基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的初中物理跨學(xué)科實踐策略探討

摘"要：文章研究主要采用文獻分析與案例分析等方法，對初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)策略進行了探討，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。研究針對教學(xué)策略主要提出了以下建議：首先，應(yīng)以學(xué)科融合為基礎(chǔ)，選擇情境素材，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望；其次，結(jié)合活動的特點，設(shè)定教育目標(biāo)，以引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新性發(fā)展；再次，通過任務(wù)導(dǎo)向的方式，促進學(xué)生圍繞問題進行互動交流，以激活創(chuàng)新思維；此外，強化活動體驗，形成實踐方案，以創(chuàng)新性地解決問題；最后，利用評價反饋機制，引發(fā)學(xué)生的批判性反思，從而推動創(chuàng)新性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：初中物理；跨學(xué)科實踐；創(chuàng)新能力；教學(xué)策略

中圖分類號：G633.7"""文獻標(biāo)識碼：A"""文章編號：1673-8918（2025）02-0112-04

在新時代背景下，培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的人才是促進國家振興和發(fā)展的重要舉措?？鐚W(xué)科教學(xué)模式，通過整合不同學(xué)科的知識和方法，為學(xué)生提供了一個更為寬廣的創(chuàng)新探索平臺，對人才的創(chuàng)新能力發(fā)展有著重要意義?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）新增了“跨學(xué)科實踐”一級主題課程內(nèi)容，涵蓋物理學(xué)與日常生活、物理學(xué)與工程實踐、物理學(xué)與社會發(fā)展三個方面。基于此，一線教師應(yīng)加強初中物理課程研究，對“跨學(xué)科實踐”進行深入探索，主動打破學(xué)科之間的壁壘，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新潛能，以促進其創(chuàng)新能力的有效發(fā)展。

一、 選擇情境素材，突出學(xué)科融合，激發(fā)創(chuàng)新欲望

在初中物理教學(xué)中，跨學(xué)科實踐主題的情境素材極為豐富。在素材的選擇上，教師應(yīng)為學(xué)生設(shè)計動手實踐的機會，留出創(chuàng)新的空間，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和個性，進而提升他們的創(chuàng)新、探索和實踐能力，同時促進其創(chuàng)造力的發(fā)展和個性的成長。依據(jù)新課標(biāo)的指導(dǎo)，教師應(yīng)結(jié)合地方特色及學(xué)生特點挑選適宜的教學(xué)內(nèi)容，例如，社會發(fā)展的焦點問題、科技的進步、日常生活中的實際操作等，均可作為情境素材。

在跨學(xué)科教學(xué)實施過程中，學(xué)生應(yīng)成為學(xué)習(xí)的主體，而教師則扮演引導(dǎo)者的角色。教師需深入了解學(xué)生，考慮其實際情況，以便有效地開展跨學(xué)科的實踐活動。教師在備課階段應(yīng)與其他教師進行充分的交流，并在課堂上采用由淺入深的教學(xué)方法，將學(xué)科間的具體知識按照內(nèi)在聯(lián)系整合到物理學(xué)科中，形成學(xué)科交叉點，使這些知識點服務(wù)于物理教學(xué)，從多角度輔助物理知識的教授。初中學(xué)生在正式學(xué)習(xí)物理知識之前，對生活中的某些現(xiàn)象已有一定的認識。因此，教師在開展教學(xué)活動前，必須對學(xué)生已有的知識有所掌握，并據(jù)此創(chuàng)設(shè)主題情境，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，為持續(xù)的創(chuàng)新探索奠定堅實的基礎(chǔ)。

