初中物理跨学科实践：用科技“打捞”历史

依据《义务教育物理课程标准（2022年版）》，跨学科实践被列为五大关键主题之一，肩负着促进教学方式和育人理念全面革新的重任。在此背景下，教育工作者面临的关键议题是：如何通过精心策划的教学活动，有效推动跨学科实践，激发学生的创新思维和实践能力。物理跨学科实践的本质在于超越单一学科界限，促使学生在跨学科框架下审视物理概念与规律，构建一套涵盖多学科知识、体现综合性与高阶思维能力的知识架构。为此，教师应注意选择主题内容、制订教学方案、实施课程、展示跨学科成果中的具体策略，让学生在探究性任务中扮演设计者与实践者的双重角色，亲身经历合作与交流的过程，深刻领悟物理学对人类生活、工程应用乃至社会发展的广泛影响力。本文聚焦于新课标中跨学科实践的二级主题“物理学与工程实践”，以打捞古沉船的相关实例为切入点，深入探讨如何实现自然科学与人文社会科学的有机融合，呈现一条培养学生批判性思维及综合能力的现实路径。

主题内容选择策略

在跨学科实践的框架下，“跨”字不仅象征着学科间的跨越，更意味着教学模式的创新与融合。与传统学科教学相比，跨学科实践特别强调选择具有高度综合性和实践性的主题。基于此，我们提出以下三大策略。一是贴近社会与生活，强化知识应用。优先考虑那些与社会热点或日常现象紧密相关的现实问题。确保所选课题的科学内涵与当前物理课程知识体系高度契合，促进学生将理论与实践结合起来。二是跨域探索，拓展认知边界。跨出物理学科，选取能开阔学生视野、促进多角度思考的课题，培养他们跨领域解决问题的能力。三是匹配认知阶段，促进深度学习。充分考虑学生的现有认知水平和发展需求，选择方便补充相关背景知识，能够促进学生深度理解、灵活运用所学知识的主题。

基于上述策略，本案例精心选择了“沉船打捞”这一主题，它不仅是人类与海洋复杂关系的生动体现，更是一扇窥探历史变迁的窗口。沉船，承载着过往海上贸易的辉煌与沧桑，船上的珍贵文物随着现代打捞技术的进步，逐一重现人间。随着不同年代打捞技术的进步，不同案例所蕴含的物理原理及其他跨学科知识展现出多样性。这一主题包括历史探寻、地理分析与物理实践三方面，能够激发学生对沉船背后历史故事的好奇心，深刻体验多学科协同认知某一主题的魅力。具体而言，涉及的物理知识包括浮力定律、流体压强、力学原理等；涉及的历史知识涵盖海上丝绸之路的演变历程、沉船特定的历史背景；地理知识方面，包括沉船所处海域的地理位置、地形地貌、水文条件等。教师在呈现这些知识元素时，均需考虑初中生所处的认知发展阶段，确保他们能在兴趣的引领下，逐步深化对跨学科知识的理解和应用。

方案制订策略

制订跨学科方案时，应始终围绕“问题解决”这一原则，重视三大策略。首先，要构建问题链，使其贯穿教学过程始终，保证学生学习活动的连贯性和目的性。其次，要分解课题，设定驱动性任务，让学生有机会亲历观察、实验、设计、制作、调查等多种实践活动，全方位增强其综合能力。最后，要细化步骤，保证学生能够依据行动指南，顺利推进学习活动。根据以上策略，在设计“沉船打捞——用科技打捞历史”这一方案时，我们将这一大主题分解为初识打捞、沉船再现这两个课时的任务。具体包括：通过介绍历史背景激发学生的探索热情；采用模型建构的方法，引导学生设计并实施初步的沉船打捞方案，让他们经历从发现问题、搜集证据、分析解释到沟通交流的完整科学探究流程，像科学家、工程师那样，以创新思维解决问题，体会成功的喜悦；再通过深入探索打捞“长江口二号”古船的真实案例，引导学生对比多种打捞方案，在充分了解该船的历史背景和打捞地地理条件的基础上，将物理知识灵活应用于实践，形成最终的打捞方案，学习如何综合性地解决打捞沉船这一复杂问题。

