高中物理大單元教學中跨學科融合培育核心素養的路徑

1引言

高中物理教育在新時代教學改革中面臨著核心素養培養的重大任務.核心素養的目標不僅局限于知識的傳授，還包括批判性思維、創新能力及問題解決能力的培育.為實現這一目標，物理教學需要突破傳統教學模式，引入大單元教學體系，并通過跨學科融合構建更具深度和廣度的學習框架，促進學生全方位的認知發展與能力提升.

2理論構架：核心素養理念與大單元教學體 系的交融建構

在新時代教育改革背景下，如何通過高中物理教學有效培養學生的核心素養已成為教育改革的關鍵任務.核心素養作為學生綜合能力發展的重要維度，不僅涵蓋學科知識的掌握，更強調批判性思維能力、創新能力與問題解決能力的培養.為了達到這一目標，物理教學必須在宏觀結構上進行深度的調整與創新，尤其是在大單元教學體系中，核心素養理念的融入具有不可忽視的意義.

2.1物理核心素養內涵重構：建構主義范式與元認知機制的跨界探源

物理核心素養的內涵不僅體現在學生對物理知識的掌握上，更在于其思維方式的培養.建構主義學習理論強調學習者在認知過程中自我構建知識體系，這一理念為物理教學提供了新的視角.在物理教學中，核心素養的培養側重于學生主動參與知識的建構，而非簡單的知識灌輸.通過深度學習的方式，學生能夠在解決物理問題的過程中，逐步形成高階的認知能力和邏輯思維能力.

在物理教學實踐中，元認知能力的培養同樣至關重要.元認知，即“對自己思維的思維”，是指學生能夠意識到并調節自己在學習過程中的認知活動.在物理核心素養的培養中，元認知能力是提升學生問題解決能力與創新能力的核心環節.通過大單元教學的設計，物理知識不再是孤立的，而是與學生的元認知能力緊密聯系，形成更具自主性和批判性的思維模式.結合建構主義理論與元認知機制的交織，不僅能促進學生對物理概念的深刻理解，還能激發其自主學習和探究精神，從而為核心素養的全面發展奠定堅實基礎.

2.2大單元教學模式系統整合：深度認知激發、信息重構與知識遷移的協同機制

大單元教學模式在教學設計中的應用，極大地拓寬了物理教學的視野，為實現核心素養的培養提供了新的途徑.大單元的教學框架突破了傳統單元教學的局限，將知識點以模塊化、綜合化的方式進行整合，強調跨學科的融合與實踐活動的開展.在這一模式中，物理知識的傳授不僅僅依賴于概念的陳述，更注重對學生思維深度的激發、信息的重構與知識的遷移.

例如在講解高中物理必修第一冊中“彈力”這一概念時，教師可以將其與生物學中的肌肉收縮機制相結合.當人體肌肉收縮時，肌肉纖維的彈性形變會產生恢復力，這與彈簧被拉伸或壓縮時產生的彈力原理相似.通過這種跨學科的類比，學生不僅能夠理解彈力的定義（由于彈性形變而產生的力），還能認識到彈力的方向總是與形變方向相反，且彈力的大小與形變程度的關系可以通過胡克定律 F= kx 來描述.這種跨學科的教學方式，能夠幫助學生將物理知識遷移到生物學中，理解肌肉運動的力學原理，從而實現知識的深度整合與應用，

深度認知的激發要求學生在面對復雜的物理問題時，能夠進行多角度、多層次的思考，并通過多種方式進行推理與驗證.大單元教學正是通過串聯不同物理主題，構建起跨學科的知識網絡，培養學生在解決問題過程中對不同知識點的關聯與整合能力.

例如學生在學習彈力時，可以結合工程學中的橋梁設計問題，分析橋梁結構在受力時的彈性形變及其恢復力.通過這種跨學科的應用，學生不僅能夠理解彈力的基本概念，還能掌握如何利用彈力原理優化橋梁結構設計，從而提高其解決實際問題的能力.