例如，在對蘇教版初中物理八年級上冊第四章“跨學(xué)科實踐：對冰箱中熱現(xiàn)象的探究”進行教學(xué)設(shè)計時，教師立足生活中的物理現(xiàn)象，融合物理、歷史、勞動教育等學(xué)科知識，整合主題素材，形成學(xué)習(xí)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新探索欲望。在教學(xué)引導(dǎo)環(huán)節(jié)，教師利用多媒體展示了我國的用冰歷史：我國的用冰歷史十分久遠?！吨芏Y》中有關(guān)于“冰鑒”的記載。所謂“冰鑒”就是暑天用來盛冰，并置食物于其中的容器（展示圖片）。算起來，“冰鑒”可能是人類最早使用的“冰箱”。根據(jù)所學(xué)知識，你知道“冰鑒”是如何實現(xiàn)食物保鮮的嗎？通過這樣的問題，教師激發(fā)學(xué)生思考“冰鑒”背后的物理原理，引導(dǎo)他們將已有的生活經(jīng)驗與物理知識相結(jié)合。在課堂上，教師還可以組織學(xué)生進行小組討論，讓學(xué)生分享自己對“冰鑒”保鮮原理的理解，并鼓勵他們提出自己的見解。通過這樣的互動，學(xué)生不僅能夠加深對物理知識的理解，還能夠激發(fā)創(chuàng)新探索的欲望。教師也適時引導(dǎo)，促使學(xué)生對比“冰鑒”和現(xiàn)代冰箱，在生活情境中親自體驗和觀察冰塊融化過程中的溫度變化，進而實現(xiàn)了對冰箱中熱現(xiàn)象的創(chuàng)新探究。

二、 結(jié)合活動特點，設(shè)定育人目標(biāo)，引導(dǎo)創(chuàng)新發(fā)展

從創(chuàng)新能力培養(yǎng)的視角來看，在跨學(xué)科的實踐活動中學(xué)生不僅要建構(gòu)并運用多學(xué)科知識，更要形成創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新實踐能力。不同類型的活動項目對學(xué)生的創(chuàng)新能力培育的側(cè)重點也不盡相同，在實際教學(xué)中，教師應(yīng)通過設(shè)定育人目標(biāo)，明確創(chuàng)新能力發(fā)展要求。首先，在創(chuàng)新人格方面要能夠根據(jù)跨學(xué)科情境產(chǎn)生好奇心和想象力，形成樂于探索、敢于創(chuàng)造的動機；其次，在創(chuàng)新思維方面要能夠根據(jù)常見現(xiàn)象形成猜想，能夠主動設(shè)計方案、收集證據(jù)，實現(xiàn)科學(xué)推理、科學(xué)論證，并主動對探究結(jié)果進行檢驗和修正，實現(xiàn)批判思考；最后，在創(chuàng)新實踐方面要能夠親自動手操作，按照創(chuàng)新設(shè)計方案完成任務(wù)要求，形成創(chuàng)新學(xué)習(xí)成果。

例如，蘇教版初中物理八年級上冊第一章“跨學(xué)科實踐：樂器的調(diào)查與制作”中包含這樣的任務(wù)：利用生活中常見的材料，自制一種簡易樂器，如單弦琴、竹笛、排簫、活塞音哨、酒杯打擊樂器等，并在制作過程中進行一些有趣的探究活動。要想完成這一任務(wù)需要學(xué)生調(diào)動物理、音樂、勞動等多學(xué)科知識，而制作樂器的過程也是學(xué)生發(fā)展創(chuàng)新能力的過程。基于跨學(xué)科任務(wù)的特點，教師立足學(xué)情分析了學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展需求，并從多角度進行了闡述：①在創(chuàng)新人格的培養(yǎng)方面：通過對日常生活中常見樂器的觀察，激發(fā)探索的欲望，并在對笛子、吉他、二胡等樂器進行比較和想象后，產(chǎn)生制作樂器的構(gòu)想；在樂器的制作與演奏過程中，面對未曾接觸的問題情境，能夠全面考慮各種可能性，并具備選擇最優(yōu)解決方案的意識。具備獨立思考的能力，擁有自己的見解，勇于嘗試和挑戰(zhàn)新事物，對同伴的觀點持有質(zhì)疑的態(tài)度；在樂器的制作和改進過程中，表現(xiàn)出專注和認真，不畏艱難，始終如一地完成任務(wù)。②在創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方面：能夠借助生活經(jīng)驗，對影響樂器音調(diào)的因素提出合理的假設(shè)；通過設(shè)計實驗來探究多因素對樂器音調(diào)的影響，靈活運用控制變量的科學(xué)思維方法；利用調(diào)音器顯示的頻率數(shù)據(jù)比較樂器的音調(diào)高低，基于科學(xué)依據(jù)得出結(jié)論；通過對不同小組實驗結(jié)論的偏差進行分析，勇于質(zhì)疑并創(chuàng)新性地提出自己的見解。③在創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)方面：能夠根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出影響樂器音調(diào)的因素假設(shè)，并通過設(shè)計實驗來驗證這些假設(shè)；能夠規(guī)劃樂器的制作方案，并成功地制作出樂器；能夠運用影響樂器音調(diào)的因素來演奏樂器。這樣的目標(biāo)要求對學(xué)生的創(chuàng)新人格、創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新實踐能力進行了具體的描述，指明了學(xué)生在跨學(xué)科活動中的創(chuàng)新發(fā)展方向，也形成了實踐探索的路徑，為學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展提供了引導(dǎo)和支持。

