初中物理跨学科实践教学的内涵、价值与路径

荆 鹏 侯 恕

（东北师范大学物理教育研究所，吉林长春 130024）

2022年4月，教育部发布了《义务教育物理课程标准（2022 年版）》（以下简称“2022 版课标”），将培养学生核心素养作为课程的实施理念.核心素养是跨学科的、综合性的，是对于知识、能力、态度的综合与超越.［1］“2022版课标”增加了“跨学科实践”一级主题，此部分内容的设计旨在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和动手操作的实践能力，［2］促进核心素养落成.跨学科实践主题教学所具有的跨学科性与实践性等特征，是发展学生核心素养的有效路径，目前对跨学科实践主题在义务教育物理课程教学中的内涵外延与实施路径的研究尚存空白.因此，明晰跨学科实践在初中物理教学中的内涵、意义并生成路径，可以有效提升跨学科实践主题的教学质量，发展学生核心素养，促进初中物理课程育人的价值实现.

初中物理跨学科实践是基于学生对物理学习发展的需求，立足物理学科视角，以某一个议题、任务为研究主题，运用并整合其他学科的知识与方法，开展综合实践学习的一种方式.但目前，不少教师对“2022版课标”中加设“跨学科实践”主题的教学理解存在误区，认为跨学科就是各学科的“拼盘”，内容越多越好，于是进行一味堆砌.这往往催生为“跨”而“跨”的虚假跨越，与跨学科实践教学的目标游离.为此，现将跨学科实践内涵归纳为以下4个要素进行澄明.

1.1 以物理学科视角为原点

跨学科实践需要立足学科视角，物理学科的知识是跨学科实践的融合点与生长点.“跨学科”只是一种方式和途径，而不是学科的自我否定，没有各自独立的学科，也就不存在跨学科或学科整合的问题.［3］初中物理跨学科实践本质上就是要求用物理学科独特的方式来学习本学科知识，基于物理学科知识、技能和方法的视野，以日常生活、工程实践和社会发展等社会热点创造真实、综合的情境为任务驱动，使学生能在实践中发现问题、提出假设、找寻证据，解决问题.尊重并彰显物理学科的独特性、体现物理学科的精气神，是物理跨学科实践的核心要义.跨学科实践立足物理学科的同时，又超越学科的边界，引导学生通过运用跨学科知识解决简单的问题，最终回到物理学科的范畴去审视问题.

1.2 以发展核心素养为导向

“2022版课标”明确指出将学生核心素养的培养贯穿物理教学活动的全过程，［4］并将物理学科核心素养划分为物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任4个维度.5个一级主题中的“跨学科实践”旨在促进学生学以致用，发展学生跨学科运用知识的能力，培养学生积极的学习态度和实践创新精神.这与核心素养的“跨领域性”（transversality）相吻合，“跨领域性”既指其超越学科边界的跨学科性，又指其应用于不同情境的可迁移性，还指其连接学科知识与生活世界（真实情境）的“可连接性”［5］.核心素养的形成过程本质上就是一种跨领域实践的过程，未经行动、体悟、反思，仅凭记忆、刷题、背诵，根本无法形成核心素养.跨学科实践的主题教学为物理教科书上的静态知识与学生的身心有机融合搭设了桥梁，为外在的知识变成学生内在的关键能力和必备品格提供了坚实保障.

1.3 以任务、议题为设计形式

现实问题往往是复杂的、综合的，往往涉及多个学科知识.跨学科实践以任务驱动和项目议题为课程设计形式，涵盖物理学科与其他学科的知识、技能和方法，实现了物理学科与其他学科、理论与实践的融会贯通.其包含“物理学与日常生活”“物理学与工程实践”“物理学与社会发展”3个二级主题，密切联系生活实践和时代热点，为跨学科实践的设计形式提供了丰富的情境素材.围绕物理课程标准，聚合多学科的资源，基于学生的认知特点，选定的任务、议题作为主题设计形式，为跨学科主题学习创设了载体，由物化的方式呈现，如装置、模型、方案、调查报告等.例如从能量转化的视角出发，设计一个节能环保小屋实体模型，此任务有助于学生应用物理和跨学科思维分析与解决问题，通过物化的形式反映任务的达成情况.

