新课标下的高中物理跨学科实践活动构建探析

由于高中物理的知识体系比较庞大，而且内容比较抽象，所以很多学生在学习过程中遇到了一些困难，有的甚至是偏科，从而影响了他们的全面发展。考虑到学科之间的关联性，物理与数学、化学、生物学等学科密切相关，所以在高中物理的教学中引入跨学科理念，并进行跨学科的实践可以突破学科之间的界限，使学生们能够从多个方面来理解物理，从而加深对物理的研究，推动高中物理的教学迈向新台阶。

一、跨学科教学的内涵

跨学科教学是一种突破传统学科界限，实现学科间知识、技能和方法的有效整合和互动的一种新型教育和学习方式。在这种教学模式中，学生可以从不同的角度、不同的层次去理解和解决问题。此外，该方法还以学生为中心，能够根据学生的兴趣与认知特征在知识之间构建有效的联结。它基于学科知识，但也超出了学科范围。例如，在实际的情境中，教师要指导学生利用多种学科的知识和技能去解决实际中的一些比较复杂的问题。这样的教学方式不仅可以充实课程的内容，还可以让他们接触到更广阔的领域，从而增强学习的兴趣和积极性，帮助他们将所掌握的知识进行综合应用，进而更好地满足未来社会对综合性人才的需要，为学生的全面发展提供强有力的支撑[1]。

二、新课标下的高中物理跨学科实践活动构建意义

（一）有利于拓宽学生的知识视野

在实施新课程标准的背景下，传统的课程教学把学生局限于某一学科领域的知识，就像是给学生套上了一副“眼镜”，让他们只看到了某一门课程的局部。然而，高中物理学科间的综合实践却给了学生们一种崭新的学习经验。当学生们进行与能量有关的实际活动时，他们不能只局限于物理教科书上关于能量的基本概念，还应该利用自己的物理学知识去探索各种能量转换的规律，比如太阳能是怎么转化成电能的，煤炭燃烧产生的热量是怎么带动机器的，并通过对世界各地各种能源的分配情况进行分析，从而了解中东有丰富的石油资源，北欧有丰富的风力资源。在此过程中，从能耗统计到能量转换效率的计算，数学已经成为一个强有力的工具。在这种跨学科的实践中，学生们将不会被限制在物理学科的固有架构之中，能够接触到丰富的多学科的内容，并可以从多个学科的角度来看待能源问题，让他们对这个世界的了解不再片面狭隘，而是逐步地建立了一个完善的、综合的知识网络，为未来的学习和适应生活打下了坚实的基础。

（二）有利于提升学生的综合实践能力素养

高中物理学科间的实践活动是一种综合性的练习场，使学生在参与到复杂而现实的任务中能够充分激发其创新思维，比如在进行生活垃圾处理方案的活动中，他们不仅要从物理层面上去思考燃烧过程中的能源转换问题，更要将生物学方面的知识融入到生活垃圾的降解过程中来研究如何有效地处置垃圾中的有害物质，并将其应用到实际生活中去，这就要求学生们不断地思考，不断地尝试新的思路和方法。在进行活动的过程中，许多任务单凭一个人是很难完成的，所以同学们需要进行小组合作。每个人都有自己的职责（有些是收集资料，有些是做实验，有些是写报告），从而在交流和合作中培养自身的合作精神。通过这种跨学科的实践，学生们可以持续地提高自己的解决问题的能力，并且在遇到困难的时候还能主动地寻求解决方案，并逐渐适应综合性挑战，从而让他们在以后步入工作岗位或者处理生活中的琐事时可以通过在活动中培养出来的冷静分析、高效地应对各种复杂的局面，进而更好地适应社会的发展 [2]。

三、新课标下的高中物理跨学科实践活动构建策略

（一）创设多元情境，激发跨学科兴趣

新课程标准强调要把学生放在第一位，并且要充分调动他们的学习积极性和热情。所以教师 在高中物理的跨学科实践中可以与生活实际、科技前沿等相结合，建立一个覆盖物理与生物、地理等多学科结合的情境，例如在以生态环境中的能量转化为主题中，教师能够将物理学的能量守恒定律与生物的光合作用、呼吸过程相结合，并与地理气候、地貌等因素相融合。这种情境可以使学生在熟悉而新鲜的环境中体会到物理学和其他学科之间的密切关系，以此来激发他们对跨学科知识的浓厚兴趣，使其能够积极地学习物理知识，进而为以后的进一步研究打下坚实的基础。

例如在开展《重力与重心》跨学科实践活动时，教师可以让学生回家观察书架、花瓶、台灯等日常物品，并思考书架上的书摞得太高易倒、花瓶放在桌子边缘易被碰掉，而放在中间却很稳的原因。课堂上，教师展示不同物品摆放方式的照片，并引导学生讨论花瓶放在斜面上能否稳住及其原因，接着用积木搭房子时底层积木摆得歪歪扭扭上面易塌，而底层对齐铺平房子能搭得更高更稳的生活例子解释物品稳定性与“支撑面”有关的原理，即支撑面越大、越平整物品越不容易倒。在此基础上，教师还可以让学生动手将一张纸折成柱状、三角状等不同形状放在桌面上推一推，引导其发现形状对稳定性的影响，使学生们通过实际操作真切感受到三角状结构相较于柱状在受外力推动时更不易倾倒。原因是三角形具有稳定性，能在力的作用下更好分散压力，以保持自身平衡。教师则趁此让学生结合之前所学的力的分解知识分析不同形状在受力时力的分布情况，以进一步理解形状与稳定性之间的内在联系。为关联其他学科，教师还可让学生思考“为什么古代建筑（如埃及金字塔）的底部都很宽大？而现代高楼虽然很高，底部却没那么宽？”，以此引导学生发现稳定性与历史、文化的关系。在布置任务时，教师让学生回家找一件容易倒的物品（如细口花瓶、瘦高的摆件），先观察其现有摆放方式，再尝试调整（如把花瓶从桌子边缘移到中间或在摆件下垫个宽一点的底座），用手机拍照记录调整前后样子，并简单写明原来这样放易倒是因支撑面小、现在这样放更稳是因支撑面变大了，以此让学生既理解“稳定”的道理，又发现科学与生活、历史的联系。

