教師應細化評價量表，根據具體的跨學科實踐作業制訂科學詳細的評價量表，積極推動評價主體的多元化，整合學生自評、小組互評、網友點贊、教師點評等評價活動，保障評價結果的科學性。在具體教學實踐中，教師應注意以下三點：第一，做好作業指導，與學生保持交流聯系，詳細了解學生的學習過程，準確把握各個學生的學習情況；第二，要求學生以板報、PPT、實物、視頻等多種形式呈現作業成果，為評價的開展提供便利；第三，將評價貫穿作業過程，在中期及后期依據評價量表進行評價，以此幫助學生發現自身學習中的不足之處并及時改正，深化學生對學習內容的認識，激發學生的物理學習興趣，能夠全身心投入作業任務，實現評價的增值化。

四、 跨學科視域下初中物理實踐類作業設計實例

（一）作業主題

在完成“重力”一節教學后，教師結合物理知識與日常生活、工程實踐，以科學館中的自行車高空“走鋼絲”展品為靈感，設計了“制作模型：展翅高飛”跨學科實踐作業，要求學生自制“平衡鳥”模型。

（二）制作材料

要制作“平衡鳥”模型，學生需要用到鉛筆、小螺帽、橡皮泥、紙張、雪糕棒、502膠水、彩色筆等材料。其中，鉛筆和雪糕棒主要用于制作“平衡鳥”的骨架；橡皮泥、小螺帽、502膠水等材料可用于調節平衡；“平衡鳥”的支柱可使用鉛筆制作；彩色筆、紙張的使用目的為美化“平衡鳥”。在布置作業之前，教師可自行制作一只“平衡鳥”，布置作業時可讓學生觀察成品，并為學生提供完整的制作材料，降低作業任務的完成難度，讓每個學生都能有參與感與成就感，獲得知識運用能力及動手實踐能力的提高。當學生完成任務后，教師可鼓勵學有余力的學生探索制作“平衡鳥”的其他材料或方法，進一步發展學生動手制作模型的實踐能力。

（三）原理探尋

“制作模型：展翅高飛”跨學科實踐作業的設計原理為“物體重心越低，穩定程度越高”。為引導學生探尋這一原理，教師可設置啟發性問題，逐步引導學生展開實踐探索。首先，教師拋出問題鏈：自行車高空“走鋼絲”的原理是什么？“平衡鳥”模型的制作原理與這一原理是否存在聯系？通過觀察圖片以及教師的提示引導，學生認識到自行車之所以能高空“走鋼絲”，是因為自行車下放的配重經過了調節，重心有所降低，能夠在高空中保持穩定，“平衡鳥”模型的制作也是如此，只要降低模型的重心，就能使其處于靜平衡狀態。

接著，教師使用多媒體設備放大展示“平衡鳥”模型，給出一系列問題，讓學生在觀察的基礎上進行思考分析，為后續的動手操作做好鋪墊。教師設置的問題如下：①是否可以將“平衡鳥”看作有一定質量分布的重物？②“平衡鳥”處于什么狀態？③要使“平衡鳥”處于靜平衡狀態，需要滿足哪些條件？④“平衡鳥”受力如何？⑤靜平衡條件下，重力和支持力應滿足什么條件？⑥使用1根鉛筆與2片雪糕棒制作“平衡鳥”的骨架，鉛筆和雪糕棒需要處于何種狀態？⑦在制作“平衡鳥”的翅膀時，需要注意哪些問題？⑧如何使“平衡鳥”的框架處于靜平衡狀態？

對原理的探究是“制作模型：展翅高飛”跨學科實踐作業的難點部分，只要學生深刻掌握原理，便能順利進行模型制作。因此，教師要做好引導工作，以問題激活學生的思維，幫助學生厘清制作模型的基本流程與注意事項。此外，“平衡鳥”模型制作不僅涉及了“重力”相關知識，也包含了“受力平衡”“杠桿平衡”等內容，教師要提示學生綜合運用所學知識，不局限于“重力”。

