初中物理跨學(xué)科實踐的分層教學(xué)

陳海濤

(蘇州市吳江區(qū)蘇州灣外國語學(xué)校,江蘇 蘇州 215021)

在2022年版《義務(wù)教育物理課程標準》中,首次把“跨學(xué)科實踐”確定為重要的五大“課程內(nèi)容”之一,并把跨學(xué)科實踐活動的教育功能定位在“旨在發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科運用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力,培養(yǎng)學(xué)生積極認真的學(xué)習態(tài)度和樂于實踐、敢于創(chuàng)新的精神”,[1]首次突出了“跨學(xué)科實踐”的重要性.之所以這樣重視跨學(xué)科實踐,是因為在我國的基礎(chǔ)教育中:過于分科教學(xué)帶來了明顯的負面效果,使學(xué)生對于自然科學(xué)缺乏整體、系統(tǒng)和深入的認知,這和人們在現(xiàn)實中遇到的問題往往都具有“跨學(xué)科屬性”相背離;同時由于過于突出應(yīng)試教育,使不少學(xué)生普遍缺乏創(chuàng)新精神、實踐能力和社會責任感.為了打破這一現(xiàn)狀,不少一線教師已經(jīng)在進行跨學(xué)科實踐的探索.筆者通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前有不少教師開展的跨學(xué)科實踐效果差強人意,還停留在“摸著石頭過河”的初級階段.究其原因,除了應(yīng)試因素外,主要是因為大多數(shù)教師對跨學(xué)科實踐的認識還不足,還不知道如何依據(jù)學(xué)情、因地制宜地分層對待跨學(xué)科實踐活動.下面,筆者將結(jié)合實踐經(jīng)驗,就開展跨學(xué)科實踐教學(xué),教師如何指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習進度和能力水平分層選題、分層實施和分層評價,并提出一些教學(xué)建議,以饗讀者.

1 跨學(xué)科實踐課題的分層設(shè)計

選擇一個適切的課題開展跨學(xué)科實踐,是教學(xué)活動能否成功進行的必要條件之一;選擇了合適的課題,教學(xué)活動就可以正常開展,順利實現(xiàn)教學(xué)目標,事半功倍.

在2022年版《義務(wù)教育物理課程標準》中,對跨學(xué)科實踐的內(nèi)容進行了規(guī)范,從“物理學(xué)與日常生活”“物理學(xué)與工程實踐”和“物理學(xué)與社會發(fā)展”[1]這3大方面進行了比較詳細的闡述,涉及的面比較寬泛.這些都可以作為教師開展跨學(xué)科實踐選題的重要參考,教師可以優(yōu)先考慮新課標中提供的選題指導(dǎo),把握好“綜合、跨學(xué)科、實踐、創(chuàng)新、態(tài)度、責任”這些關(guān)鍵詞,適當聚焦工程精神和創(chuàng)新精神,最終選擇的跨學(xué)科教學(xué)課題就不會偏離新課改的航向.