1.4 以综合性、实践性和生成性为根本属性

跨学科实践的内涵是由“跨学科”和“实践”两个语素的意义复合而成，在跨学科实践中所应用到的认知技能并非既定的物理学科方法，也不同于一般意义上的实践活动，以实践这一学习形式贯通不同学科间知识的应用脉络，从单一学科的知识传授转向整合实践下的意义创生，避免学生脱离实践囿于物理学科碎片化的知识境域.综合性是指在跨学科实践过程中物理知识、技能和方法的学习不拘于物理课堂的公式呈现和试卷的分数高低，体现在物理知识与现实世界的“可连续”，实践过程所遇到的真实性问题往往是复杂的、综合的，这需要对物理学科的知识体系再建构，也需要超越学科边界对多学科知识的迁移整合.实践性体现于该主题在教师的科学引导下循序渐进实施的跨学科实践方案，合理分组共同参与完成既定的议题、任务或项目，过程需要行动、体悟与操作.实践性既是语素的表征，也是实现的必然，在实践中，学生的具身性体验和团队协作是静态知识活化为素养能力的有效转化路径.生成性是指在初中物理跨学科实践中要遵循学生的认知发展规律，重视学生自身发展需求，尊重学生的自主选择，以弹性的预设为前提，把学生发展作为教学的中心，学生作为学习主体主动进行建构生成，不再仅凭外界信息单向灌输.

2.1 跨学科实践加速物理课程内容体系整合的图景建构

在育人方式亟待改革的时代背景下，“2022版课标”对内容进行了结构优化整合.将课程内容分为物质、运动和相互作用、能量、实验探究和跨学科实践五个主题.主题内分级呈现，层层递进；
主题间相互关联，各有侧重.跨学科实践与之前的主题在知识上相互渗透，在育人方式上侧重不同.跨学科实践跳出了物理学科教学逻辑与知识点罗列的窠臼，是对物理课程内容体系整合方式的丰富、发展与进阶.跨学科实践主题教学充满“磁力”，聚合不同主题间内容，以任务、议题为设计形式的主题实践，驱动学生对所学知识体系的建构，加速对物理学科知识的再认识、再理解.初中物理跨学科实践体现学生学习立场，立足物理学科，勾勒出物理学科跟其他学科间知识与实践融为一体的跨学科实践学习内容体系.以“内容要求”——5.1物理学与日常生活为例，引导学生发现生活中的物理学，形成多学科知识联动、物理学科知识支撑的学习迁移整合，加速课程内容体系整合的图景建构，有利于学习知识的结构化.

2.2 跨学科实践切合物理学科核心素养发展的目标诉求

物理学作为人类文化的组成部分和技术的基础，［6］在义务教育阶段侧重在促进学生物理观念意识的学习和学科核心素养发展的培养.跨学科实践以亲历实践、探究、体验、反思、合作、交流等深度学习过程，凸显对习得知识的实践与应用，是教学观从知识本位到素养本位的确切转向.跨学科实践的内容要求、实施形式、评价标准和价值旨归是落成物理学科核心素养4 个维度的构成要素.一方面，跨学科实践中的问题解决要基于综合运用知识分析问题和用科学方法开展研究，这促进了学生物理观念（物质观念、运动和相互作用观念、能量观念等）的形成和发展，将物理知识与实际情境联系起来解决问题，进行以模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新为构成要素的思考过程，培养学生的科学思维.另一方面，跨学科实践中学生亲历体验参与主题任务，学生在“做中学”、在“学后思”.以跨学科实践“内容要求”——5.3物理学与工程实践为例，引导学生在了解我国古代技术应用案例的实践过程中，体悟我国古代科技对人类文明发展的促进作用，萌生对传统科技发明的民族认同，厚植学生家国情怀.以此为契机，既能激发学生对科学探究的浓厚兴趣，培养以物理视角审视现实问题的思考意识，形成“问题审视—证据建构—解释合理—交流合作”的探究规范，又能在过程中体悟到物理学科为人类生活、工程实践和社会发展带来的深刻影响，探寻科学本质，赓续科学家精神，树立正确的科学态度与物理观念.

