基于创新能力培养的初中物理跨学科实践教学策略

由于受到全面发展素质教育理念的影响，初中物理教学的目标已经不再只是单纯地传授物理知识，而是强调学生创新能力的培养。传统的物理教学模式较为单一，各门课程之间界限严格，容易导致学生无法将物理知识及其它学科知识进行有机结合并灵活运用，对提高学生创新思维及实践能力造成一定影响。但是新的跨学科实验教学逐渐兴起，强调物理与其它学科的相互联系，为学生的创新提供更多发展空间。研究开发以培养创新能力为主线的初中物理跨学科实践教学的价值与策略，对物理教学的提高及培养创新人才具有重要意义。

一、基于创新能力培养的初中物理跨学科实践教学的意义

（一）促进知识深度融合，构建全面知识体系

初中物理并非孤立存在，而是与其他学科有深刻的联系，通过开展学科间实验教学可以冲破各学科的壁垒，实现深层次的交叉融通。但在传统的教学方法中学生的学习过程一般是“单科”式进行的，在学习过程中不能意识到各学科的关联性。而跨学科实践教学法就可以使物理学科的知识与数学、化学、生物等学科的知识相结合，建立起一个相互衔接的知识体系，而不是在某些学科的层面上认识问题，面对物理问题的时候也能站在多个角度思考，深刻理解和掌握物理理论，并以此为创造思维的培养做基础。全面的知识体系如同丰富的素材库，当出现实际问题时就任由学生选择不同学科知识去解决该问题，提出创新性的解决方案[1]。

（二）激发创新思维，突破传统思维局限

对于学生而言，创新思维的培养是他们日后学业成长甚至生涯规划中非常重要的能力。而作为初中物理综合实践活动课程来说，是激发学生创新能力最有效的环境。由于综合实践活动的环境常常具有问题复杂的特点，仅仅依靠单一学科的方法是不太可能解决的，因此需要学生打破固定思维框架，积极地从不同学科角度来看问题，再进而进行解决问题的尝试。像探究在物理学中关于能量转化的问题，如果仅仅局限于物理学思维的话，往往只关注能量的形式转变，而正是这一综合实践活动的跨学科思维方式激发学生的创造性，鼓励学生积极表述自己的新颖见解和想法。长此以往学生会逐渐习惯综合实践活动的创新性思维，在遇到新的问题时，能调整自己固定的思维模式，适时地调整解决方法寻找创新性的解题思路从而奠定学生日后学习、工作中的思维创新基础。

（三）提升解决实际问题能力，增强知识应用意识

物理科学的学习离不开生活实践且与生活实践息息相关，这一特点被跨学科实践教育进一步强调且强化物理学科的实践能力，并加深对知识应用的领悟。在常规教学中，大部分学生都是通过课本、文字习题学习并掌握物理学基础知识的，但不太可能把所学知识加以实践。而跨学科教育理念能将生活中遇到的问题搬到课堂上，引导学生借助物理知识与其它学科的知识来解决，如此一来学生就能从所学知识中产生行动力，并在解决问题的过程中不断调整策略进而解决问题的能力得以提高，而且切实领会到知识的强大力量，深化对知识应用的理解，不再单一地将物理知识局限在课本上的学习，会主动发现生活中遇到的问题并且会主动运用已掌握的物理知识来解决，养成活学活用的良好习惯。

（四）为学生未来发展做准备，适应社会人才需求

现今社会高速发展，对人才的要求越来越高，特别是创造力和创新能力较强的新型人才颇受关注。在初中这一学生成长阶段，对创新技能的培养进行多学科融合教育实践对学生将来的发展起着奠基作用。跨学科融合教育实践过程中，学生不仅掌握扎实的各学科的基础知识，还锻炼创新思维能力、团队合作能力、社交能力等能力，这些都是学生将来高中或大学学习甚至走上工作岗位都需要具备的。而在未来学习中，初中学过的各学科的知识将在今后解决更复杂，学科学习的融合任务和在以后工作、生活中遇到的学科任务中无往不利；一旦进入工作中，无论是科研，还是科技开发、环境保护等学科，都能凭借在初中跨学科实践教学中培养的能力，更好地应对工作中遇到的困难与挑战。