但是,在實踐中發(fā)現(xiàn),同一個跨學(xué)科實踐課題,在一所學(xué)校開展得很好,換了一所學(xué)校效果就不一定好;甚至在同一所學(xué)校的不同班級選擇同一個課題進行跨學(xué)科實踐活動,效果也可能大相徑庭.之所以這樣,主要是教師忽視了學(xué)情不同,沒有做到“分層對待”.教育家維果斯基說得好,教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),為學(xué)生提供帶有適當難度的內(nèi)容,發(fā)揮其潛能,激勵學(xué)生超越其最近發(fā)展區(qū)而達到更高的水平.教學(xué)最近發(fā)展區(qū)理論同樣適用于跨學(xué)科實踐教學(xué),針對不同的學(xué)校,不同的學(xué)生,教師要能分層考慮,選擇適合自己學(xué)生的才是最好的.那么,跨學(xué)科實踐的選題如何分層對待呢?教師最好能兼顧以下幾個因素進行選擇: ① 考慮區(qū)域因素.例如蘇州工業(yè)園區(qū)屬于高端制造比較集中的區(qū)域,該區(qū)某學(xué)校的某班級家長有博士學(xué)位的就有十多位,有的家長就是研究納米技術(shù)的,該班學(xué)生選擇納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用方面課題去探究,就具備順利開展活動的諸多便利,但是這個課題如果放到經(jīng)濟薄弱地區(qū)的某山區(qū)學(xué)校就明顯不合適,他們說不定上網(wǎng)都困難,更不用說納米技術(shù)方面的實地參觀或?qū)嵺`應(yīng)用研究了.不過,對于該山區(qū)的孩子如果選擇在山中通過不同方法辨識方向的課題,可能將更容易實施,也更加適合孩子的需要.恰當?shù)乩脜^(qū)域因素,那么該因素就會成為優(yōu)勢,教師就可能選擇到具有區(qū)域特色的好課題,開展活動時會如虎添翼.② 考慮校情因素.即使在同一地區(qū),不同學(xué)校也是存在較大差距的.重點中學(xué)的學(xué)生基礎(chǔ)較好、優(yōu)質(zhì)資源擁有率較高,可以多考慮一些挑戰(zhàn)性較大的跨學(xué)科實踐課題,多關(guān)注社會熱點來選題,選題可以多一些跨學(xué)科的權(quán)重,活動的素養(yǎng)目標要求可以更高些.而薄弱學(xué)校能把跨學(xué)科實踐開展起來就不錯了,選題要求可以適當降低難度,可以選擇周期短的調(diào)查類或簡易制作類課題,例如調(diào)查汽車的發(fā)展及對人類社會發(fā)展的貢獻,也可以選擇制作一把簡易的桿秤等.③ 考慮難易因素.跨學(xué)科實踐剛處于起步階段,教師初期嘗試時可以選擇容易成功的課題實施,例如選擇一些學(xué)生感興趣的調(diào)查類課題,例如我國太空站建設(shè)有何重大意義?不同的體育運動對鞋子有什么要求?等等.等學(xué)生取得一定的實踐成果并被教師和其他學(xué)生肯定時,等學(xué)生收獲到成功的喜悅時,教師則可以指導(dǎo)學(xué)生選擇難度大一點的工程制作類課題,往往水到渠成.④ 考慮學(xué)情因素.同一班級的學(xué)生本就存在差異,學(xué)生的基礎(chǔ)可能不同、家庭背景可能不同、學(xué)生的愛好可能不同,等等.這些都會影響學(xué)生跨學(xué)科實踐的執(zhí)行力,教師在指導(dǎo)學(xué)生選題時可以為同一班級的學(xué)生多提供幾個選擇,多考慮不同學(xué)生的需求,這將便于分層實施,活動更容易成功.當然,如果能創(chuàng)造機會讓學(xué)生主動提出他們最喜歡的實踐課題,效果更佳!如某位老師選擇的課題:“幻燈show(學(xué)生用自制幻燈機和幻燈片展示自己喜歡的事情)”,該課題就帶有較強的發(fā)散性,不同學(xué)生可以展示自己喜愛的事情,可以是大自然美景,也可以是美食,也可以是體育運動……這個選題就充分考慮和尊重了學(xué)情因素,而且真正促進學(xué)生“跨出去”了,把物理學(xué)問題和其他學(xué)科問題融合到一起,真正實現(xiàn)了較高品質(zhì)的跨學(xué)科實踐,促進了學(xué)生高階思維能力的發(fā)展.

2 跨學(xué)科實踐過程的分層實施

實施過程是跨學(xué)科實踐活動的核心,實施過程質(zhì)量如何直接決定跨學(xué)科實踐教學(xué)的品質(zhì).教師全面考慮區(qū)域因素、校情因素、難易因素和學(xué)情因素,選擇好課題后,就要確定教學(xué)目標,制訂活動的實施計劃.由于跨學(xué)科實踐具有綜合性、實踐性、探究性和創(chuàng)新性等特征,和傳統(tǒng)的班級授課教學(xué)還是有明顯差異的,因此需要教師拿出勇氣、打破常規(guī)、大膽摸索.那么,如何提升跨學(xué)科實踐實施過程的質(zhì)量呢?下面,為大家提供幾條從實踐中總結(jié)出的活動實施原則.

