在物理课程中开展跨学科实践的思考与实施策略

作者: 卢杰

物理是一门以实验为基础的自然科学课程,与小学科学和高中物理课程相衔接,与化学、生物等课程相关联,具有基础性、实践性等特点。《义务教育物理课程标准(2022年版)》的“课程内容”板块,创设性增加了一级主题“跨学科实践”,侧重体现物理学与日常生活、工程实践、社会发展等方面的联系。

增设一级主题“跨学科实践”是新时代基础教育教学方式变革的重要举措,是培育学生核心素养的必然选择。如何指导一线教师在日常教育教学中设计并开展跨学科实践活动,真正实现知识本位向素养本位的转变,这对跨学科实践学习落地具有重要的价值和意义。

一、跨学科实践活动实施中存在的问题

跨学科实践作为课程组织形式和学习方式的一种变革,立足于学科主体又超越单一学科视野,需要教师在设计时对学习内容重构、学习方法整合、学习价值复合,最终呈现为各学习要素有机融合的整体,以实践促进育人目标的达成。然而,在实践过程中跨学科实践活动极易流于形式化和浅表化。其原因主要有四点。

第一,跨学科实践活动的情境问题适切性差。有的教师不能从情境中挖掘出有研究价值、蕴含物理知识的真问题,作为活动的载体贯穿始终;情境问题的难易程度把握不当,使得任务缺乏挑战性,不能激发学生的学习动力;情境问题涉及的学科内容过于复杂,易超出学生认知水平和操作能力。

第二,跨学科实践活动的学习要素缺乏有机统整。有的教师过度追求课程形式的创新,使得实践环节缺少内在的逻辑联系,这不利于对学习目标、学习任务、学习内容等要素的有机整合。

第三,跨学科实践活动的学习容量与定量课时不匹配。如果教师未充分考虑学生个体差异、活动内容的思维量过大或操作过难、实施时急于推进……这些都会使得学生缺少足够的思考与实践时间,无法基于真实情境问题进行自主建构学习活动。

第四,缺少跨学科实践活动的评价设计。缺少对应的评价,会使我们无法科学监测活动的整体实施效果,无法根据学生的行为表现、认知水平、学习态度与品格制订科学的发展计划;评价方式相对单一,仅通过教师或学生主观、定性的评价,评价结果不够客观,无法针对每一个学生设计适合的发展方案。

二、设计与实施跨学科实践活动的有效策略

针对物理学科跨学科实践活动设计和实施中存在的问题,笔者在此以跨学科实践案例“‘光’想留住‘泥’——制作太阳能净水装置”为例进行探讨。

(一)情境问题巧落地

跨学科实践有着强烈的情境特征。根据情境认知学习理论,学习植根于真实的实践情境,学习者基于情境意识到知识的价值,并尝试用知识来分析和解决真实世界问题,学习自然而然发生。为此,跨学科实践活动的设计需要考虑育人实际,聚焦“培育学生核心素养,挖掘助力学生完整生长、体现人类发展文明成果价值”的情境问题,充分考虑真实问题“宽泛不聚焦”的特点,找准知识与情境的切入点,将真实复杂的“大问题”适当改造成指向明确、符合学生认知水平的“小问题”,让情境问题难度适切。

比如,从黄河流域生态保护这个社会热点中选取情境素材,针对学生在物态变化概念不明晰、环保节水意识缺失、动手能力弱等方面的学习需求,挖掘出“如何环保、经济地将黄河水变成符合一定标准的净化水”的核心问题,生成“制作太阳能净水装置”的主任务,并整合数学、化学等学科的内容,形成跨学科实践活动主题“‘光’想留住‘泥’——制作太阳能净水装置”。

(二)“四线”融合明要素

跨学科实践作为体现综合性、情境性与实践性的学习活动,它打破了学科壁垒,从问题解决的角度整体把握,进行有机关联。设计跨学科实践活动,教师可以通过“问题”“情境或任务”“知识”“素养”四条主线厘清学习要素,再依据学科知识逻辑对各要素统整,搭建活动框架。比如,在“情境或任务”主线中,教师可以对总情境或主任务进行分解,最终形成三个课时、五个任务。此外,“情境或任务”主线在明,其他主线在暗,交叉融合后可实现学生认知活动的外显,达成各学习要素的有机统整,实现跨学科实践活动框架的搭建,为后续细化教学设计、撰写活动目标、设计评价任务等提供依据。

(三)思维支架控容量

跨学科实践既是课程内容的变革,又是学习方式的变革。课时的设定和课程的实施,需要从“学习知识、应用知识”向“分析问题、解决问题”转变,让学生在具身实践中提升素养。需要注意的是,跨学科实践活动对学生的动手能力要求更高,教师要给活动留出充足的时间,让“真思考”和“真实践”发生。

(四)定量评价促反思

基于跨学科实践的根本属性,应以表现性评价为主,诊断学生核心素养的发展情况,倒逼教学过程和授课内容的深刻变化。一方面,需要设计与素养目标一致的评价性任务,让目标达成度外显。另一方面,需要设计以素养为导向的评价性量表,使定性评价与定量评价结合,为教师和学生提供反馈与自我评价反思的支架,并从自评、组评和师评角度对学生在整体活动中的参与状态、情感状态,以及发展状态作出评价。

此外,评价跨学科实践的活动,需要从真实角度对物化成果进行评价,通过评价让其不只停留在课堂的学习,还要成为社会生活的衔接点,实现学生实践能力的提升。

总之,跨学科实践是一个开放、动态、真实的学习过程,对于教师和学生都充满挑战性。一线教师在探索实施过程中,需要深刻把握课标内涵,避免过度追求形式上的创新,在原有教学方式基础上循序渐进,以增大学生在活动中自主建构学习的匹配度与可能性,在真实践中提升学生的思维能力和实践能力,最终达成育人目标,推动核心素养落地。

(本文系2022年度河南省基础教育教学研究项目“指向核心素养的初中物理跨学科实践案例开发研究”的研究成果,课题编号:JCJYB2206010032)

(责 编 于 安)