信息重構是大單元教學的另一核心要素.信息重構要求學生在不同物理情境中進行知識的重組與再創造.在這一過程中，學生的認知結構被不斷豐富與完善，對物理概念與原理的理解也逐步從表面化向深層次轉化.

例如學生通過分析彈力的大小、方向以及胡克定律的應用，能夠更深入地理解彈力與形變之間的內在聯系，并逐步將這一知識點遷移到化學中的分子間作用力分析中.通過這種跨學科的信息重構，學生能夠從彈力的簡單概念過渡到更加復雜的科學問題分析，從而實現知識的創新性應用.

3交融機理：跨學科教學策略與實踐路徑的 內在邏輯

跨學科教學作為一項教學改革探索，正逐漸成為提升學生綜合素養的有效路徑.其內在機制體現為學科內容和方法的有機結合，既能突破學科的傳統邊界，又能為學生提供多維度、多層次的學習體驗.跨學科教學不僅要求教師具備廣闊的學科視野和較強的跨領域的理解能力，更需要合理的教學策略和創新的實踐路徑來支撐和推動其實施.本節將探討跨學科教學的動力機制與策略設計，重點分析多模態知識重組、深度學習效應的激活及情境創設、協同探究、過程性評價體系等策略的創新路徑.

3.1學科交融動力機制：多模態知識重組與 深度學習效應的內在激活

學科交融的核心在于打破學科之間的界限，促進知識的跨界整合與應用.在高中物理教學中，常規教學模式側重于對知識點的單獨傳授，而跨學科教學則通過多模態的方式，將物理、化學、生物、數學等學科的相關內容進行有機融合.這種多模態知識重組能夠激發學生的認知潛能，促進知識的深度理解與靈活運用.

多模態知識重組在跨學科教學中主要體現在以下幾個方面.首先，物理學科的基本原理與其他學科的概念進行整合，促使學生在真實情境中理解知識的多重意義.例如，在學習力學的過程中，結合數學的函數圖像與化學的分子運動理論，幫助學生形成更為全面的物理思維.其次，教學內容的跨學科關聯能夠激活學生的深度學習效應.深度學習不僅僅是對知識的理解與記憶，更在于學生能否在復雜情境中靈活運用知識.通過跨學科教學，學生能夠在解決實際問題時調動多種學科的知識，提升解決問題的能力.

3.2跨學科教學策略創新設計：情境創設、協同探究與過程性評價體系的構建

跨學科教學的實施離不開創新的教學策略.這些策略既要契合學科本身的特點，又要能夠有效促進學科之間的交融.情境創設、協同探究和過程性評價體系是實現學科交融的重要策略，它們不僅有助于增強學生的學習動力，也有助于學生批判性思維和創新思維的培養.

情境創設作為跨學科教學的起點，是激發學生學習興趣與思考的關鍵.通過精心設計與學科內容相關的現實情境，學生能夠在模擬或真實的環境中體驗跨學科的知識應用.

例如在高中物理的電磁學教學中，教師可以引人智能家居中的無線充電技術、電子設備中的電磁干擾問題，激發學生探討和研究相關物理原理的興趣.通過情境的創設，物理知識不再是抽象的公式，而是與現實生活密切相關的應用，學生能夠感受到學科知識在實際生活中的價值，進而增強學習的動力.

協同探究則是跨學科教學中非常重要的一種教學方式，它強調在小組合作中，通過不同學科背景的學生共同探討解決問題的方案.協同探究不僅要求學生具有扎實的學科基礎，更重要的是培養學生的團隊合作意識與溝通能力.在物理教學中，教師可以設計一項任務，要求學生根據物理學的原理、數學的建模、化學的反應過程等，進行綜合性實驗與分析.這一過程不僅能夠加深學生對各學科知識的理解，還能夠促進學生跨學科思維的發展，使其更加全面地掌握知識，培養學生的綜合問題解決能力.