2.1 適切性原則

如果教師所在學(xué)校比較薄弱,學(xué)生在跨學(xué)科實踐方面的經(jīng)驗積累非常單薄,那么教師除了選題要考慮簡單一些,在開展活動時也不要急于求成,盲目追求“高、大、上”,那樣會直接導(dǎo)致學(xué)生無所適從,使活動失敗.教師可以策劃周期短、難度小的活動,可以多策劃和學(xué)生所使用教材中高度相關(guān)的活動,有些活動甚至在課內(nèi)就可以完成,先讓學(xué)生樂于接受跨學(xué)科實踐這種學(xué)習方式再說.例如,新課標中提供的跨學(xué)科實踐案例“人體中的杠桿”,就可以直接模仿一下,讓學(xué)生分組研究一下人體中的各種杠桿,學(xué)生既有知識積累,又有親身體驗,卻又存在諸多神秘和未知,只要借助網(wǎng)絡(luò)、書籍或直接咨詢生物老師和化學(xué)老師就可以成功開展活動了,比較容易成功.再如,調(diào)查中學(xué)生近視眼的成因和近視率,提出如何防治近視這類活動,學(xué)生容易實踐、容易成功.有時課題雖然簡單些、老套些,活動開展難度也可能小些,但是適合學(xué)生學(xué)情的,才是最好的.

如果教師所在學(xué)校身處發(fā)達地區(qū),家長和學(xué)生對學(xué)生的綜合素養(yǎng)提升很注重,教師在選擇有挑戰(zhàn)性的跨學(xué)科實踐課題后,完全可以策劃更為復(fù)雜的活動,可以策劃學(xué)生探究自由度比較大的活動.例如蘇州某學(xué)校的學(xué)生在開展“測力計制作”實踐過程中,有的學(xué)生直接用上了“3D”打印,如圖1所示;有的則直接用上了樂高玩具里一些自動控制裝置,使用樂高的EV3主機,極大地提高了用途以及測量環(huán)境的多元性,通過對代碼的編譯,建立伸長距離和物體所受重力的函數(shù),讓該測力計在不同重力環(huán)境下(如火星、月球上),都可以測量,如圖2所示.這群學(xué)生在跨學(xué)科實踐活動過程中,創(chuàng)造性地解決了一系列難題,遠遠超出教師預(yù)期,同時也遠遠超出學(xué)生自己的預(yù)期,在實踐過程中,學(xué)生的多種能力得到了發(fā)展,尤其寶貴的是學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力得到了充分發(fā)展.

圖1 用3D打印制作測力計外殼等部件

圖2 用樂高的EV3主機做的測力計

另外,興趣永遠是最好的老師,在學(xué)生自主選題的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生去做自己有興趣的實踐活動,跨學(xué)科實踐更容易得到深入開展.例如,在“幻燈show”跨學(xué)科實踐中,某學(xué)生小組對模型制作非常癡迷,在自制幻燈機連續(xù)播放過程中,先后用3D打印嘗試制作了“馬爾蒂十字車模型”和其他模型,如圖3.該小組從2022年10月7日開始,先初選“馬爾蒂十字車模型”,然后覺得很難,又選擇“方案2”,學(xué)生們發(fā)現(xiàn)更難實現(xiàn),最終決定選擇首選方案并專心攻克,最終耗時一個多月,終于用3D打印出來了,如圖4.在匯報成果時,他們組的效果最好,贏得了師生共同的贊譽.試想,如果學(xué)生沒有興趣,強迫他們完成這么復(fù)雜的制作幾乎不可能.另外,該小組的“3D”高手,原來學(xué)習成績比較落后,在這次跨學(xué)科實踐活動中,因為特殊的表現(xiàn)而獲得特殊的贊譽,他竟然對日常的學(xué)習活動恢復(fù)了熱情,從潛力生漸漸躍為優(yōu)等生,考試成績進步非常大.可見,尊重學(xué)生的興趣不僅有效促進了跨學(xué)科實踐的開展,還對促進學(xué)生的發(fā)展大有裨益.

圖3 選擇合適的播放裝置并用3D打印

圖4 充滿挑戰(zhàn)的3D制作過程

所以說,跨學(xué)科實踐活動的開展切勿貪功冒進,教師應(yīng)該依據(jù)校情和學(xué)情,選擇適切的活動形式,考慮學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),尊重學(xué)生的興趣,這才是最佳途徑.

