基于创新能力培养的初中物理跨学科实践策略探讨

摘 要：文章研究主要采用文献分析与案例分析等方法，对初中物理跨学科实践教学策略进行了探讨，目的在于培养学生的创新能力。研究针对教学策略主要提出了以下建议：首先，应以学科融合为基础，选择情境素材，以激发学生的创新欲望；其次，结合活动的特点，设定教育目标，以引导学生创新性发展；再次，通过任务导向的方式，促进学生围绕问题进行互动交流，以激活创新思维；此外，强化活动体验，形成实践方案，以创新性地解决问题；最后，利用评价反馈机制，引发学生的批判性反思，从而推动创新性发展。

关键词：初中物理；跨学科实践；创新能力；教学策略

中图分类号：G633.7   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2025）02-0112-04

在新时代背景下，培养具备创新能力的人才是促进国家振兴和发展的重要举措。跨学科教学模式，通过整合不同学科的知识和方法，为学生提供了一个更为宽广的创新探索平台，对人才的创新能力发展有着重要意义。《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）新增了“跨学科实践”一级主题课程内容，涵盖物理学与日常生活、物理学与工程实践、物理学与社会发展三个方面。基于此，一线教师应加强初中物理课程研究，对“跨学科实践”进行深入探索，主动打破学科之间的壁垒，激活学生的学习兴趣和创新潜能，以促进其创新能力的有效发展。

一、 选择情境素材，突出学科融合，激发创新欲望

在初中物理教学中，跨学科实践主题的情境素材极为丰富。在素材的选择上，教师应为学生设计动手实践的机会，留出创新的空间，以激发学生的创造性和个性，进而提升他们的创新、探索和实践能力，同时促进其创造力的发展和个性的成长。依据新课标的指导，教师应结合地方特色及学生特点挑选适宜的教学内容，例如，社会发展的焦点问题、科技的进步、日常生活中的实际操作等，均可作为情境素材。

在跨学科教学实施过程中，学生应成为学习的主体，而教师则扮演引导者的角色。教师需深入了解学生，考虑其实际情况，以便有效地开展跨学科的实践活动。教师在备课阶段应与其他教师进行充分的交流，并在课堂上采用由浅入深的教学方法，将学科间的具体知识按照内在联系整合到物理学科中，形成学科交叉点，使这些知识点服务于物理教学，从多角度辅助物理知识的教授。初中学生在正式学习物理知识之前，对生活中的某些现象已有一定的认识。因此，教师在开展教学活动前，必须对学生已有的知识有所掌握，并据此创设主题情境，以激发学生的创新欲望，为持续的创新探索奠定坚实的基础。

例如，在对苏教版初中物理八年级上册第四章“跨学科实践：对冰箱中热现象的探究”进行教学设计时，教师立足生活中的物理现象，融合物理、历史、劳动教育等学科知识，整合主题素材，形成学习任务，激发学生的创新探索欲望。在教学引导环节，教师利用多媒体展示了我国的用冰历史：我国的用冰历史十分久远。《周礼》中有关于“冰鉴”的记载。所谓“冰鉴”就是暑天用来盛冰，并置食物于其中的容器（展示图片）。算起来，“冰鉴”可能是人类最早使用的“冰箱”。根据所学知识，你知道“冰鉴”是如何实现食物保鲜的吗？通过这样的问题，教师激发学生思考“冰鉴”背后的物理原理，引导他们将已有的生活经验与物理知识相结合。在课堂上，教师还可以组织学生进行小组讨论，让学生分享自己对“冰鉴”保鲜原理的理解，并鼓励他们提出自己的见解。通过这样的互动，学生不仅能够加深对物理知识的理解，还能够激发创新探索的欲望。教师也适时引导，促使学生对比“冰鉴”和现代冰箱，在生活情境中亲自体验和观察冰块融化过程中的温度变化，进而实现了对冰箱中热现象的创新探究。

二、 结合活动特点，设定育人目标，引导创新发展

从创新能力培养的视角来看，在跨学科的实践活动中学生不仅要建构并运用多学科知识，更要形成创新人格、创新思维以及创新实践能力。不同类型的活动项目对学生的创新能力培育的侧重点也不尽相同，在实际教学中，教师应通过设定育人目标，明确创新能力发展要求。首先，在创新人格方面要能够根据跨学科情境产生好奇心和想象力，形成乐于探索、敢于创造的动机；其次，在创新思维方面要能够根据常见现象形成猜想，能够主动设计方案、收集证据，实现科学推理、科学论证，并主动对探究结果进行检验和修正，实现批判思考；最后，在创新实践方面要能够亲自动手操作，按照创新设计方案完成任务要求，形成创新学习成果。

