论高中物理教学跨学科知识教学的应对策略

张玉滨　王红旺　王敏

摘要：跨学科知识点的教学是高中物理教学的重点和难点，解决跨学科问题的能力也是学生综合素质能力高低的体现。本文重点探讨了在高中物理教学中，物理与数学、化学、地理等其他学科跨学科的知识，并对教学提出了相应的应对策略。

关键词：高中物理；跨学科；应对策略

中图分类号：G633.7 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）21-0248-02

當今世界各学科高度分化的同时不断地融合、交叉，形成种类繁多的跨学科类群，学科间的联系日益紧密，界限日益模糊。国外发达国家美国、英国、德国很早就开展了跨学科教学，并形成了完善的理论体系，取得了丰富的实践经验[1]。近年来跨学科教学在我国引起了广泛关注，在《普通高中物理课程标准（实验）》（以下简称《标准》）强调高中物理学科应顺应时代的要求，学科的设置也应与时俱进。《中国学生发展核心素养》总体框架认为学生应具备丰富的科学知识和适应当代社会的能力，而不仅仅是某一项专业的学科知识和能力。高中物理属于科学领域中的一个科目，其教材内容的设置与数学、化学等学科紧密联系，有较多的交叉点，顺应了当今科学综合化的发展总趋势，这为高中物理教学中进行跨学科知识的教学奠定了基础[2]。

关于跨学科教学，不同的作者有不同的解释，但目前比较认可的定义为跨学科教学是指以一个学科为中心，对于其中一些知识点可以运用不同学科的知识展开对所指向的交叉部分内容进行加工和设计教学[3，4]。通常说的“跨学科”的含义指：1）打破学科壁垒，把不同学科理论或方法有机地融为一体的研究或教育活动；2）包括众多的跨学科（或交叉学科）在内的学科群；3）一门以研究跨学科的规律和方法为基本内容的高层次学科，确切称为“跨学科学”或“科学交叉学”[5]。跨学科主要通过多学科资源的融合，有效地解决问题，更好地实现教学目标，并在问题探究的过程中全面培养和训练学生的学习能力和综合素养。

知识没有界限，物理教学中经常会出现物理学科与其他学科的跨学科知识的交叉融合，其中高中物理与数学、化学、地理联系较为密切。物理学科教学的教学内容设计、进度会和其他相关学科知识相互关联。因此，物理课教师要明确高中物理教学中物理与其他学科知识的衔接盲点，教学过程中要有针对性的进行课堂设计，解决交叉学科问题，这样将会使学生更清晰、透彻地理解知识点。

一、高中物理与其他学科的跨学科知识点[6]

（一）高中物理与数学学科的跨学科知识点

高中物理与数学的跨学科知识点较多，主要有：①斜率问题[7]。在新课标中数学上学习斜率滞后于物理上的应用一个学期的时间，而斜率在物理图像中应用广泛，如位移时间图像、速度时间图像等。②三角函数问题。③矢量问题。矢量即数学的向量。④圆的知识。⑤统计学内容。统计学知识的学习有利于学生理解波粒二象性、气体速率分布规律等物理知识。数学作为工具学科，其思想、方法和知识始终渗透、贯穿于整个物理学习过程中，为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言，为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效的方法，为物理学中的数量分析和计算提供有力工具，两个学科之间的关系非常紧密。

（二）高中物理与化学学科的跨学科知识点

高中物理与化学的交叉内容主要有：物理选修氢原子能级结构、轨道、能级跃迁等与化学选修3中第一章原子结构中的能级、能量最低原理、基态与激发态、光谱等。物质在发生化学变化时必然伴随物理变化，同时伴随有物理现象的产生，从物理现象出发是探究化学变化的视角和方法，物理现象是认识和分析化学变化规律的起点。另外物质的变化无论是物理变化还是化学变化，都存在一定的物理量的变化，而且遵循质量守恒定律、能量守恒定律、电荷守恒定律和平衡移动原理。这些知识可以从物理角度研究化学，将会有利于学生更好地理解化学知识，实现物理和化学教学双赢。

（三）高中物理与其他学科的衔接点

高中物理与地理衔接知识点主要有：天体运动部分、磁场等部分，需要学生把高中地理必修1地球与地图的知识和物理相关知识点结合起来，如利用经纬网格计算距离、时间，热胀冷缩，地球上水的三态变化，日食、月食的发生是光线传播的结果等内容。