2.3 跨学科实践回应物理课程理念育人导向的价值关切

“2022版课标”明晰了义务教育阶段物理课程的课程理念，可概括为遵循学生的认知发展规律，关注物理学与现实世界的密切关联，构建以主题为线索的课程结构，突出问题导向，注重科学探究，丰富“教学评一体化”的课程模式，促进全体学生核心素养的发展，实现物理课程的育人价值.初中物理跨学科实践所具有的生成性、综合性等特点要求其实施的主要形式为学生的主体实践，以任务、议题为设计要素的主题任务驱动，关注每个学生的跨学科能力在实践教学过程中的培养，为其学习迁移和适应性发展提供实践机会.值得注意的是，跨学科实践作为初中物理课程的有机构成要素，而非原有课程结构上的“新任务”，设计过程中可体现在与其他主题的交错并行上；
跨学科实践又是课程教学的“新面庞”，其教学内容、教学样态的优势可为其他课程主题内容提供借鉴，增强整个初中物理课程的育人效果.这既是对“双减”政策“减负增效”内涵的学科回应，也是物理课程理念对学科育人导向的价值关切.

跨学科实践教学对长期以来的物理教学模式产生了冲击，在教学实践中主要会面临以下的困境：一是长期以来的学科壁垒，割裂了知识的原本样貌，频现教学目标的游离和实践的虚假跨越；
二是教学形式单一，主题拼盘的样态下实则浅表学习的伪综合，教学中匮乏跨学科实践素材资源；
三是教师缺乏相应的培训和指导，其跨学科素养亟待提升；
四是跨学科实践学习的教育评价有待完善，跨学科能力的培养成效匮乏量化工具.鉴于此，可采取以下措施探索跨学科实践在初中物理教学中的实施路径.

3.1 深化素养导向的顶层设计，构建跨学科实践育人体系

核心素养推动的课程和教学改革，从人的跨学科能力出发，有利于打破学科界限，促进学科融合，共同培养全面发展的人.［7］发展学生核心素养既是初中物理跨学科实践的目标指向，也是构建实践育人体系的价值遵循.素养导向的顶层设计旨在把碎片化零散的静态知识转置于创生的综合实践环境中，由学生亲历凝练以主体生成.因此，需要深化素养导向的顶层设计，构建初中物理跨学科实践的育人体系.

第一，以发展素养为指向.素养不是知识，知识的积累不必然带来素养的发展，［8］但素养影响着学生未来生活的思考方式和决策手段，跨学科实践应以发展学生素养为价值指向.教育部颁布的《中国学生发展核心素养》将实践创新作为六大素养之一，主要是学生在日常活动、问题解决、适应挑战等方面所形成的实践能力、创新意识和行为表现.初中物理跨学科实践是学科教学中培养学生实践创新能力的关键环节，是发展物理学科核心素养的重要载体.教师作为实践活动的主要组织者，在指导学生进行跨学科实践时，要深化学生对物理学推动人类文明进步的观念意识，进而激发学生对物理观念学习的内生动力和“从生活走向物理，从物理走向生活”的科学探究责任与态度的认同.

第二，以核心概念为根基.美国教育心理学家布鲁纳曾鲜明地表达其对于学习知识的观点：我们教一个科目，要使学生自己有条理地思考，参与获得知识的过程.［9］揭示了原有僵化、凝固的知识传授观囿于“知识本位”会消解素养的形成，应以过程性和实践性的学习活动深化对核心概念和必备知识的理解.跨学科实践主题涵盖其他4 个一级主题的内容要义，并将原有的“新材料及其应用”“能源与可持续发展”体现在凝练的二级主题和三级主题中.可以说，跨学科实践既是原有所学知识的凝练整合，也是实践创生的学习模块，物理跨学科实践课程的出发点和落脚点是对核心概念的理解，其为学科核心素养的发展夯实根基，如制作一台小型风力发电机时，需要学生先对力学和电学的基本知识有一定的了解，而后从跨学科视角与同学合作制作作品.教师应该从物理课程的核心概念与现实社会热点问题结合的视域展开教学设计，立足物理学科的同时超越学科本位，以实现跨学科实践的学科涵育.