（四）制作步驟

在了解相關原理后，教師可讓學生自行設計“平衡鳥”模型的制作步驟，并通過師生探討完善制作方案，進行成品制作。在制作過程中，教師應從旁指導，提示學生利用好制作原理，調動學過的美術知識，使模型既能保持平衡，又美觀大方。

“平衡鳥”模型的具體制作步驟為：①取1根鉛筆和2片雪糕棒，使用520膠水將雪糕棒固定在鉛筆尖上，確保2片雪糕棒相互對稱；②確保雪糕棒與鉛筆尖的結合處粘貼牢固，再使用502膠水將小螺帽粘在雪糕棒的前端；③制作好“平衡鳥”基本框架后，將其粘在另一支鉛筆筆尖上，觀察模型是否處于靜平衡狀態，若不處于靜平衡狀態，則使用橡皮泥降低模型的重心，使其平衡；④用彩色筆在紙張上畫出鳥的外觀并剪下，將其粘在框架上，進行適當的優化調整，提高模型的美觀性。

在步驟①中，學生需要注意“平衡鳥”兩個翅膀的對稱性，確定翅膀的大小。教師應以問題引導學生思考：雪糕棒和鉛筆該如何組裝才能滿足原理要求并制作出鳥的形狀？在步驟②中，學生需要確保雪糕棒片和鉛筆處于靜平衡狀態，小螺帽粘貼的位置至關重要；步驟③中，制作關鍵為對重心高低與穩定平衡原理的應用，教師可提出問題：將“平衡鳥”框架粘在另一支鉛筆上，該如何使其保持平衡，可以用到什么材料？以此引導學生使用橡皮泥調節“平衡鳥”的重心，體驗物理知識在制作過程中的應用；在步驟④中，制作關鍵為讓“平衡鳥”變得美觀，教師可鼓勵學生發揮想象力與創造力，繪制自己喜歡的鳥類外形，培養學生的藝術表現力與創意實踐能力。

（五）自我評價

在學生制作完成后，教師應組織學生交流展示成果，進行自我評價與反思，幫助學生進一步鞏固相關物理知識，回顧制作流程，優化完善作業成果。結合“制作模型：展翅高飛”跨學科實踐作業內容，教師設計了相應的評價量表，便于學生對個人作品進行自我評價，反思制作過程。在評價量表中，文章設置了以下評價標準，分別為：①在他人的協助下完成模型制作；②根據教師的提問與指導，獨立完成模型制作；③在教師的指導下，結合所學知識內容，理解制作模型的原理，獨立完成模型的制作；④在教師指導下，結合所學知識內容，理解制作模型的原理，獨立完成模型的制作，且模型美觀；⑤在教師指導下，結合所學知識內容，理解制作模型的原理，獨立完成模型的制作，模型美觀大方，并能主動探索制作“平衡鳥”的其他材料與方法。隨后，教師以問題驅動學生進行自我評價：回顧“平衡鳥”模型制作過程，你認為你處于評價量表中的哪一層次？要想達到下一個層次，你需要做出怎樣的努力？自我評價的開展主要是為了讓學生熟悉制作步驟與原理知識，在自我評價的基礎上，教師可進行班級之間甚至年級之間的交流展示，開展多元化評價。

五、 結論

綜上所述，跨學科實踐作業設計為初中物理作業注入了生機與活力，能夠為物理學習增添樂趣，提高學生對物理作業的期待值，推動學生物理核心素養的發展。在設計跨學科實踐作業時，教師應遵循主題化原則、開放性原則、項目化原則、探究性原則、學科性原則、建構性原則以及進階性原則，通過作業形式多樣化，落實因材施教理念；作業內容精選化，豐富學生學習資源；作業流程趣味化，驅動學生在玩中學；突出單元整體性，達到學以致用效果；作業評價增值化，推動學生個性發展等策略提高作業質量，讓學生樂在其中，綜合運用所學知識解決實際問題，在實踐中發展思維及素養。

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