例如，苏教版初中物理八年级上册第一章“跨学科实践：乐器的调查与制作”中包含这样的任务：利用生活中常见的材料，自制一种简易乐器，如单弦琴、竹笛、排箫、活塞音哨、酒杯打击乐器等，并在制作过程中进行一些有趣的探究活动。要想完成这一任务需要学生调动物理、音乐、劳动等多学科知识，而制作乐器的过程也是学生发展创新能力的过程。基于跨学科任务的特点，教师立足学情分析了学生的创新能力发展需求，并从多角度进行了阐述：①在创新人格的培养方面：通过对日常生活中常见乐器的观察，激发探索的欲望，并在对笛子、吉他、二胡等乐器进行比较和想象后，产生制作乐器的构想；在乐器的制作与演奏过程中，面对未曾接触的问题情境，能够全面考虑各种可能性，并具备选择最优解决方案的意识。具备独立思考的能力，拥有自己的见解，勇于尝试和挑战新事物，对同伴的观点持有质疑的态度；在乐器的制作和改进过程中，表现出专注和认真，不畏艰难，始终如一地完成任务。②在创新思维的培养方面：能够借助生活经验，对影响乐器音调的因素提出合理的假设；通过设计实验来探究多因素对乐器音调的影响，灵活运用控制变量的科学思维方法；利用调音器显示的频率数据比较乐器的音调高低，基于科学依据得出结论；通过对不同小组实验结论的偏差进行分析，勇于质疑并创新性地提出自己的见解。③在创新实践能力的培养方面：能够根据观察到的现象提出影响乐器音调的因素假设，并通过设计实验来验证这些假设；能够规划乐器的制作方案，并成功地制作出乐器；能够运用影响乐器音调的因素来演奏乐器。这样的目标要求对学生的创新人格、创新思维以及创新实践能力进行了具体的描述，指明了学生在跨学科活动中的创新发展方向，也形成了实践探索的路径，为学生的创新发展提供了引导和支持。

三、 通过任务驱动，利用问题启发，激活创新思维

在跨学科实践教学中，通过学生之间的交流碰撞，能够激发创新思维，也可以实现创新能力的有效培养。创新思维的形成与发展需要不同学生之间的碰撞和交流。基于此，教师应结合跨学科学习活动设计驱动性任务，并有针对性地提出问题，引导学生之间相互讨论，交流观点，让他们在不同观点的交锋中激活创新潜力，不断探索出更加科学完善的实践方案。

例如，苏教版初中物理八年级上册第三章“跨学科实践：自制天文望远镜观察月球”安排在学生学习完透镜的基础知识及凸透镜成像的规律之后，是对本章知识的整合升华。这部分内容将透镜知识与日常生活及工程实践进行了融合，旨在让学生在跨学科探究活动中了解望远镜的原理及放大倍率等问题，并综合运用物理以及其他学科知识，制作望远镜，解决实际问题。

在实际教学中，教师围绕“自制天文望远镜”这一重点内容为学生提供了学习任务单，以任务驱动法引导学生层层深入，探究望远镜的原理及成像特点等，从而突破重点，同时，通过问题串引领小组之间互动、讨论、碰撞，一步步设计出望远镜制作方案，以达到创新探索的目的。

具体来看：任务一：探究望远镜成像原理。教师提出了如下问题链，引导创新思考：①为什么用两个凸透镜能把远处的物体看清？②生活中不同的望远镜对物体的放大程度不一样，什么原因？③为什么肉眼看起来比较小的树，通过望远镜成像在眼前后却感觉比较大？④你能利用光具座模拟开普勒望远镜的成像过程并探究成像原理吗？在问题的层层引导下，学生对凸透镜成像规律进行了创新思考，实现了对开普勒望远镜的成像过程的有效探索。

任务二：设计简易望远镜制作方案。这一任务的主要目标是促使学生利用多学科知识进行创新设计，为望远镜的制作奠定基础。为引导小组内部交流，教师先后提出了如下问题：①制作望远镜都需要哪些器材？②两个透镜间的距离应该满足什么条件？③两个透镜选择哪个作为物镜？哪个作为目镜？④如何进行组装？在问题的引导下，学生通过思维碰撞逐渐突破了难点，认识到焦距大的可以作为物镜、焦距小的作为目镜，并通过不断尝试确定了物镜和目镜的组装方法。