第三，以主题任务为驱动.初中物理跨学科实践基于议题、项目的主题任务驱动，是以具身实践为主要形式的课程模块.教育既是社会生活的反映，也是适应社会生活的工具.［10］社会生活中有价值、与物理学科联系密切的真实问题是跨科学实践议题任务的素材宝库和设计原点.杜威在其论著《民主主义与教育》一书中提出学校教材和实际经验两者之间联系的必要性，指明培养学生养成良好习惯去探寻这两方面的接触点和相互关系的重要性，并称其是最好的一种教学方式.［11］跨学科实践回应了新时代对学生全面发展素养的呼唤，并旨在连通静态知识与现实生活的桥梁.在实践中将学习活动分解为若干的任务议题，既可以学习新知识，亦可以据已有经验和知识解决新问题.

3.2 开发样态多元的实践资源，完善跨学科实践配套系统

课程的高质量实施离不开优质的课程资源，实践资源对以任务、议题为主要形式的初中物理跨学科实践教学而言显得尤为重要.在物理课程实施跨学科实践教育中，实践的配套设施、资源平台是重要依托，并在此基础上进行统筹整合，以优化社会实践顶层设计和研制跨学科实践校本课程为主体资源，统筹初中物理跨学科实践资源，形成实践育人整体合力.

首先，教育部门根据当地特色和实际情况，因地制宜地成立跨学科实践工作小组和指导团队，加强工作主体、实践内容和实践资源的协同，形成资源共享、多元开放、齐抓共管的跨学科实践这一类综合课程的“大实践”育人格局.一方面协调社会文化和实践活动场地开放，为学生提供亲历体悟的实境，如在调研当地的空气质量状况时与气象部门的测量基地合作，在实践中增强学生低碳生活、节能环保意识；
调查桥梁建筑方面应用时，可与建设局等部门协调让学生在跨学科实践中体验物理学对工程技术的促进作用.二是加大社会教育资源的配套与投入，为学生的物化呈现提供必要的材料与实物支持，驱动性任务多以观察、实验、设计、制作、调查等方式设计活动，跨学科实践配套系统的完善是将项目主题转化为可操作的教学设计和实施方案的重要保障.

其次，学校应遵循学生认知特点和本校的校情，在“2022版课标”的整体框架与核心要义下，制定初中物理跨学科实践的校本课程，确立明确的、可操作性强、科学规范的教学目标和教学任务，设计清晰的实践流程和选取适切的教学资源，实施跨学科实践在物理学科立场下的深度教学.这需要两方面的基本保障：一是保障每个学生享有查阅资料的基本需求，可以丰富本校的阅览室，或提供互联网获取设备，在探索新知识的过程中激发学生的求知欲和学习热情；
另一方面保障活动载体素养导向，创新实践育人模式.在如何在丰富跨学科实践的形式中挖掘跨学科实践的意涵，否则一味地追求样态多元，易出现为“跨”而“跨”，为“实践”而“实践”的“两张皮”.学情现状与学业要求的双重准绳为初中物理跨学科实践提供了路向指引，“以学位本”“立足学科”的跨学科校本实践课程开发将走向多元化、科学化和规范化.

3.3 提升物理教师跨学科素养，促成跨学科实践价值实现

初中物理跨学科实践教学的落地实施离不开教师的科学引领，教育者的跨学科素养直接关乎到跨学科实践课程的成效.2022年4月，教育部等八部门颁布的《新时代基础教育强师计划》明确指出高质量教师作为高质量教育发展的中坚力量，把促进教师育人能力素质作为构建高质量教育体系的关键环节.［12］这意味着教师由传统意义的教书匠角色转变为学习促进者、终身学习者、合作者.联合国教科文组织《一起重新构想我们的未来：为教育打造新的社会契约》中也对教师素养提出了新要求：教师应该以问题和项目为导向带动学习，多采用让学生参与、协作的教学方法.［13］一方面，物理教师作为物理跨学科实践课程的主要引导者，应当先于并优于学生具备跨学科素养，既对物理学科知识、技能和态度有综合深入理解，又要突破囿于本学科的知识境域，能够在不同学科之间建立关联，把物理的概念、规律等知识和生活经验结合起来，整合运用多学科的视角和方法引导学生来思考和解决问题.另一方面，物理教师作为跨学科实践课程的组织者和合作者，应以学生群体的认知特点与学习水平为教学活动的基本遵循，在教学实践中持续优化物理跨学科实践的课程模式，开发基于物理学科立场的跨学科教学资源.

