跨学科视域下的初中物理实验教学策略

随着科学技术的迅猛发展，各学科之间的界限逐渐模糊，跨学科研究与应用成为推动科学进步和社会发展的关键力量。在教育领域，跨学科教育理念应运而生，其强调打破学科间的传统壁垒，整合不同学科的知识、方法与思维，培养学生的综合素养和创新能力。传统的初中物理实验教学往往局限于物理学科本身，学生在学习过程中难以将物理知识与其他学科知识建立有效联系，导致知识运用的局限性和思维的单一性。而跨学科视域下的初中物理实验教学，通过引入其他学科的知识、方法和视角，能够为物理实验教学注入新的活力，使学生在更广阔的知识背景下理解和应用物理知识，从而提升学生的学习兴趣和学习效果，培养其适应未来社会发展所需的综合素养。因此，探索跨学科视域下初中物理实验教学策略具有重要的现实意义。

一、融合数学建模，精准量化物理现象

数学作为科学研究的重要工具，在物理实验中发挥着不可或缺的作用。通过数学建模，能够将物理实验中的复杂现象进行量化处理，使学生更精准地理解物理规律。在初中物理实验教学中，教师应注重引导学生运用数学知识建立物理模型，对实验数据进行分析和处理。

例如，在探究“物体的运动”实验时，教师可引导学生运用数学中的函数知识来描述物体的运动状态。在实验过程中，学生通过测量物体在不同时刻的位置，记录下一系列数据。然后，教师指导学生以时间为横坐标，以物体的位移为纵坐标，将这些数据绘制在坐标系中。学生通过观察所绘制的图像，发现物体的位移与时间呈现出一定的函数关系。若物体做匀速直线运动，其位移与时间的关系图像为一条倾斜的直线，这意味着位移与时间成正比，可通过数学公式 S=νt （其中s 表示位移，v 表示速度，t 表示时间）来描述。通过建立这样的数学模型，学生不仅直观地看到了物体运动的规律，还能利用数学知识对物体的运动进行精确的计算和预测，从而深化了对物理知识的理解。这种融合数学建模的物理实验教学，让学生体会到数学工具在物理研究中的强大功能，提高了学生运用数学知识解决物理问题的能力。

二、引入信息技术，拓展实验探究维度

信息技术的飞速发展为教育教学带来了新的机遇和变革。在初中物理实验教学中引入信息技术，能够打破时间和空间的限制，丰富实验教学资源，拓展实验探究的维度。教师可以利用多媒体技术、虚拟实验软件、传感器等信息技术手段，为学生创造更加生动、直观、多样化的实验学习环境。

例如，在探究“声音的传播”实验时，由于声音在真空中传播的实验在现实课堂中难以直接演示，教师可借助虚拟实验软件来模拟这一过程。通过软件，学生能够清晰地看到在一个逐渐抽成真空的密闭容器中，放置在其中的发声物体（如电铃），随着容器内空气逐渐减少，其发出的声音越来越小，直至几乎听不到。同时，软件还能以图像或数据的形式展示声音强度随空气密度变化的关系。此外，教师还可利用传感器技术来测量声音在不同介质（如固体、液体、气体）中的传播速度。将声音传感器连接到计算机上，学生在不同介质中制造声音，传感器能够快速、准确地采集声音传播的时间等数据，并通过计算机软件分析处理，得出声音在不同介质中的传播速度。这种引入信息技术的实验教学方式，让原本抽象、难以直观感受的物理知识变得具体、生动，学生能够从多个维度深入探究物理现象，大大提高了实验教学的效果。

三、关联生活实际，深化知识应用理解

物理知识源于生活，又服务于生活。在跨学科视域下，将初中物理实验教学与生活实际紧密关联，能够让学生深刻体会到物理知识的实用性，激发学生的学习兴趣和探究欲望。教师可以引导学生从生活中发现物理问题，通过物理实验进行探究，并将实验结果应用于解决生活中的实际问题，实现知识的学以致用。

例如，在讲解“浮力”知识时，教师可设计一个与生活实际紧密相关的实验：探究不同材料的物体在水中的沉浮情况以及如何利用浮力原理制作简易的浮力装置。首先，教师让学生收集生活中常见的各种材料，如木块、金属块、塑料泡沫等，然后将这些材料放入水中，观察它们的沉浮现象。学生通过观察发现，木块和塑料泡沫漂浮在水面上，而金属块则沉入水底。接着，教师引导学生思考物体的沉浮与哪些因素有关，并让学生通过实验测量物体的质量、体积以及它们在水中受到的浮力大小等数据。在学生对浮力知识有了一定的理解后，教师布置任务让学生利用所学的浮力原理，制作一个能够承载一定重量物体的简易浮力装置，如利用塑料瓶和竹筷制作一个简易的竹筏。学生在制作过程中，需要综合考虑浮力的大小、装置的稳定性等因素，不断尝试和改进。通过这样的实验教学，学生不仅掌握了浮力的物理知识，还学会了如何运用这些知识解决生活中的实际问题，深化了对知识的应用理解，同时也培养了学生的动手能力和创新思维。

结语：

跨学科视域下的初中物理实验教学为学生打开了一扇通往综合知识世界的大门。学生在跨学科的学习过程中，不再局限于单一学科知识的学习，而是能够将物理知识与数学、信息技术以及生活实际等多方面的知识与技能相互融合，培养了综合运用知识解决实际问题的能力，提升了科学思维和创新素养。这种教学模式的探索与实践，是对传统物理实验教学的突破与创新，为初中物理教学改革提供了新的思路和方向。日后，教师应继续深入挖掘跨学科教学资源，不断优化教学策略，让跨学科视域下的初中物理实验教学发挥更大的教育价值，助力学生全面发展。

参考文献：

[1] 郭名琪 . 核心素养视域下初中物理跨学科实践教学策略探究 [J]. 成才 ,2024,(S2):76-77.

[2] 吴聪能 . 基于跨学科视角的初中物理实验设计研究 [J].初中生辅导 ,2024,(36):64-66.