2.2 循序漸進原則

實踐表明,在跨學(xué)科實踐的整個過程中,不是選題最難,也不是教學(xué)目標確定最難,也不是匯報最難,而是跨學(xué)科實踐過程中的學(xué)生動手制作、探究或?qū)嵉卣{(diào)查等實踐過程最難,這也是我們目前義務(wù)教育階段學(xué)校教育的短板之一.那么,怎么突破這一難題呢?實踐發(fā)現(xiàn),教師在組織跨學(xué)科實踐的實施過程中,一定要注意“循序漸進原則”.教師在學(xué)生根據(jù)自己興趣選擇好課題后,可以組織全班學(xué)生進行“破冰行動”,對學(xué)生的實踐過程提出具體指導(dǎo),將任務(wù)分成不同的執(zhí)行階段,讓每個階段都有清晰的實施目標和行動要求.指導(dǎo)學(xué)生在完成階段性任務(wù)后,再嘗試完成下一階段任務(wù).這樣由點到面、逐個突破、逐漸深入,可以循序漸進地實現(xiàn)活動目標.具體來說,可以參照“物理跨學(xué)科實踐實施流程圖”,[2]如圖5.在該流程圖中,“中期評估”非常重要,師生一起評估活動實施的進展,群策群力,及時修正活動過程中存在的各種不良因素,可以使活動回到準確軌道上,也可以促進學(xué)生活動的深入開展.例如,參加“幻燈show”跨學(xué)科實踐的某組同學(xué),他們在制作幻燈機的過程中就通過“中期評估”修正了3次.學(xué)生第1次做的幻燈機存在3大問題:① 光源中間亮、周邊暗,且光源總體太暗,導(dǎo)致成像效果不好;② 幻燈機的電影膠卷沒辦法實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動;③ 幻燈機外殼用紙箱做的,不夠堅固,承重有限.在“中期評估”時,教師和學(xué)生一起發(fā)現(xiàn)了問題所在.最終該組學(xué)生在教師激勵下,通過網(wǎng)絡(luò)檢索,找到了問題解決的方案:選擇一個激光燈作為光源,它亮度高,只有一個燈珠;再搭配前后菲涅爾透鏡,使聚光效果更好,成像更加清晰.為解決連續(xù)轉(zhuǎn)動問題,學(xué)生研究并采用了“馬爾蒂十字車模型”,還使用3D技術(shù)打印了該裝置……由此可見,中期評估是跨學(xué)科實踐實施過程中含金量比較高的環(huán)節(jié),是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié),對師生的要求都比較高.該環(huán)節(jié)是否正常開展將決定跨學(xué)科實踐的教學(xué)質(zhì)量高低.教師在開展跨學(xué)科實踐教學(xué)時,必須把握好這一關(guān)鍵環(huán)節(jié),才能提升教學(xué)的品質(zhì).為了把控“中期評估”的質(zhì)量,開展“幻燈show”的教師根據(jù)“表現(xiàn)性評價量表”[3]設(shè)計了一份簡化版的評價量表,如表1,該量表從制作準備、制作過程、成果展示、小組匯報等方面要求學(xué)生進行反思與評價,主動規(guī)范自己的實踐過程,圍繞既定的活動目標開展實踐,逐步推動活動深入開展并取得成果.所以說,對于條件較好的學(xué)校,開展跨學(xué)科實踐過程中,引入“表現(xiàn)性評價量表”可以使活動如虎添翼、保質(zhì)保量地完成.

表1 “幻燈show”表現(xiàn)性評價量表

圖5 物理跨學(xué)科實踐實施流程圖

2.3 聚焦性原則

跨學(xué)科實踐由于具有綜合性、實踐性、探究性和創(chuàng)新性等特征,在實施時難免要面對諸多真實的情境和真實的問題,難免要涉及到不同學(xué)科間的交叉、滲透.某些復(fù)雜性較大的跨學(xué)科實踐活動可能要涉及到工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等多門科學(xué)學(xué)科和人文藝術(shù)學(xué)科.跨學(xué)科實踐的復(fù)雜性給教師組織教學(xué)和學(xué)生開展實踐都帶來了諸多困難,但是也給教師和學(xué)生帶來各種發(fā)展的機會.在開展跨學(xué)科實踐活動時,教師和學(xué)生都會面對諸多新鮮事物或陌生的挑戰(zhàn),把握好機會,就能取得好的發(fā)展.不過,由于跨學(xué)科實踐活動還在試水階段,再加上諸多教師專業(yè)素養(yǎng)上的短板,目前對于大多數(shù)教師來說,開展復(fù)雜度較高的跨學(xué)科實踐教學(xué)還不現(xiàn)實.所以,有的專家建議,目前的跨學(xué)科實踐可以適當聚焦物理學(xué)科:“從初中階段來看,跨學(xué)科實踐更多地強調(diào)基于本學(xué)科學(xué)習的跨學(xué)科,如物理學(xué)科的跨學(xué)科實踐,就是基于物理學(xué)科去跨學(xué)科,換句話說,就是從物理跨到其他學(xué)科,但最后還要回到物理學(xué)科.”[4]通俗地講,就是教師指導(dǎo)學(xué)生的活動可以從物理學(xué)科出發(fā),經(jīng)歷一定的跨學(xué)科實踐,再回到物理學(xué)科.