当前我国许多物理教师存在跨学科教学意识薄弱现象，跨学科实践教学的执行力欠缺，针对这些问题，地方教育行政部门和学校要加强调研，了解综合实践活动指导教师专业发展的需求，搭设跨学科实践交流平台，为物理教师的跨学科实践提供相应的指导、培训.芬兰等国早已就教师的项目式学习、单元式主题教学进行了实践和专业培训，以保障教师在开展大单元主题教学过程中的可持续性、科学性和规范性，避免教师的理解与课程标准的目标偏离.现阶段，物理教师可在学校教研活动中建立起与其他学科教师沟通交流的关系纽带，通过学校搭设的跨学科教学育人交流平台，实现不同学科教师在知识建构、教学沟通和资源共享方面的多方互益，提升自身的跨学科素养.

3.4 引入学业质量表现性评价，注重跨学科实践教学反馈

课堂教学评价是学校对课堂教学活动价值进行判断、挖掘和提升的过程.［14］跨学科实践的根本属性、学科立场与素养导向，影响着课堂教学评价的主体、类型与方式.相较于传统的考核评价形式，选取侧重在真实或模拟的生活实践中对学习成果进行过程评估反馈的表现性评价更为适切.围绕学习目标这一教学出发点和归宿，表现性评价在实施过程中突破“唯分数论”窠臼，实现了从“考知识”向“考素养”的转变，将核心素养转换为可观察的外显表现，可进一步推动跨学科实践教学质量诊断测量工具的开发，倒逼教学过程和授课内容的深刻变化.

将表现性评价作为初中物理跨学科实践的主要评价形式，应以发展学生核心素养为价值导向.为达成表现性评价在跨学科实践教学中反馈评估的应有预期，即体现评价的形成性调节作用，同时发挥评价的总结性诊断功能，可从问题解决表现、价值体认践行和实践物化呈现3个层面展开.第一，初中物理跨学科实践立足物理学科知识体系，关注学生对知识迁移整合应用这一目标诉求.学生在跨学科实践中是有意义学习的积极参与者，而非静态知识的消极接受者.学生在完成兼具综合性和实践性的跨学科主题任务时从多学科视角观察、思考和分析问题的学习成效，通过其在真实情境中运用知识和技能解决问题的表现进行考察诊断.第二，“2022版课标”中跨学科实践的“学业要求”包含对民族认同、责任担当和生活态度3种价值体认的具体阐述.学生亲历实践过程才能感受到物理带给生活的改变，形成对国家科技进步的主体认同和华夏文明源远流长的文化自信，这可以通过学生的言语表达与价值体认践行来评价反馈.第三，跨学科实践的成果呈现和交流活动可作为学生表现的诊断依据，如以设计作品、制作模型和撰写报告等多种形式呈现成果，根据物化的特点可以组织开展报告会、研讨会等交流活动.对学生跨学科实践行为的物化，既实现了师生之间和学生之间交流研讨形式的评价反馈，又能为学生进一步优化和完善实践方案提供参考建议.

跨学科实践的主题教学是对原有初中阶段物理课程育人方式的优化，聚焦学生跨学科能力提升，旨在发展物理学科核心素养.然而，缺少本土化研究与实践的跨学科实践主题教学，在实践中易出现理念误区与操作失准，故厘清其内涵、价值，优化实践路径是提升主题教学实效的有力举措.跨学科实践的育人目标实现不是一蹴而就的，需要经过教学实践的反复考量、改善.在实践操作层面进一步丰富跨学科实践资源，提升教师群体的跨学科素养，完善跨学科实践的教学评价体系，形成跨学科实践教学的育人合力，将有利于促成义务教育阶段物理课程的价值实现.