基于项目化学习的初中物理和数学跨学科实践

引言：初中物理和数学作为基础学科，传统的学科教学侧重于理论知识的传授。跨学科项目的设计，学生能够将物理与数学知识整合应用，主动参与实践探索，在实践中培养创新思维和团队协作能力。

一、项目化学习和跨学科实践

项目化学习（PBL）是一种以学生为中心、以项目为驱动的学习，通过设计和实施真实的项目，使学生在解决实际问题的过程中，运用所学知识，培养创造性思维以及团队合作能力。具有主题明确、情境真实、内容综合、学习方式多样、强调协作、以成果为导向等特点。项目化学习将学科知识与现实问题相结合，提供实践中的知识应用体验，使学生能够更好地理解和应用所学知识，从而提升学生的综合素养。

跨学科实践旨在发展学生跨学科运用知识的能力、分析解决问题的综合能力、动手操作的实践能力，培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神。可见，跨学科实践与项目化学习在目标指向、内容特征、学习方式等方面较为一致，项目化学习是有效落实新课程标准关于跨学科实践主题教学目标的主要方式之

二、跨学科实践的设计原则

1.目标导向原则

设计的项目应具有明确的目标，目标应指向学生能力的提升和知识的深化，尤其是通过跨学科知识的整合，帮助学生在解决实际问题中提升综合素养。

2.以学生为中心原则

项目设计应围绕学生的学习需求展开，注重激发学生的兴趣和自主学习的能力。学生不仅是知识的接受者，也是学习过程的主导者和探索者。

3.情境真实性原则

跨学科项目应来源于真实的社会、生活或科学问题，使学生能够在解决实际问题的过程中感受到学科知识的实际意义和价值。

4.知识问题化原则

项目的设计应能够将学科知识转化为具体的、具有问题性质的学习任务，鼓励学生主动思考，促进他们的创新思维和问题解决能力。

通过项目实施过程中的展示和反馈，帮助学生更好地理解和掌握学科知识。最终成果应通过展示形式向同伴和教师分享，确保学生能够通过成果展示反思学习过程并进行总结。

三、跨学科实践的实施策略

1. 生活化主题整合

项目提出是学习的起点，可以从日常生活中寻找基础可操作性的初中物理化学结合的项目，比如《测量教学楼高度》，结合物理中光的直线传播，运用数 行跨学科实践。也可以进行趣味项目式学习，例如项目主题是《过山车设计师》 物理应用能量守恒计算，成果可以用制作的模型展示。来源于生活，在真实情境中探索和解决问题，容易激发学生的兴趣，提升学科的理解能力。

2.项目化分析建模

明确提出项目后，将任务分解整合，可以帮助学生明确具体的目标，为学习提供清晰的方向。例如在《制作简易杠杆》的跨学科实践中，把制作一个简易杆秤的任务分解成三个:（学生讨论分析）(1)了解杆秤的结构及其工作原理。(2)要制作一个杆秤需要注意哪些问题？(3)据设计的方案，选用合适的器材制作杆秤。教师梳理物理和数学两门课程之间的内在逻辑关系，明确两个学科的核心概念和教学目标，从而确定跨学科教学内容和课时安排，确保跨学科知识的有效整合。涉及到物理中的杠杆平衡的建模以及利用数学中的函数推导出杆秤刻度均匀的过程，这种策略通过"生活问题→建立模型→物实验证"的闭环，帮助初中生建立学科关联认知，避免出现"数学只会算，物理不会用"的割裂现象。

3.实施中角色转变

在项目化学习中，教师角色的转变至关重要，教师更多地成为学生学习过程中的支持者和引导者。引导学生运用已有的知识来解决实际问题，关注学生在探究过程中的思考方式和理解深度，并根据学生的表现提供及时的反馈和评价，确保项目能按照预定的步骤和目标顺利进行。这种方式，教师不仅能帮助学生克服学习中的困难，还能激发他们的自主学习动力和批判性思维。通过这些转变，教师不仅成为学生学习的协助者和评价者，还能够在项目化学习中发挥更为积极和多元的作用，推动学生的主动学习和思维发展。

4.自主中培育素养

在跨学科实践中，学生需要积极参与项目的设计、研究和实践去主动解决问题。自主学习过程包括独立观察、研究、讨论、思考、交流和反思等活动，学生通过这些方式主动发现问题、分析问题并解决问题。学生在进行自主探究时，教师需要提供适当的支持和指导，激发学生积极参与项目的各个环节。同时，合作学习在项目化学习中也扮演着重要角色，小组成员之间通过相互沟通、交流，共同协作解决问题。团队成员之间的协作和互助至关重要，只有通过密切合作，团队才能顺利完成整个项目。合作学习能够有效发挥团队的优势，提高团队的工作效率。同时能培养学生多角度思考问题的能力，最终实现知识的内化和实际应用。在这个过程中培养了学生的批判性思维、创造性思维和团队合作能力，进一步提升了他们的综合素养。

5.评价中收获成长

为了确保项目化学习的顺利实施，必须建立一 个有效的评价反馈机制，以评估学生对知识的理解和应用程度，并根据学生在项目过程中的表现进行 及时的反馈。 评价多元化， 有过程性评价，也有结果性评价。学生在项目过程中需要展示他们的作品、 程设计中完成的。教师在实践过程中进行指导需要和学生通过及时的 究任务后，对于物化的作品和跨学科实践的过程，学生都会获得相应的评价，来激发 鼓励他们主动参与并深入学习。这种激励不是一次性的，而是周期性、连续性的，旨在长期激励学生，从而推动学生的持续进步和发展。

四、结束语

将物理和数学学科知识与实际问题结合，通过跨学科的实践活动，能够有效地支持学生的自主学习和探索，培养了学生的动手能力、创新能力、和团队合作精神，进一步提升学科的综合素养。尽管项目化学习在初中物理和数学中取得了积极效果，但推广仍面临一些挑战，包括教师专业发展的需求、教学资源的优化以及课堂管理策略的调整等等。未来，项目化学习有望在教育改革中发挥更加重要的作用，尤其是在促进跨学科知识整合和学生核心素养提升方面，具有巨大的潜力和应用价值。

参考文献

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此文章为河北省教育科学“十四五”规划课题《初中数学跨学科主题学习设计与实践研究》研究成果，课题编号 2304365