跨學科融合理念下高中物理課堂構建路徑

【摘要】跨學科融合教學是新時代背景下實現教育領域綜合育人目標的關鍵途徑.高中物理作為一門內容廣泛、體系龐雜的自然學科，具有顯著的跨學科融合教學價值.本文以人教版高中物理為例，旨在針對跨學科融合理念下高中物理與數學學科、語文學科、地理學科和歷史學科的課堂構建途徑展開探討，以期有效踐行綜合育人理念，促進學生的全面發展.

【關鍵詞】跨學科融合；高中物理；課堂教學

1 引言

跨學科融合教學指教師在教學過程中打破學科界限，有意識地將本學科與其他學科的知識融合在一起，從而引導學生運用多學科知識解決實際問題，促使學生形成全面、完整的知識體系和世界觀的過程.跨學科融合教學模式強調學科間的相互滲透和融合，不僅有利于提高學生的學科核心素養，同時有助于提升學生的綜合素質，培養學生的創新能力和實踐能力.

2 基于跨學科融合理念構建高中物理課堂的可行性

2.1 學科內在聯系

物理學科與其他學科之間存在許多內在聯系，不同學科在理論體系和研究方法上相互滲透、相互促進，為跨學科教學提供了可能.在物理學中，數學是不可或缺的工具，而化學和生物學的研究成果又為物理學提供了新的研究課題和實驗數據.此外，物理學與歷史學、經濟學、哲學等人文社會學科也有一定的關聯.因此，基于跨學科融合理念構建高中物理課堂，有助于拓寬學生的知識視野，培養學生的綜合素養［1］.

2.2 學生已有基礎

高中階段的學生已經具備一定的物理學科和其他學科基礎，有利于跨學科融合教學的實施.在初中階段，學生已經學習了基本的物理知識，對物理現象和規律有一定的認識.進入高中后，學生開始學習更深入的物理知識，同時也在數學、化學、生物學等學科上積累了豐富的知識.這些基礎知識為跨學科融合教學提供了良好的條件.通過跨學科教學，學生可以將不同學科的知識進行整合，形成更為完整的知識體系，提高解決問題的能力.

2.3 教育政策支持

關注學生的全面發展是新形勢下教育領域的關鍵要求，跨學科融合理念是實現這一目標的有效途徑.近年來，我國教育部門一直在積極推進素質教育，強調學生的全面發展.跨學科融合教學正是實現這一目標的有效手段.通過跨學科教學，學生可以在掌握物理知識的同時，提高其他學科的能力，提升綜合素質.教育政策的支持為跨學科融合教學提供了有力的保障，有助于推動高中物理課堂教學的創新與發展.

2.4 科技手段助力

現代科技的發展為教育帶來了諸多便利，多媒體設備和互聯網平臺等信息技術的出現和發展，不僅可以為教學提供更加豐富的素材和資源，還在很大程度上更新了教學手段，使得教學內容的呈現方式更加生動形象，易于學生理解和接受.在高中物理跨學科融合教學中，教師應可以利用多媒體課件展示物理現象，通過互聯網平臺共享其他學科的知識資源，引導學生進行探究式學習、合作學習，以優化教學效果，提高教學質量.

3 基于跨學科融合理念構建高中物理課堂的實踐意義

3.1 提升學生的知識素養和思維能力，促進學生綜合素質發展

促進學生的全面發展是素質教育理念對于教育工作的新要求.在物理跨學科課堂中，教師積極將不同學科的知識進行整合，使學生在學習物理的同時，也能夠接觸到其他學科的知識，從而提升學生的知識素養.與此同時，教師還可以引導學生積極運用跨學科的知識解決問題，使學生在解決問題的過程中，充分開拓思路、全面思考和綜合分析，從而有效提升學生的思維能力.

3.2 豐富教師的教學手段和教學經驗，促進教師的專業化發展

在傳統、單一的高中物理課堂教學中，教師往往采用講解、演示等教學手段，引導學生pYhkaMx0FhPW+xer+2X/4w==理解所學知識.而基于跨學科融合理念的高中物理課堂，則需要教師積極挖掘物理教學內容中的跨學科要素，并在此基礎上不斷地嘗試、探索，以找到最適合跨學科融合教學的方法和策略，使課堂教學變得更加生動有趣.這有利于幫助教師積累豐富的教學經驗，促使其在教學過程中不斷進步和成長［2］.

