初中物理跨学科融合的课堂设计与应用

引言

在教育不断改革发展的情况下，跨学科融合教学慢慢变成了教育界的关键走向，初中物理是基础性学科，跟不少学科有密切关联，通过跨学科融合，可以冲破学科之间的界限，让学生从不同角度去认识物理知识，培育学生的综合思维能力以及处理现实问题的能力，激起学生的学习兴趣，改良教学品质。不过，当下在初中物理教学过程里，跨学科融合的实行还存有欠缺之处，要探寻出更有效的课堂设计及运用办法。

一、初中物理跨学科融合的意义

初中物理涵盖力学、热学等多方面知识，同数学、化学等学科密切联系，跨学科整合能够实现知识的汇聚与整合，形成系统网络，加深对物理概念的理解，以数学三角函数的合成与分解为例，既能精确分析力的各个要素，又能加强数学应用能力。跨学科课堂重视引导学生利用多学科知识解决实际问题，有效地培养创新、逻辑推理等综合能力，就能源问题研究而言，学生要联系化学、地理、生物等知识，从多个角度剖析问题，从而提升解决复杂问题的能力。传统物理教学模式单调容易引起学习疲劳，跨学科融合可以营造新鲜的情境，学习光的反射折射时，借助语文诗词“潭清疑水浅”，引导学生分析其中的光学原理，使物理知识更加生动有趣，唤起学生的求知热情。

二、初中物理跨学科融合教学现状

一部分初中物理教师长久以来一直致力于物理学科的教学工作，对于其他学科知识的认识比较少，缺少跨学科教学的想法和能力，在教学时很难把物理知识同其他学科知识相融合，因此，跨学科融合教学的实施面临诸多挑战，难以有效推进。学校当前所具备的教学资源，诸如教材，教具，教学软件等，大部分都是依照学科来划分和整理的，并没有跨学科的整合和规划，教师在实施跨学科融合教学时，找不到恰当的教学资源，从而加大了教学筹备的困难度。当下的教学评价系统基本上是以学科知识考查为主，针对学生在跨学科学习期间的综合能力和素养没有有效的评判准则和方式，如此一来，教师和学生对跨学科融合教学便不够看重，不利于跨学科融合教学向前发展。

三、初中物理跨学科融合的课堂设计

（一）物理与数学的融合设计

1.教学目标设计

知识目标是学生能熟练掌握速度、密度等物理概念，能正确使用数学公式进行物理量计算，理解物理图像的数学含义，会画、会分析速度-时间图像、质量-体积图像。

能力目标是通过实验操作和数据分析，提高学生数学运算能力、数据处理能力和逻辑思维能力；培养运用数学工具解决物理问题的实践能力。

情感目标是引导学生认识数学在物理学中的重要性，提升其运用跨学科知识解决问题的信心与兴趣。

2.教学流程设计

教师提问回顾数学中的一些基本运算规则、比例关系等内容，例如“两个数怎么算比值？”“正比例函数的图像有什么特点？”，然后出示一些生活中与速度、密度有关的图片，比如汽车仪表盘显示的速度、不同材质的金属块等，让学生思考这些图片与数学、物理知识有什么联系，引出本节课的主题。?

讲解速度概念时，结合数学公式v=s/t“速度=路程/时间”，解释每个物理量的含义及单位，强调公式中数学运算的逻辑。讲解密度概念时，通过类比数学中比例关系，解释密度是质量与体积的比值，即p=m/v，并给出不同物质的密度数值，让学生体会密度反映物质特性。

给每个小组发实验器材：小车、斜面、停表、刻度尺、天平、量筒、不同材质的规则和不规则物体等。让学生分组设计实验，比如测量小车在斜面上运动的平均速度，要用刻度尺测路程，停表测时间，然后根据数学公式算出速度；测物体密度时，用天平测质量，量筒用排水法测体积，最后根据公式算出密度。在做实验时，老师教学生如何正确使用测量工具，并准确记录数据。

学生把实验数据整理成表格，用数学方法计算和分析数据，比如算出几次测量的平均值。教师引导学生根据速度和时间的数据，在坐标纸上画出速度-时间图像；根据质量和体积的数据，画出质量-体积图像。教师讲清图像上横纵坐标的含义，斜率的物理意义，让学生从图像上直接看出物理量间的变化关系。

师生共同总结速度、密度的概念、计算方法，突出数学在物理测量和分析中的应用。布置拓展任务，比如让学生去测量校园里不同物体的运动速度或者密度，或者是根据给出的速度-时间图像来编一道物理题然后解答，以此加强跨学科知识的应用。

（二）物理与语文的融合设计

1.教学目标设计

知识目标是让学生了解声音的产生和传播、物态变化等物理知识；了解诗词中经常出现的物理现象的描写，能从物理的角度去分析诗词。

能力目标是提高学生语言理解与表达能力、培养学生把物理知识转化为文学表达的创作能力、提高学生从文学作品中获取物理信息的分析能力。

情感目标是激发学生热爱诗词文化与物理学科，感受科学人文交融之美。

2.教学流程设计

教师播放一段古典音乐，展示与声音、物态变化有关的诗词书画作品，播放古筝曲《高山流水》、展示描述雪景的诗词书法作品，营造具有文化气息的课堂氛围，提问学生从这些作品中可以联想到哪些物理知识，引起学生的兴趣。

教师出示经典诗词：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”等，让学生分成小组讨论诗词中包含的物理现象，每个小组推选代表发言，教师引导学生从物理角度展开剖析，钟声的发出是因为钟的振动，声音的传播须要有介质，“千树万树梨花开”所描绘的是雪的生成，涉及水蒸气的凝华现象，教师进一步讲解诗词创作的时代背景以及文学手法，促使学生更好地领悟诗词含义及其与物理知识的关联。

