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基于核心素养培养的跨学科实践研究

作者：马伟远陈瑜王璐

来源：《物理教学探讨》2023年第12期

摘要：以杠杆模型和气压差模型设计呼吸模型以及饭盒提升装置为例，阐述开展基于核

心素养培养的跨学科实践意义、研究思路、设计与评价方法，旨在对培养学生跨学科实践能力

的可行性进行研究。

关键词：核心素养；跨学科实践；模型设计

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2023）12-0073-4

《义务教育物理课程标准（２０２２年版）》增加了“跨学科实践”这一一级主题，该主题

包含“物理学与日常生活”“物理学与工程实践”“物理学与社会发展”三个二级主题［１］，该变

化的目的是发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能

力［２］。以知识应用为目的的跨学科实践，要求学生掌握某一物理知识时，经过调研、考

察、设计、加工、实验与制造等一系列活动，从而运用多学科知识解决具体问题。本文以杠杆

模型和气压差模型对呼吸模型以及饭盒提升装置进行设计为例，尝试开展基于核心素养培养的

跨学科实践设计、实施以及评价的研究。

１开展跨学科实践研究的意义

１．１还原人類实践活动，发展学生核心素养

在学科本位背景下，学生形成物理概念、建构物理模型、掌握物理规律，但对于产生物

理概念的背景、模型的建立以及规律的论证等的理解存在不足，从而不能将所学知识有效用于

解决实际问题过程之中。如何设计与实施实践性作业，以有效促进学生关键能力的提升，成为

物理教师必须关注的问题［３］。学生通过探索、应用物理模型，立足物理，还原生活，可以

促进其学科核心素养的发展［１］。

１．２运用跨学科知识，培养解决实际问题能力

跨学科实践是基于问题解决的一种教学方式，物理跨学科实践侧重于同时运用物理、化

学、生物、地理等学科知识去解决同一个问题。解决问题的能力主要体现在：能找到影响活动

成效的因素；能运用简单模型解决问题；能运用物理方法对跨学科问题进行推理，得出结论；

能独立思考，提出自己的见解等。

１．３开展跨学科实践，培养创新型人才

通过分析和挖掘物理与其他学科的内在联系，整合相关内容，提炼跨学科概念，精心选择

和设计让学生感兴趣的研究内容，让学生在分析问题链或完成任务串中发展跨学科核心素养

［４］。跨学科实践让学生从不同的学科起点跨界，形成跨领域意识，这样更有益于创新型人

才的培养。

２开展跨学科实践的研究思路

２．１寻找关联点，确定实践目标

教师通过钻研课程标准、梳理课程逻辑以及与不同学科教师开展教研，发现本学科中学

生掌握有难度并且与其他学科有交集的教学内容，引导学生运用跨学科学习的方法掌握知识。

在学科与学科之间、学科与生活之间寻找知识的关联点，生成探究主题，确定实践目标。

２．２创设真实情境，确定实践任务

将上述探究主题迁移到真实生产、生活、社会情境中，其实质是在还原人类认识世界的

实践活动。例如，在“电流的磁效应”一节中，可以开展自制电磁锁实践活动，学生对电磁锁有

一定的真实体验，结合物理学科的特点和学生的探索兴趣，教学中就可以设计如下的实践任

务：你了解每天进出校园的电磁门锁是如何工作的吗？你能利用身边的日常物品设计出一个简

易电磁锁吗？学生以小组为单位进行研究调查，在调查过程中实践，在实践过程中思考。这样

的实践任务基于真实的情境，容易激发学生的内在学习动力。

２．３聚焦实践任务，设计驱动问题

学生在面对跨学科实践任务时，通常会难以入手。这就需要教师在设计问题时从学生角

度出发将抽象、深奥的问题转化为学生感兴趣、能理解的问题，既激发了学生的学习内驱力，

同时又能提供探究的方向。

２．４助力方案设计，推动产品制作

在真实情境中，学生在驱动性问题导向下，结合物理和其他学科知识，以小组合作的形

式设计实践方案，并制作相应产品，实现知识的迁移和运用。

２．５进行综合评估，展示实践成果

综合评估学生对实践任务的理解程度，评估学生实践的完成度，产品的效益性、创造

性。通过评价，学生对跨学科实践会有更明晰、深入的认识。

３开展跨学科实践的学习设计与实施

下面分别以教材中“人的呼吸”、饭盒提升装置这两个主题为例，阐述跨学科实践的学习设

计与实施。

３．１呼吸运动中的杠杆模型及气压差模型

３．１．１寻找关联点，确定实践目标

在学习“人体和外界环境的气体交换”一节时，七年级