3.3 充分整合不同學科優質教學資源，實現物理學科良性發展

在跨學科融合理念下的高中物理教學過程中，教師不能只關注物理學科本身的知識，同時需要充分挖掘其他學科的教學資源，將不同學科的知識進行有機整合，充分利用不同學科的優質教學資源，為物理學科的教學工作提供支持.這可以使得物理學科的教學內容更加豐富、全面，從而更好地滿足學生的學習需求，進而提高物理學科的教學質量，實現物理學科的良性發展.

3.4 立足于學生的生活實踐，拉近學習主體與知識之間的距離

在傳統的高中物理課堂教學中，知識往往以抽象化、理論化的方式呈現，不利于學生理解和接受.而教師基于跨學科融合理念構建高中物理課堂，則需要將理論知識充分與學生的生活實踐相結合，使學生在實際問題中感受和理解知識.通過這一過程，學生能夠更加直觀地認識到物理知識在生活中的應用，充分激發學習興趣，拉近與知識之間的情感距離，為未來終身學習生活奠定基礎.

4 基于跨學科融合理念構建高中物理課堂的具體途徑

4.1 高中物理與數學學科融合教學，夯實理論基礎

數學學科是物理、化學和生物的理論基礎.在高中物理教學中，許多概念、公式和定理都需要運用數學知識進行表達和推導.因此，教師可以基于跨學科教學理念，將物理與數學進行融合教學，引導學生關注數學與物理之間的聯系，鼓勵學生靈活遷移所學數學知識，進而深化對于物理學科知識點的理解.這不僅有助于優化物理學科的教學效果，同時有助于鞏固學生的數學水平，幫助學生建立起完整、系統的理科認知結構，促進學生綜合素養和解決問題能力的發展［3］.

例如 以人教版高中物理必修第一冊第二章“勻變速直線運動的研究”為例，本章節學生需要通過“探究小車速度隨時間變化規律”的實驗，進而掌握勻變速直線運動的“速度”隨時間變化的規律，以及“位移”隨時間變化的規律，并在此基礎上學習“自由落體運動”的知識.在本章節的教學過程中，教師可以引入數學學科中所學習的“數列”的相關知識.如在利用打點計時器測量物體加速度的過程中，學生可以在觀察小車各段路程的平均速度后發現，在任意相等的時間里，物體運動出現的速度差是一個常數.也就是說，將間隔相等時間的瞬時速度分別記錄下來，可以得到一個等差數列.在此基礎上，教師還可以引導學生借助數學中所學習的“函數”知識，將物體在勻變速直線運動中的“速度”與“時間”以函數圖象的形式表現出來.通過這一過程，學生可以更好地理解這兩個概念之間的關系，還可以進一步深化“數形結合”思維，實現核心素養的深入發展.

4.2 高中物理與語文學科融合教學，發揮文學價值

語文是學科教學之母.各門學科的教學過程都依托于教師與學生之間的語言交流，同時也對二者的語言表達和理解能力有一定的要求.在高中物理教學中，教師積極融入一定程度的語文知識，不僅可以有效激發學生的學習興趣，拓寬學生的知識視野，還可以充分發揮語文學科的文學價值和審美價值，培養學生的創新思維和文學素養.

例如 以人教版高中物理選擇性必修第一冊第四章“光”為例，本章節學生將學習多彩、奇特的光現象背后所蘊含的科學原理.“光”是與人類社會相互依存的一種自然現象，不僅為人們的生產、生活提供了重要保障，同時也被人們在經典的詩歌作品中津津樂道.如在近年來的物理高考試題中所出現的“雨色映日而為虹”這一詩句，就描寫了太陽光在經過光的折射和反射之后所形成的美麗的彩虹現象.在此基礎上，教師還可以在“光”這一章節的教學中為學生滲透更多語文詩句，從而充分借助語文學科的文學性與審美性，激發學生的學習興趣，將物理知識以生動形象的方式呈現給學生，深化學生對于物理知識的理解和記憶.如李白的詩“舉杯邀明月、對影成三人”，蘇軾的“峰多巧障目，江遠欲浮天”，均體現了“光沿直線傳播”的物理原理；而劉禹錫的“湖光秋月兩相和，潭面無風鏡未磨”和秦嘉的“寶釵好耀首，明鏡可鑒形”，則反映了“光的反射”原理.教師通過將物理知識與語文知識相融合，可以有效活躍課堂氛圍，激發學生對物理學習的積極性，同時有助于提高學生的文學素養和科學素養.