（二）开展项目合作，促进跨学科交融

新课标注重培养学生的合作能力与实践精神，高中物理跨学科实践活动可通过开展项目合作实现学科交融，这就要求教师需要设定一些具有综合性的项目主题，该主题需要学生运用物理的电路知识、数学的优化算法、美术的设计构图以及工程的搭建技巧等多学科知识。在项目合作过程中，学生分组协作，不同学科背景的学生相互交流、共同探讨并发挥各自优势解决项目中遇到的问题，从而促进物理与其他学科的深度融合，让学生在实践中体会学科间的联系，并提高团队协作与跨学科解决问题的能力 [3]。

例如在开展与《生活中的圆周运动》相关的跨学科实践活动时，教师需要说明项目要求，即制作一个能在校园展示、能让大家直观看到圆周运动现象且有趣的展品（如能旋转的小风车组合、会转圈的小动物造型装置等）。项目开始后，教师让参与者按意愿分成几个小组，其中有负责研究让展品转起来的小组需琢磨用何种动力源（手动转动、利用小电机还是借助风力），并考虑不同动力方式下展品旋转的特点；有负责计算和规划的小组要根据展品大小、旋转速度等算出需准备的材料尺寸、数量（如做小风车组合要算出每个小风车叶片的长、宽及整个组合占地面积）；有负责设计外观的小组要思考如何把展品设计得好看、有创意，以吸引目光（可能考虑用鲜艳颜色、可爱造型）；还有负责找材料和搭建的小组要去寻找合适材料（如硬纸板、塑料瓶、小木棍等），并搭建组装。在项目进行中，教师可以时不时组织小组间交流，让研究动力的小组和计算规划的小组讨论怎样让展品转得又稳又好，让设计外观的小组和搭建小组商量如何把设计变成现实，从而让不同想法碰撞，并促进物理知识和数学、美术、手工等多方面知识的融合。

（三）引导问题探究，深化跨学科认知

新课程标准注重对学生探索精神和创造性思维的培养，在高中物理的跨学科教学中通过问题的引导来指导学生进行探究可以加深他们对跨学科知识的认识。在此背景下，教师可以设置一些富有挑战性的、开放性的问题。这个问题可以用到流体力学、电学和化学的吸附、反应等知识，让学生们可以用查阅资料、实验验证等方法来进行研究，同时也可以积极地找到各个领域知识的联系和解决办法。在这个过程中，学生既能更好地掌握所学的知识，又能与其他学科的知识相结合，从而培养创造性的思维和跨学科的探索能力 [4]。

例如在进行《平抛运动》教学时，教师可以提出“怎样借助平抛运动原理和地理知识设计一个能精准投送物资到偏远山区的简易装置”这个问题来深化学生跨学科认知。具体做法是教师介绍问题背景，说明偏远山区物资运输困难，需设计合适装置利用平抛运动投送物资到指定地点，并且要考虑当地地理环境，如地形起伏、风向等因素对投送效果的影响。在此基础上，教师需要引导参与者围绕问题从物理角度研究平抛运动规律，以确定装置发射物资的初速度、角度等参数，保证物资按预想轨迹飞行；从地理角度分析目标山区地形地貌了解地势高低、障碍物分布等情况来调整装置投放位置和方向，并考虑当地常年风向、风速思考如何减少风对物资飞行路线的影响。在探究过程中，教师还可以鼓励参与者通过查阅地理地图、气象资料了解山区情况，并利用简单材料做模拟实验观察不同参数下物资的飞行状态，并通过不断尝试和改进找到物理知识与地理知识相结合的最佳方案，从而加深对平抛运动的理解。

四、结语

综上所述，在新课程标准下，建立高中物理跨学科实践活动是顺应时代需要、深化教育改革的重要体现。它突破了学科壁垒，促进了知识的融合，促进了学生的综合素质和创新能力的提高，所以教师应该主动参与进来，持续提高自己的跨学科素质和教学能力，认真地设计和开展跨学科实践活动，并将多学科知识有机地结合起来，以此激发学生的学习兴趣和探究欲望，使他们在实践中学习、在学习中创新，进而促进高中物理教育向更多元化、综合化的方向发展。

参考文献：

[1] 曹诚. 基于核心素养的高中数学与物理跨学科教学活动浅析[J]. 前卫,2024(10):0056-0058.

[2] 杨泽欣 , 陶卓婷 , 罗新竹 , 等 . 融入 STEM 理念的高中物理跨学科实践——以”制作延时灯模型”为例[J]. 物理通报, 2025(7).

[3] 丁慧 . 高中物理跨学科教学的内涵与实践探索 [J]. 现代教学 ,2024(11):55-56.

[4] 李俊成 . 在高中物理教学中培养学生的跨学科素养 [J]. 江苏教育 ,2020(91):5.