二、基于创新能力培养的初中物理跨学科实践教学策略

（一）整合教材内容

虽然物理书本含有大量知识，但由于单一的灌输形式导致各个知识点之间的内容零散，学生无法体会到物理学与其他学科之间的联系。然而经过对物理书本内容的重新构建与安排，可以分析出物理的内在关联性并嫁接到其他学科的学习中去。各科虽具有各自的科内学习架构，但对实际问题解决来说是一种互相辅佐的关系[42。例如，在处理解决电学问题时，物理中的电学知识和数学中的函数有紧密的联系，同时它和化学中电解质导电原理也有相关的重叠部分，然而这种相关性并非所有教科书都进行清楚的表述。通过整合教学内容，将主内容定为物理知识点上，适当补充其他学科的相关知识，在学生的头脑中产生概念化整合，帮助学生形成一种立体和复杂的认知结构，激发学生的创造力，在遇到问题时能从不同的角度来看待问题的解决方案。例如，在九年级物理课本中的“电流和电路”中，教师对于课文内容可以进行有机整合处理，在教学过程中“电流”的概念讲解环节，利用数学中流量的概念进行类比，例如，数学中描述流量是指一定时间内通过某个断面的液体体积，物理学中的电流是指一定时间内通过一段导线横截面的电荷量，这是一种方法类比，帮助学生运用熟悉又懂得的数学知识去认知电流概念。另外，运用化学原理来对金属导电中自由电子导电原理进行解读，说明各种材料导电性能不同的原因背后的化学本质。教师可以这样引导学生思考：我们都知道金属材料是良好的导体，而从化学角度来看，由于金属元素最外层电子个数少，因此容易失去最外层电子形成自由电子，在电场力作用下，自由电子作有规律定向移动而产生电流。这种教学方法可以帮助学生从物理、数学、化学多角度对电流概念进行构建，扩展学生

的视野，也为学生的创造力培养奠定基础。

（二）设计跨学科项目

传统的物理教育是单靠教师权威讲述和学生练习，这样就缺少让学生独立探索和系统地利用学习的知识的机会。而进行多学科的项目可以使得学生在一个真实的情景中通过物理和其他学科的知识相结合，解决遇到的实际问题，学生在解决问题中可以培养创造的能力。这种不同学科的项目打破了各个学科之间的隔离，以及现实生活中真实问题复杂的状态，在这之中要求学生积极思考，将不同的学科内容联系、转化或者有创造力的使用。在这个项目实施的阶段，包了计划、信息收集、策略制定、实践活动、结果评价等等步骤，这些都将锻炼出自身的自学能力、合作意识和创新意识。最终通过参加该项目，不仅对物理理论有了更深一步的理解，也掌握能够运用多学科的知识解决实际存在的问题的本领，提高学生创新能力[3]。基于八年级物理课本上“压强”的知识内容，设计项目“改造学校排水系统”，项目整合多个学科。第一步利用学生掌握的物理学科知识探究不同地区地面承受压力强度与其雨水流速、流量的关系，例如低洼地区的雨水量较大时其地面承受的压力强度如何影响雨水的排出等。第二步是利用地理学知识了解我们的学校所处的地形，水的走向等信息。第三步是利用数学学科知识测算不同直径的管道会对应怎样的流水速度、压力，建立模型计算出排水量等。项目实施过程中，学生分组实地测量、收集数据，并策划方案。一些小组的学生提出改变部分地区坡度加快水流速度，运用物理压力原理减少积水；一些小组的学生运用材料科学的观点选择更适合水道的材质来增强排水功能。这样的多样化学习让学生成为不仅仅对压力有了新的认识，而且学会用不同视野看待校园问题，探究过程中激发学生的创造思维，提出创新有效的解决方式，从而可以有效的提升学生的创新能力。