教师给出一些物理现象或概念，比如“光的折射”“热传递”等，让学生尝试创作包含这些物理知识的诗词，学生创作期间，教师巡视指导，鼓励学生展开想象，使用大量文学词汇和修辞手法，创作结束后，举行诗词分享会，学生朗读自己的作品，其余学生从文学性和物理知识准确性两个角度加以评价，教师实施总结和点评，选出优秀作品予以展示。

布置课后作业，让学生搜集更多的含有物理知识的诗词做成手抄报，下节课展示；鼓励学生把生活中遇到的物理现象用诗词或者短文的形式记录下来，加深学生对物理和语文融合的理解。

（三）物理与化学的融合设计

1.教学目标设计

知识目标是学生能理解能量转化的原理，了解化学电池的工作原理，熟悉化学电池中涉及的化学反应和物理电学知识。

能力目标是通过实验操作，提高学生动手操作能力和实验探究能力，培养学生的综合运用物理、化学知识分析问题和解决问题的能力。

情感目标是激发学生科学探究兴趣，体会物理与化学学科的相互依存与协同发展关系。

2.教学流程设计

教师提问回顾物理中能量的形式和转化规律，比如“电能可以转化为什么形式的能量呢？”，接下来介绍化学学科中化学反应和能量变化之间的关系，引入化学电池概念，展示常见的化学电池实物，比如干电池、锂电池等，提问学生电池在生活中有哪些应用，激发学生好奇心。

用多媒体动画显示化学电池的内部结构，讲述电池里正极，负极和电解质各自发挥的功能，站在物理能量转换的立场上，剖析化学电池把化学能转变成电能的流程，从化学视角出发，阐述电池内部出现的氧化还原反应。以锌-铜原电池为例，锌原子失去电子产生氧化反应，溶液中的铜离子获取电子实施还原反应，电子按照一定方向流动就产生了电流，教师凭借板书与示意图，促使学生领会物理和化学原理在电池运行时的具体表现。

给学生准备实验用的材料：铜片、锌片、导线、电流表、水果（柠檬、苹果）、稀硫酸溶液等。老师讲明实验的安全注意事项以及实验步骤后，学生分组制作简易水果电池。学生尝试使用不同的电极和水果，测量水果电池的电压，并做好实验记录。在实验中，老师引导学生思考：为什么不同的水果或者电极组合会产生不同的电压？水果电池的电压与哪些物理和化学因素有关？让学生提出自己的猜想并加以验证。

小组汇报实验结果，展示不同条件下的水果电池电压数据，教师组织学生讨论，从物理电学中的电阻、电流、电压关系，化学电解质溶液浓度、电极材料的化学性质等角度分析影响水果电池电压的因素，引导学生用物理、化学知识解释实验现象，总结化学电池能量转化的规律。

教师讲述现代化学电池在新能源汽车，手机等方面的普遍运用情况，呈现新型电池的研究成果及其发展趋向，安排课后作业，促使学生去查找资料，认识一种新型化学电池的运作原理，并写一篇科普短文，论述其中包含的物理与化学知识，以此来提升学生对前沿科学的探究意识。

四、初中物理跨学科融合的课堂应用

（一）教学实施过程

以“测量物体运动速度与密度”的课堂活动为例，在教学执行时，教师先利用生活中的例子，诸如汽车的行驶速度，各种物质的密度差别等，营造问题场景，从而激发学生的学习兴趣与探索欲念，接着安排学生展开小组讨论，共同制订实验计划，明确实验目标，详细规划实验步骤并准备相应的仪器设备。在实验期间，教师四处巡视并给予帮助，随时处理学生碰到的难题，保证实验能够顺利开展下去。当实验完成后，各个小组依次讲述自己的实验成果，大家一起做数据统计并展开分析探讨，教师引领学生归纳实验结论，加强他们对于速度和密度概念的认识，教师给学生留下一些拓展作业，让其将所学应用于生活，例如计算物体运动速度，辨别材质，以巩固知识。

（二）教学效果评价

在跨学科融合教学的效果评价上，采取多元的评价方式，即除了常规的笔试考核之外，增添过程性评价与表现性评价，过程性评价侧重于考量学生在课堂活动里的投入程度，小组合作能力以及问题解决能力等，通过观察记录，学生自己评定，相互评定等途径来执行评价。表现性评价会凭借学生所写的实验报告，诗词创作，项目成果等来评判学生对知识的综合应用水平以及创新能力。以“诗词中的物理”作为课堂教学案例分析，要针对学生创作出来的诗词实施评价，分别从诗词本身的文学性和其中蕴含的物理知识这两方面给分，从而全方位地考量学生的学习成果，依靠这样多元的评价方式，可以更为全面，客观地体现出学生在跨学科融合学习进程中的表现及改善情况，进而给教学改良赋予依照。

五、结论

初中物理跨学科融合课堂设计及运用，对于改进教学水平、培育学生综合素质有着很大作用。将物理学知识与数学、语文、化学等学科知识巧妙地融合，可以引发学习热情，促使知识整合并培育能力。在实际教学里，多元的实行和评价保证了教学顺利展开。但当下，这种教学方式还存在一些难题，需要老师强化自身跨学科教学本领，学校集中力量，完备评价系统。以后要继续探究创新，给学生营造出优良的学习条件，推进初中物理教学向前迈进。

 

参考文献

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