高中物理与历史的学科衔接内容主要是高中历史“现代科学革命”中经典物理学的危机、爱因斯坦相对论、量子理论的微观世界等。在历史学科授课过程中结合物理知识介绍物理趣闻、物理史料，让学生了解物理理论的产生、发展，体会物理在人类历史科技进步中的重要地位，激发对科学、历史学科的兴趣，因此教师应该在教学过程中注意交叉内容的教学安排。

因此，教师在教学设计、内容讲授过程中要注意学科间的联系、学科知识点的衔接与侧重，这样既能很好地衔接不同学科间的课程，同时也能激发学生学习热情，极大地提高教学效率。

二、应对策略

（一）跨学科知识进行有效整合

要把与物理有关的交叉学科知识进行汇总，形成交叉学科知识点的集合，并与其他学科相关知识点进行有效整合，各学科任课教师要进行有效衔接，避免知识盲区的出现。例如，在讲速度时间图像、位移时间图像时，要给学生简要回顾、复习斜率相关内容。整合后的内容对于学生来说，更具知识的系统性与条理性，拓宽物理知识吸收的途径，达到深入理解物理学科的目的。

（二）教学设计、教学内容需要结合跨学科知识

教学过程中有些知识点是多学科交叉，因此在对这些内容进行教学设计的时候需要多个学科教师共同探讨，根据学科特点、学生情况进行教学设计，最大限度地利用各种教学资源，有助于学生更好地认识、掌握和理解知识点。学生更好地掌握本学科知识点的同时，也会更深入地了解相关交叉学科内容。

（三）引导学生均衡发展

在教学中注意培养学生的综合素质，要引导学生认识到各学科知识和方法的融会贯通。引导学生应用学科知识解决问题时要具备跨学科意识，借鉴其他学科方法与知识。对于学生在学习过程中遇到的交叉学科的知识点，可以引导学生查阅资料，做好标记，等到各学科涉及到相关内容再进行回顾，总结知识点，构建跨学科的知识网络。

（四）鼓励不同学科教师跨学科协作备课，提升教师综合素质

跨学科教学是教育教学的理想境界和必然选择，也需要教师具备相应的学科素养。目前我国高中学校的所有任课教师都为学科教师，相互独立，但是今后高中教师不仅需要承担本学科教学责任，还要有对跨学科知识点的掌握与理解，并能发现学生的兴趣特长进行有针对性的指导[8]。

在新的教育大纲的指导下，为了学生的全面发展，全国即将全面推行文理不再分科，这样就提高了教师和学生对于跨学科知识的学习运用。21世纪社会需要更多复合型的人才。例如人工智能就涉及到哲学、认知科学、数学、神经生理学、心理学、计算机科学、信息论、控制论、不定性论、仿生学等学科，跨学科的教育显得尤为重要，教师只有紧跟时代的步伐，才能为社会培养更多的有用之才。

跨学科领域的教学是对单一学科教学工作的挑战，这是科学发展与技术进步的必然趋势，必将对未来科学与技术产生深远的影响。因此，跨学科教学不仅仅是科学技术发展的需要，也是社会进步的必然，有利于培养创新型人才服务于社会。

参考文献：

[1]王兴敏.高中地理与物理跨学科整合教学研究——以人教版必修一为例[D].首都师范大学，2014.

[2]朱慧贞.农村高中生物学跨学科知识教学的实践研究[D].西北师范大学，2015.

[3]杜惠洁，舒尔茨.德国跨学科教学理念与教学设计分析[J].全球教育展望，2005，34（8）：28-32.

[4]张文平.高中实施跨学科主题教学的调查报告[D].河北师范大学，2007.

[5]刘仲林.跨学科教育论[M].郑州：河南教育出版社，1991.

[6]何晋中.高中物理教学跨学科衔接的问题与对策[J].教学与管理，2017，（16）：70-72.

[7]赵娟.高中物理方法“图像法”中图像斜率的应用[J].科学大众：科学教育，2011，（6）：38.

[8]张紫屏.论高考改革新形势下高中教学转型[J].课程·教材·教法，2016，36（4）：89-95.