方案实施策略

在跨学科方案实施过程中，科学引导与循序渐进是核心原则。为保证有效实施，可重视以下几项策略。一是教师与学生应相互配合，从而确保知识的有效传递，激发学生的创新意识、自我学习力。二是通过布置与主题相关的课外任务，如阅读预习资料或撰写项目总结等，帮助学生提前熟悉主题内容，引导他们主动搜集信息、深化主题理解。三是通过合理分组，发起小组合作活动，促进学生之间实现互补优势，使学习效果最大化。四是鼓励学生进行质疑、求证，及时给予他们指导，帮助他们顺利克服学习困难。

教师在两个课时的教学中应有所侧重：第1课时，引导学生应用物理知识，初步设计打捞模型；第2课时，结合历史地理知识，引领学生思考多种打捞方式，形成综合性的方案设计报告。为了保证方案的有效实施，可以对任务进行细致规划。第1课时中，通过“情境导入+方案设计+方案实施+方案对比”的流程，引导学生经历发现问题、寻找证据、作出解释、相互交流的探究过程，并通过完成预习作业，为第2课时作铺垫；第2课时中，通过“新情境导入+探讨原方案可行性+展示讨论多种方案+形成最终方案”的流程，实现大任务驱动下的问题探索，培养学生的质疑精神，增强多学科知识融合应用的能力。两个课时的具体情境也有所不同，第一个情境中，教师引入海上丝绸之路背景，展示沉船上的文物古迹，激发学生学习兴趣。在系列问题的驱动下，学生运用多学科知识分析、设计打捞方案，综合分析打捞沉船的要点，用模拟实验打捞沉船。在观看真实情境中打捞沉船的视频后，他们反思自己的方案，进行了深入探讨，发现要调用更多知识才能解决实际问题，从而认识到跨学科学习的重要性。第二个情境中，教师以“长江口二号”沉船打捞为例，引导学生深化探索，比对多种打捞方案，并基于调研结果进行深入讨论，最终确定最具可行性的实施方案。上述过程不仅能巩固学生的跨学科知识应用能力，还能培养他们面对复杂问题时的分析决策能力。

成果展示策略

重视活动成果的呈现与交流，是实现“教—学—评”一致性的关键环节之一。我们认为应鼓励多种形式的学习成果，允许学生通过设计作品、模型制作、撰写报告、PPT汇报等方式，个性化地呈现自己的收获。同时，为学生提供展示才华的多维平台，如组织展览、报告会、研讨会等活动。此外，成果的评价机制也应更加多元，包含学生自评、同伴互评、家长反馈与教师评价等多个维度。

在本课例中，随着课程深入，教师将调研汇报、方案研讨、成果展示等各种展示方式，灵活穿插于课程不同阶段，不仅使学生展现了学习成果，也促进了他们对知识的深化与应用。学生也确实呈现出了形式多样的学习成果，从设计方案的思维导图到打捞方式的调研汇报PPT，再到打捞模拟实验及方案报告，每一份作品都是他们的智慧结晶。评价环节贯穿学习始终，注重学生自评与同伴互评，辅以教师的专业指导，借助评价量表，实现了评价功能的最大化利用。这一系列真实、科学的评价过程，加速了学生的成长与进步，促使每位学生通过跨学科学习都能有所收获。

本课例的跨学科实践紧密结合物理学科内容，彰显了综合性和实践特色，推动了理论与实践的深度融合，培育了学生良好的学习习惯和团队协作能力。教师在进行跨学科实践课程设计的过程中应把握好6个关键词，树立“跨”学科边界的意识，“抓”住兼具实践性、综合性的教学素材，“融”合与素材密切相关的多学科知识，“定”制合理的跨学科实践方案。在此基础上，“引”导学生遵循科学规律，循序渐进地开展跨学科实践，同时“展”现实践活动的丰硕成果，从而全面提升他们的综合素养，培养面向未来的创新人才。