除了內(nèi)容適當聚焦物理學(xué)科外,教師對學(xué)生能力的培養(yǎng)也可以適當聚焦.跨學(xué)科實踐涉及的內(nèi)容比較綜合,對學(xué)生多方面能力的發(fā)展都有幫助,但是這種形式的活動對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力幫助較大、較獨特,所以教師指導(dǎo)學(xué)生實踐時可以適當聚焦學(xué)生的創(chuàng)新和實踐.例如,在圖5的“中期評估”過程中,筆者發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習并使用“創(chuàng)造性實驗反思策略”.[5]這樣可以很好地引導(dǎo)學(xué)生把注意力聚焦在創(chuàng)新上,可以優(yōu)化學(xué)生實踐的過程,引發(fā)學(xué)生一系列的創(chuàng)新.例如,在“幻燈show”跨學(xué)科實踐中,教師在“中期評估”階段就指導(dǎo)學(xué)生使用了“創(chuàng)造性實驗反思策略”,使得學(xué)生小組“百花齊放”,在初始的制作基礎(chǔ)上能不斷深入創(chuàng)新,做出了各具特色的幻燈機和幻燈片.

3 跨學(xué)科實踐結(jié)果的分層評價

高質(zhì)量的跨學(xué)科實踐活動,離不開交流評價階段.教師通過組織學(xué)生交流評價,讓學(xué)生展示自己的精彩實踐,和別人分享自己的探索與成功,對學(xué)生是最好的肯定和激勵.通過交流評價,還可以讓學(xué)生了解自己和他人的優(yōu)勢和不足,積累實踐經(jīng)驗,為今后的實踐活動提供借鑒與支持.不過,針對目前不同地區(qū)、不同學(xué)校之間的差距,在交流評價階段也應(yīng)注重分層實施,讓分層的交流評價更好地適應(yīng)不同層次的活動需求,這才是比較客觀的.

例如,有的學(xué)校學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱,師生能嘗試開展跨學(xué)科實踐已屬不易,在最終的交流評價階段最好以簡單為主,以鼓勵為主,讓學(xué)生盡可能多得到肯定的表揚和激勵,否則可能就沒有下次了.再如,在基礎(chǔ)比較好的學(xué)校,學(xué)生已經(jīng)在跨學(xué)科實踐活動中做得風生水起,取得了豐富的成果,教師在教學(xué)設(shè)計時最好計劃組織一次較高水平的交流評價,才能和學(xué)生的投入和熱情般配.在設(shè)計交流評價活動時,要注意分小組、分角色、分標準,可以有學(xué)生互評,也可以有教師評學(xué)生,也可以有學(xué)生評教師,必要時也可以請其他學(xué)科的教師參與評價,甚至還可以請關(guān)注學(xué)生活動的家長參與評價.在表1中,開展“幻燈show”的教師設(shè)計了教師評價、學(xué)生自評和學(xué)生小組間互評等環(huán)節(jié),要求學(xué)生在跨學(xué)科實踐活動結(jié)束時分組做好匯報用的PPT,展示小組學(xué)生的選題、實施(含遇到的困難、改進等過程)和成果(含實物演示),最終根據(jù)“表現(xiàn)性評價量表”中預(yù)設(shè)的權(quán)重給各小組評分、評獎,對整個活動進行了深度的交流和評價,既讓學(xué)生彰顯了自己的學(xué)習力,還讓學(xué)生體驗到了快感和成就感,同時也為學(xué)生參加新的跨學(xué)科實踐做了濃厚的鋪墊.

4 結(jié)語

跨學(xué)科實踐雖然是新鮮事物,但是這種特殊形式的教學(xué)活動很重要,對學(xué)生的成長很有益,可以有效彌補目前義務(wù)教育階段的短板.跨學(xué)科實踐是有規(guī)律可循的,教師如果能注重分層實施,把握好跨學(xué)科實踐的育人精髓,那么跨學(xué)科實踐一定會迎來燦爛的明天.