基于创新能力培养的初中物理跨学科实践教学

摘要：2022年发布的《义务教育物理课程标准》明确界定了跨学科实践活动的教育目的，旨在促进学生的能力发展，包括跨学科知识综合运用、问题分析与解决的综合技能以及实践操作动手能力，同时培养学生的积极学习态度、实践热情和创新精神。鉴于初中阶段是培育学生思维能力和创新精神的重要阶段，物理实验教学在跨学科教育环境中的实施显得尤为迫切。基于此，本文首先探讨跨学科教学，随后提出基于创新能力培养的初中物理跨学科实践教学策略，旨在为学生提供更广阔的学习空间和更多元的思考角度。

关键词：创新能力；初中物理；跨学科；实践教学

一、跨学科教学

跨学科教学是一种教育方法，它超越了传统学科间的边界，通过整合不同学科的知识和技能，旨在培养学生的综合思维能力和解决实际问题的能力。这种模式并非仅仅将各学科内容表面地拼凑在一起，而是强调深度融合，以此促进学生在学习过程中构建起跨学科的知识关联，从而实现对知识的更全面把握和更深刻洞察[1]。在初中物理课程中融入跨学科理念可以促使学生从多元化、多维度的视角剖析物理现象，不仅丰富他们的知识领域，还极大地激发学习兴趣。跨学科教育模式着重于揭示不同学科之间的联系，鼓励学生运用多学科知识储备来应对现实问题，从而锻炼他们的综合素养与创新思维能力。这种教学模式不仅代表着对传统教学手段的突破，也标志着学生学习模式的深刻转型，它倡导学生积极探究、独立思考，并通过团队协作、项目驱动等学习方式将理论学习与动手实践深度融合，全方位提升学生的科学素养及创新能力。

二、基于创新能力培养的初中物理跨学科实践教学策略

（一）融合多元学科，形成综合性教学内容

初中物理教学不应当作为一个独立的学科进行，而应当与数学、化学、生物等多学科相互融合，构建成一种综合性的教学体系。这样的教学方式可以更有效地拓宽学生的知识视野，协助学生在各学科间构建起知识的桥梁，形成一个完整且系统的知识结构，从而推动知识的融会贯通与灵活应用[2]。以“物理中的能量守恒和转换原理”为例，教师可以巧妙地将其与化学领域内能量变迁的现象相融合，策划一系列促进学科交叉的教学实践活动。在阐述能量守恒原理时，通过引入化学反应实例中的能量释放与汲取过程，比如直观的镁条燃烧实验或是硫酸与碳酸氢钠的相互作用，使学生亲眼见证并理解化学变化中能量的多样转换形态。进一步地，生物学中的光合作用与呼吸作用同样是能量转换与守恒原理的精彩展现，借此契机，教师可以设计一项“探索植物光合作用能量转换奥秘”的跨学科探究项目。该项目鼓励学生动手实践，将物理、化学及生物学知识融会贯通，不仅加深了对自然界能量流动的理解，还锻炼学生运用多学科视角解决实际问题的能力，从而有效促进学生创新思维与综合素质的全面发展。

（二）激发头脑风暴，提升问题解决能力

头脑风暴是一种有效的创新思维方式，它鼓励团队成员畅所欲言、互相启迪，从而催生出新颖的创意与解决方案。在物理学科的跨学科实践教学过程中，教师可以巧妙地运用头脑风暴这一策略来有效地激发学生的创新思维潜力，并增强他们解决实际问题的能力[3]。以“物理知识在自行车中的应用”跨学科实践活动为例，教师可以安排班级学生组成多个小组，采用头脑风暴的方法自由交流想法。在此活动过程中，教师应鼓励学生从多维度思考问题，比如提出：“自行车的前后轮胎所受的摩擦力是否指向同一方向？”“自行车设计里蕴含了哪些杠杆原理的应用实例？”“自行车坐垫的设计背后有哪些人体工程学的考量？”“车胎的充气压力对骑行体验有何影响？”“变速自行车是如何通过机械结构实现档位转换的？”“自行车从诞生至今经历了怎样的演变历程？”“车轮的形状设计为何通常采用圆形，是否有其他可能？”这些问题不仅触及物理学核心知识，还融合数学原理、历史学视角以及工程设计思维，以此全面激发学生的探索欲和跨学科思考能力。在交流探讨时，教师应积极鼓励学生放飞想象力，勇敢表达各异的见解和思路，即便这些构想初看似乎不切题或欠合理，也能激发更多新颖的思考和创意，从而增强学生的问题解决能力。

（三）开展实践探索，指导创新技法组合

实践是检验真理的唯一标准，也是培养学生创新能力的关键环节。在物理教学过程中，教师可以设计多样化的实践活动，使学生在亲自动手的过程中掌握理论知识，更能激发并提升他们的创新能力。以“自制幻灯机及幻灯片展示”这一融合多学科的实践活动为例，教师可以鼓励学生们自己动手制作一台幻灯机，并创作属于自己的幻灯片，用以展示他们感兴趣的故事或内容。在这一实践过程中，教师可引导学生运用组合创新的策略，将问题分解、分步骤进行思考与实践。学生首先要挑选一个恰当的盒子作为幻灯机的外部结构。紧接着他们决定使用LED灯或是手电筒作为光源，以保证足够的照明，学生还需精心挑选适合的透镜，无论是凸透镜还是凹透镜都必须确保成像既清晰又能够进行调节。最后学生需要确定一个主题来制作幻灯片，这些主题可以是电影《我和我的祖国》中的精彩瞬间、北京烤鸭的制作流程，或是苏州园林所承载的历史文化等。这样的实践活动不仅拓宽了学生在语文、历史等领域的知识视野，还极大地锻炼他们的创意表达技能。通过亲手操作，学生可以切身体验到物理原理在现实生活中的应用，从而有效培养他们的创新意识。

三、结语

综上所述，基于创新能力培养的初中物理跨学科实践教学不仅是对传统教学模式的革新，更是对学生综合素质和未来发展潜力的深度挖掘。通过融合多元学科、激发头脑风暴和实践探索不仅可以有效提升学生的物理素养，还能培养学生的创新思维、问题解决能力和跨学科综合能力，为学生成为适应未来社会需求的复合型人才奠定坚实的基础。随着教育理念的不断进步和教育技术的持续发展，跨学科实践教学将在培养创新型人才的道路上发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1]吴雪林.跨学科视域下初中物理教学探究[J].试题与研究，2024，（31）：19-21.

[2]余梦.初中物理项目式学习跨学科实践教学设计探究——以初中物理“浮力”单元为例[J].考试周刊，2024，（37）：109-114.

[3]赵娟，谢慧勤，杨红梅.指向创新能力培养的初中物理实验教学策略[J].广西教育，2024，（19）：121-124.