三、 通過任務(wù)驅(qū)動，利用問題啟發(fā)，激活創(chuàng)新思維

在跨學(xué)科實踐教學(xué)中，通過學(xué)生之間的交流碰撞，能夠激發(fā)創(chuàng)新思維，也可以實現(xiàn)創(chuàng)新能力的有效培養(yǎng)。創(chuàng)新思維的形成與發(fā)展需要不同學(xué)生之間的碰撞和交流?；诖?，教師應(yīng)結(jié)合跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動設(shè)計驅(qū)動性任務(wù)，并有針對性地提出問題，引導(dǎo)學(xué)生之間相互討論，交流觀點，讓他們在不同觀點的交鋒中激活創(chuàng)新潛力，不斷探索出更加科學(xué)完善的實踐方案。

例如，蘇教版初中物理八年級上冊第三章“跨學(xué)科實踐：自制天文望遠鏡觀察月球”安排在學(xué)生學(xué)習(xí)完透鏡的基礎(chǔ)知識及凸透鏡成像的規(guī)律之后，是對本章知識的整合升華。這部分內(nèi)容將透鏡知識與日常生活及工程實踐進行了融合，旨在讓學(xué)生在跨學(xué)科探究活動中了解望遠鏡的原理及放大倍率等問題，并綜合運用物理以及其他學(xué)科知識，制作望遠鏡，解決實際問題。

在實際教學(xué)中，教師圍繞“自制天文望遠鏡”這一重點內(nèi)容為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)任務(wù)單，以任務(wù)驅(qū)動法引導(dǎo)學(xué)生層層深入，探究望遠鏡的原理及成像特點等，從而突破重點，同時，通過問題串引領(lǐng)小組之間互動、討論、碰撞，一步步設(shè)計出望遠鏡制作方案，以達到創(chuàng)新探索的目的。

具體來看：任務(wù)一：探究望遠鏡成像原理。教師提出了如下問題鏈，引導(dǎo)創(chuàng)新思考：①為什么用兩個凸透鏡能把遠處的物體看清？②生活中不同的望遠鏡對物體的放大程度不一樣，什么原因？③為什么肉眼看起來比較小的樹，通過望遠鏡成像在眼前后卻感覺比較大？④你能利用光具座模擬開普勒望遠鏡的成像過程并探究成像原理嗎？在問題的層層引導(dǎo)下，學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律進行了創(chuàng)新思考，實現(xiàn)了對開普勒望遠鏡的成像過程的有效探索。

任務(wù)二：設(shè)計簡易望遠鏡制作方案。這一任務(wù)的主要目標(biāo)是促使學(xué)生利用多學(xué)科知識進行創(chuàng)新設(shè)計，為望遠鏡的制作奠定基礎(chǔ)。為引導(dǎo)小組內(nèi)部交流，教師先后提出了如下問題：①制作望遠鏡都需要哪些器材？②兩個透鏡間的距離應(yīng)該滿足什么條件？③兩個透鏡選擇哪個作為物鏡？哪個作為目鏡？④如何進行組裝？在問題的引導(dǎo)下，學(xué)生通過思維碰撞逐漸突破了難點，認識到焦距大的可以作為物鏡、焦距小的作為目鏡，并通過不斷嘗試確定了物鏡和目鏡的組裝方法。

任務(wù)三：制作望遠鏡。學(xué)生根據(jù)設(shè)計圖紙進行操作，并思考：設(shè)計圖紙與實際制作之間是否存在偏差？在制作過程中需要注意哪些問題？這些問題具有一定的反思性，能夠讓學(xué)生在實際操作中批判性地認識設(shè)計方案，從而及時調(diào)整和優(yōu)化，充分保證制作效果。在這一案例中，學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動下深入思考，突破重難點，綜合運用了多學(xué)科知識，同時也在動手實踐中提升了自己的創(chuàng)新能力和實際操作技能。