4.3 高中物理與地理學科融合教學，探索宇宙奧秘

物理學科研究的是宇宙中萬事萬物的變化規律，而地理學科在分析地球上的地形、氣候、水文、人文等知識的基礎上，也對宇宙和地心知識有一定的探索.二者之間相互滲透，有很強的關聯性.在高中物理教學中，教師可以合理挖掘二者之間的關聯要素，如地理環境對物理現象的影響、物理原理對地理實踐的應用等，從而有效拓寬學生的知識視野，增強學生的實踐意識，培養學生的綜合能力［4］.

例如 以人教版高中物理必修第二冊第七章“萬有引力與宇宙航行”為例，本章節學生需要學習“萬有引力定律”及其理論成就、宇宙航行、相對論等知識點.這一章節的物理知識點是高中階段物理學習的重難點，同時與地理學科具有顯著的關聯.如，教師首先可以在章節之初引導學生結合地理學科，學習有關“行星運動”的知識，并在此基礎上探索“萬有引力”與“地心引力”之間的關系；其次，教師可以引導學生結合地理學科中的“自轉”和“公轉”等知識，深入理解牛頓所提出的“月球圍繞地球做勻速圓周運動所受到的引力”，即“萬有引力”定律的內容；最后，教師還可以結合本章節所學知識，引導學生分析地理學科中的“潮汐現象”.通過以上過程，學生可以對本章節的物理知識產生更加深刻的了解，并在解決實際問題的過程中靈活運用.

4.4 高中物理與歷史學科融合教學，把握現在未來

歷史學科包羅萬象.任何學科的學習都要在充分了解其發展歷史的基礎上，進一步探索其現在以及未來的發展.因此，在高中物理學科的教學中，教師可以基于跨學科融合理念，充分融入歷史學科的相關知識，以促使學生更加全面地掌握物理科學理論的發展過程，從而更好地理解和應用物理原理，培養學生的核心素養［5］.

例如 以人教版高中物理選擇性必修第三冊第四章“原子結構和波粒二象性”為例，本章節學生將學習“普朗克黑體輻射理論、光電效應、原子的核式結構模型、氫原子光譜和玻爾的原子模型、粒子的波動性和量子力學的建立”等知識點.在學習“量子力學的建立”這一部分時，教師可以引導學生回顧歷史學科中所學習的“物理學中的重大進展”這一課，并結合“從經典力學，到相對論，再到量子力學”的發展過程，構建整體的認知體系.通過這一過程，學生可以更加清晰地建立對于物理學科的認知，為未來更加復雜物理知識的學習奠定基礎.除此之外，歷史學科也具備很強的故事性和趣味性，教師還可以將歷史上物理學家們發現和探索科學理論的趣味故事融入物理教學過程中，以增強課堂教

學的趣味性，調動學生的學習熱情.

5 結語

綜上所述，跨學科融合理念下的高中物理課堂教學是一項長期而艱巨的任務，對學生的終身發展有深遠意義.在實踐中，教師應積極探索跨學科教學的多元視角，積極挖掘物理學科中的跨學科要素，并致力于創設自由、開放的跨學科融合教學情境，培養學生的創新精神和促進其實踐能力發展，為培養具有全面綜合素質和優越自主學習能力的新一代人才貢獻力量.

【基金項目：本文系南通市教育科學“十四五”規劃2022年度課題“為科學素養而教：基于跨學科概念的高中物理教學優化研究”（立項編號：GH2022079）研究成果】

參考文獻：

［1］彭悅冬，鄭燕.高中物理學科跨界問題設計探究［J］.數理天地（高中版），2023（12）：93-95.

［2］張蓉.綜合育人視角下高中物理跨學科教學研究［J］.高考，2022（32）：132-134.

［3］李旖旎.跨學科視域下高中物理數學思維方法融合的習題教學策略研究［J］.中學理科園地，2022，18（02）：64-66.

［4］李欣年.高中物理跨學科教學的可能性與指導建議［J］.數理化解題研究，2022（06）：89-91.

［5］丁云姝.高中物理跨學科教學的可能性與指導建議［J］.數理化解題研究，2019（33）：51-52.