（三）融合语文学科，提升物理表达与思维创新

在初中物理学习的过程中，由于物理理论知识较为抽象，很多学生对于物理理论知识会存在疑惑，也无法准确地对相关知识进行阐释。传统教学侧重于公式的推导与运用，却忽略物理知识用词表述与逻辑整理，因此尽管可以很好地掌握该知识点，但是无法对物理的基本原理与相关现象进行清楚地解释，影响学生的思考能力与创新性。并且，由于不具备将物理知识与语文表达写作能力相联系的意识，在对物理现象进行描写时存在语言不形象、不准确等问题，导致物理知识无法得到清晰地传播与交流。

教师在讲解 “声音的传播” 这一物理知识时，可融入语文学科内容。先引导学生阅读描写声音的优美文学片段，如 “大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私语”，让学生从文学角度感受声音的不同特点，体会语言对声音的描绘。然后，让学生从物理原理出发，分析声音是如何通过介质传播产生不同效果的。接着，布置任务，要求学生以 “声音的奇妙之旅” 为题，创作一篇科普短文。在创作过程中，学生既要准确运用物理知识，阐述声音传播的原理、速度及在不同介质中的传播差异，又要运用语文的修辞手法和写作技巧，使文章生动有趣。例如，有的学生可能会把声音在不同介质中的传播比喻成不同道路上的 “赛跑”，形象地说明声音在固体、液体和气体中传播速度的不同，提升学生的创新能力。

（四）信息技术融合，拓展探究手段与创新视野

借助电脑软件、传感器、互联网等信息技术，可让学生以更直接的方式观察到一些物理现象，还可在过程中即时处理、分析试验的数据，实现远距离的实验项目，不受时间、空间的限制。在八年级物理“探究凸透镜成像规律”教学中，教师利用信息技术作为学具：教师先通过电脑软件，向学生演示了凸透镜成像的所有情形，引导学生通过操作软件，改变物体离凸透镜的距离、焦距等，直观地观察像的大小、正倒、虚实等变化过程，形成初步的凸透镜成像规律认识。然后，在实际实验探究环节，教师为学生配备了光具座、凸透镜、蜡烛、光屏以及光传感器。学生通过光传感器连接电脑，能够实时采集并记录像的亮度、位置等数据，相较于传统的肉眼观察和手动记录，这种方式更加精确和高效。例如，在探究成实像时像距与物距的关系过程中，学生通过传感器快速获取大量数据，并利用 Excel 软件绘制出像距与物距的关系曲线，从曲线中更清晰地总结出成像规律。此外，教师还引导学生通过互联网搜索不同类型凸透镜在生活中的应用实例，如显微镜、望远镜等，并让学生分组讨论这些应用是如何利用凸透镜成像规律的。通过将信息技术与物理教学相融合，学生不仅更深入地理解了凸透镜成像规律，还拓展了探究手段，开阔了创新视野，学会利用信息技术创新物理学习和探究方式。

结束语

综上所述，初中物理跨学科实践教学对学生创新能力的培养意义重大。基于此，作为教师应积极探索并实施这些教学策略，为学生营造良好的跨学科实践教学环境，助力学生创新能力的培养，使学生能更好地适应未来社会发展的需求，从而可以促进初中物理课堂教学成效的提升。

参考文献；

周建华. 跨学科融合在初中物理教学中的应用 [J]. 新课程教学（ 电子版），2023（24）：45-46.

周广忠. 初中物理跨学科教学实践初探[J]. 全国优秀作文选（ 教师教育），2023（06）：56-57.

纪 贤 勇 ， 温 芸 . 初 中 物 理 跨 学 科 实 践 教 学 的 路 径 研 究 [J]. 教 育 观察，2023，12（35）：5-7，16.

[4] 李莎. 提升初中物理跨学科实践育人功能的策略方法 [J]. 中学物理，2023，41（24）：25-27.