四、 強化活動體驗，形成實踐方案，創(chuàng)新解決問題

初中生創(chuàng)新能力的形成離不開真實的實踐活動。在初中物理跨學(xué)科教學(xué)中，教師應(yīng)精心設(shè)計實踐活動，促使學(xué)生親身經(jīng)歷解決真實實踐問題的過程，進而將物理知識與其他學(xué)科知識相結(jié)合，形成具有創(chuàng)造性的解決方案。當(dāng)然，在這一過程中，教師要給予學(xué)生充分的自主空間，減少對學(xué)生不必要的干預(yù)。通過解放空間和時間，學(xué)生可以通過獨立思考與合作學(xué)習(xí)探索物理以及其他學(xué)科知識在解決問題過程中的具體應(yīng)用，能夠逐漸形成問題解決方案。同時也可以在思維的碰撞中及時發(fā)現(xiàn)方案中存在的不足，從而在批判性思考中不斷優(yōu)化改進，形成更加科學(xué)合理的問題解決方案，并實現(xiàn)自身創(chuàng)新潛能的有效開發(fā)。

例如，經(jīng)過蘇教版初中物理九年級下冊第十六章《電磁轉(zhuǎn)換》相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了磁生電（閉合回路里的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電流）這一物理知識?；诖?，教師設(shè)計實施了以“簡易手搖發(fā)電機”為主題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動，旨在讓學(xué)生親身體驗磁生電的過程，更好地認識發(fā)電機原理，并在設(shè)計制作中實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。

在活動推進過程中，有的學(xué)習(xí)小組利用提供的銅線180m（直徑0.37～0.71mm）、條形磁鐵、金屬棒、木板、軸承等材料自主設(shè)計，集中討論制作方案，并不斷優(yōu)化，形成了如下步驟：首先，制作底座。準(zhǔn)備兩塊木板，測量高度，并在木板上打孔安裝軸承，隨后使用釘子或螺絲將木板垂直固定在長木板上，制作成為轉(zhuǎn)子支架的底座。其次，安裝磁體。在支架上方鉆兩個孔，這兩個孔必須對齊，因為金屬棒（轉(zhuǎn)子軸）需要同時穿過這兩個孔，而且不能夠被卡住。將金屬棒穿過支撐框架的一邊，然后將磁鐵放置在金屬棒上。再次，確定框架，將線圈繞在紙筒上，在兩端分別都留出一定距離的電線用于連接電源測試設(shè)備。將紙筒放置在轉(zhuǎn)軸和磁鐵上，然后將轉(zhuǎn)軸穿過支撐框架另外一邊。在支撐框架兩側(cè)都留出轉(zhuǎn)軸的距離。接下來，安裝轉(zhuǎn)筒。用四塊木板圍成一個兩端開口的桶狀，在圓桶的兩面對稱打上較大孔徑的圓孔，讓金屬棒能夠穿過圓木桶，隨后我們將銅線按照一個方向纏繞在木桶上，同時避開圓孔，將金屬棒穿過木桶并將磁鐵固定在金屬棒上。最后在金屬棒一端安裝簡易手柄，方便轉(zhuǎn)動金屬棒。基于這一步驟，該組學(xué)生完成了對簡易手搖發(fā)電機的制作，并在課堂上進行了展示和原理解釋，分享了實踐經(jīng)驗和創(chuàng)新體會。通過這樣的跨學(xué)科活動，學(xué)生親歷了知識運用的全過程，充分鍛煉了創(chuàng)新思維能力，同時也在實踐操作的過程中不斷調(diào)整思路，逐漸形成了最佳的問題解決方案。這一過程不僅提升了學(xué)生問題解決能力，也促進了他們創(chuàng)新素養(yǎng)的全面發(fā)展。