過程性評價體系則是跨學科教學的有效保障.傳統的評價體系通常更注重學生的最終成績，而忽視了學生在學習過程中的成長與進步.跨學科教學要求教師在教學過程中注重對學生學習狀態的實時評估，關注學生在知識建構、思維拓展和合作探究中的表現.通過過程性評價，教師能夠及時發現學生的優點和不足，并為其提供個性化的指導與幫助.同時，過程性評價也能夠幫助學生形成自我反思和改進的能力，從而提升其自主學習的能力.在跨學科的教學中，過程性評價不僅限于學生的學術表現，還包括對學生的團隊合作能力、創新思維能力以及解決實際問題的能力等方面的評價.

4新高考導向：物理核心素養培育與多元評價機制的實踐革新

在新高考政策引領教育變革的背景下，高中物理教學的核心素養培育顯得尤為重要.核心素養不僅僅是知識的積累，更是學生綜合能力的體現.新高考對物理教學提出了更高的要求，促進了教學內容、方法與評價體系的深刻變革.結合這一新變化，高中物理教育需要注重培養學生的科學思維和創新能力，強化物理學科的跨學科融合，通過多元化的評價機制實現學生全面素質的提升.

4.1新高考語境下物理知識體系再造：認知躍遷與思維深化的理論再構

隨著新高考改革的推進，物理教學內容不再單純圍繞知識點的機械記憶展開，而是注重知識的系統性、內在聯系以及思維的多維度發展.物理核心素養的培育要求不僅僅是對物理知識的掌握，還需要在認知結構和思維方式上發生根本性躍遷.物理知識的重組不再是線性敘述，而是強調跨學科的綜合性和探究性，突顯思維深度和邏輯嚴謹性.

在新高考語境下，物理知識的教學內容應當更多地體現學科內外的知識聯系，融入科學思維與實踐探究.通過加深學生對物理原理背后深層邏輯的理解，促進從局部知識到整體系統的思維轉換.物理教學內容的設計應當注重知識的縱向延展與橫向交叉，使學生在掌握物理基本概念和原理的同時，能夠形成創新的思維模式.這種知識體系的再造，旨在通過深度的思維訓練，幫助學生培養解決復雜問題的能力，為未來的科學探索奠定堅實的基礎，

4.2多元評價驅動核心素養實現：形成性評估與反饋調控的協同效應

新高考改革不僅對考試內容進行調整，同時也對評價體系提出了全新的要求.傳統的評價方式往往側重于對學生知識掌握情況的單一測試，而多元評價機制則更加注重對學生學習過程中的各項能力的綜合評估.多元化的評價體系應當涵蓋知識、技能、態度等多個維度，尤其是如何通過形成性評估來持續跟蹤學生的學習進展，并通過反饋調控引導學生實現知識與能力的有效提升.

形成性評估作為一種新的評價模式，其核心在于對學生學習過程的關注，而非單純依賴終結性考試的成績.這一評估方法通過實時反饋和動態調整，能夠及時識別學生的學習困難與不足，并為其提供個性化的輔導與支持.通過不斷優化反饋機制，學生的學習行為和認知結構能夠得到有效的修正和提升.與此同時，教師在評估中所獲取的反饋信息，也有助于教學策略的調整，使得教學活動能夠更好地適應學生的需求，推動核心素養的全面培養.

5結語

通過大單元教學與跨學科融合的路徑設計，高中物理教育不僅能夠更有效地培養學生的核心素養，還能夠在新高考改革背景下更好地促進學生的綜合能力提升.這一創新教學模式為學生全面發展和科學素養的提升提供了有力保障.

參考文獻：

[1]劉航.促進“五育融合”的高中物理大單元教學實踐研究[D].成都：四川師范大學，2024.

[2]吳詠桐.基于深度學習的高中物理大單元教學設計研究[D].大連：遼寧師范大學，2023.

[3]劉勇.基于核心素養的高中物理大單元教學設計探討[J].數理天地（高中版），2024(22)：113—115.

[4侯帥.核心素養視角下高中物理大單元教學設計與實施[J.數理天地（高中版），2024(14)：47-49.