五、 利用評價反饋，引發(fā)批判反思，促進創(chuàng)新發(fā)展

在基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)中，評價反饋機制不僅能夠為學(xué)生提供及時的反饋，幫助他們了解自己的學(xué)習(xí)進度和存在的問題，而且還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和自我反思能力。在實際教學(xué)中，教師首先要重視評價學(xué)生創(chuàng)新能力的重要性，并從多角度設(shè)計評價量表，確保評價能夠嵌入學(xué)習(xí)活動之中，綜合呈現(xiàn)學(xué)生在實踐探索中的創(chuàng)新表現(xiàn)。其次，要通過自評、互評等方式進行多元評價，從不同視角展示學(xué)生在跨學(xué)科項目中的表現(xiàn)，包括他們的創(chuàng)意提出、問題解決過程以及團隊合作能力等，以進一步反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，還能揭示其創(chuàng)新思維的活躍程度。最后，要合理運用評價結(jié)果，引發(fā)學(xué)生的批判思考，幫助學(xué)生形成一個自我驅(qū)動的創(chuàng)新學(xué)習(xí)循環(huán)，促使他們以更好的狀態(tài)參與到物理跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動之中，并在實踐中持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新能力。

例如，在上述“跨學(xué)科實踐：自制天文望遠鏡觀察月球”的教學(xué)指導(dǎo)中，教師重點圍繞“自制天文望遠鏡”這一任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生進行探究學(xué)習(xí)，并利用量表將評價嵌入學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)，以通過教學(xué)反饋來呈現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展過程。

其中在“課前自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)”，重點評價學(xué)生能否積極根據(jù)參與“望遠鏡發(fā)展歷程”資料查詢工作；能否積極為本部分內(nèi)容的課堂展評活動出謀劃策，展現(xiàn)自己的創(chuàng)新想法；能否更好地認識到科學(xué)和技術(shù)的重要性及應(yīng)用價值；能否通過講解，打破認知局限，對望遠鏡的種類、制作原理等形成更加具體全面的認識。

在“望遠鏡原理探究環(huán)節(jié)”，重點評價學(xué)生能否利用分發(fā)的器材對望遠鏡原理進行分析；能否主動參與小組交流，并提出自己的觀點；能否根據(jù)演示的凸透鏡成像光路圖，了解望遠鏡成像位置、成像特點；能否通過實驗驗證望遠鏡成像原理，并敢于質(zhì)疑，準(zhǔn)確理解“將兩個凸透鏡組合使用，可以使遠處物體較小的像適當(dāng)放大”這一原理在望遠鏡中的應(yīng)用。

在“望遠鏡設(shè)計環(huán)節(jié)”，重點評價學(xué)生能否對望遠鏡透鏡的選擇、鏡筒的設(shè)計等方面提供自己的思路；能否通過探究，對自制望遠鏡形成設(shè)計模型初稿；在確定最終方案的過程中，能否根據(jù)現(xiàn)實條件綜合考慮方案實施的可能性、可能會受到的限制以及目標(biāo)的完成度。

在“望遠鏡制作環(huán)節(jié)”，重點評價學(xué)生能否與小組成員共同繪制本組的設(shè)計圖紙；能否多動手、勤動腦、多操作，積極投身到本組望遠鏡的制作與優(yōu)化改造過程中；在完成任務(wù)的過程中，是否會根據(jù)實際情況對方案進行批判性思考，并實現(xiàn)方案的修改和優(yōu)化。這樣的教學(xué)設(shè)計將評價貫穿在跨學(xué)科學(xué)習(xí)的全過程，并針對學(xué)生創(chuàng)新品格、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新實踐獲取了信息，形成了反饋，也讓師生更清晰地認識到學(xué)生在創(chuàng)新發(fā)展中存在的優(yōu)勢和不足，從而在批判思考中實現(xiàn)了針對性的改進和優(yōu)化。

六、 結(jié)論

初中物理跨學(xué)科實踐不僅是對學(xué)科知識的整合與拓展，更是對學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的全面培養(yǎng)。在創(chuàng)新教育視角下，教育工作者應(yīng)繼續(xù)深入教研，從物理學(xué)科特點出發(fā)深度解讀跨學(xué)科實踐在創(chuàng)新人才培育方面的作用，進而聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新生長點，進一步豐富教育教學(xué)方式，強化真實情境創(chuàng)設(shè)及教學(xué)任務(wù)驅(qū)動，有效落實創(chuàng)新教育要求，以真正做到學(xué)科育人、立德樹人。

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