任务三：制作望远镜。学生根据设计图纸进行操作，并思考：设计图纸与实际制作之间是否存在偏差？在制作过程中需要注意哪些问题？这些问题具有一定的反思性，能够让学生在实际操作中批判性地认识设计方案，从而及时调整和优化，充分保证制作效果。在这一案例中，学生在任务的驱动下深入思考，突破重难点，综合运用了多学科知识，同时也在动手实践中提升了自己的创新能力和实际操作技能。

四、 强化活动体验，形成实践方案，创新解决问题

初中生创新能力的形成离不开真实的实践活动。在初中物理跨学科教学中，教师应精心设计实践活动，促使学生亲身经历解决真实实践问题的过程，进而将物理知识与其他学科知识相结合，形成具有创造性的解决方案。当然，在这一过程中，教师要给予学生充分的自主空间，减少对学生不必要的干预。通过解放空间和时间，学生可以通过独立思考与合作学习探索物理以及其他学科知识在解决问题过程中的具体应用，能够逐渐形成问题解决方案。同时也可以在思维的碰撞中及时发现方案中存在的不足，从而在批判性思考中不断优化改进，形成更加科学合理的问题解决方案，并实现自身创新潜能的有效开发。

例如，经过苏教版初中物理九年级下册第十六章《电磁转换》相关内容的学习，学生掌握了磁生电（闭合回路里的部分导体切割磁感线产生电流）这一物理知识。基于此，教师设计实施了以“简易手摇发电机”为主题的跨学科学习活动，旨在让学生亲身体验磁生电的过程，更好地认识发电机原理，并在设计制作中实现创新发展。

在活动推进过程中，有的学习小组利用提供的铜线180m（直径0.37～0.71mm）、条形磁铁、金属棒、木板、轴承等材料自主设计，集中讨论制作方案，并不断优化，形成了如下步骤：首先，制作底座。准备两块木板，测量高度，并在木板上打孔安装轴承，随后使用钉子或螺丝将木板垂直固定在长木板上，制作成为转子支架的底座。其次，安装磁体。在支架上方钻两个孔，这两个孔必须对齐，因为金属棒（转子轴）需要同时穿过这两个孔，而且不能够被卡住。将金属棒穿过支撑框架的一边，然后将磁铁放置在金属棒上。再次，确定框架，将线圈绕在纸筒上，在两端分别都留出一定距离的电线用于连接电源测试设备。将纸筒放置在转轴和磁铁上，然后将转轴穿过支撑框架另外一边。在支撑框架两侧都留出转轴的距离。接下来，安装转筒。用四块木板围成一个两端开口的桶状，在圆桶的两面对称打上较大孔径的圆孔，让金属棒能够穿过圆木桶，随后我们将铜线按照一个方向缠绕在木桶上，同时避开圆孔，将金属棒穿过木桶并将磁铁固定在金属棒上。最后在金属棒一端安装简易手柄，方便转动金属棒。基于这一步骤，该组学生完成了对简易手摇发电机的制作，并在课堂上进行了展示和原理解释，分享了实践经验和创新体会。通过这样的跨学科活动，学生亲历了知识运用的全过程，充分锻炼了创新思维能力，同时也在实践操作的过程中不断调整思路，逐渐形成了最佳的问题解决方案。这一过程不仅提升了学生问题解决能力，也促进了他们创新素养的全面发展。

五、 利用评价反馈，引发批判反思，促进创新发展

在基于创新能力培养的初中物理跨学科实践教学中，评价反馈机制不仅能够为学生提供及时的反馈，帮助他们了解自己的学习进度和存在的问题，而且还能激发学生的创新思维和自我反思能力。在实际教学中，教师首先要重视评价学生创新能力的重要性，并从多角度设计评价量表，确保评价能够嵌入学习活动之中，综合呈现学生在实践探索中的创新表现。其次，要通过自评、互评等方式进行多元评价，从不同视角展示学生在跨学科项目中的表现，包括他们的创意提出、问题解决过程以及团队合作能力等，以进一步反映学生的学习成果，还能揭示其创新思维的活跃程度。最后，要合理运用评价结果，引发学生的批判思考，帮助学生形成一个自我驱动的创新学习循环，促使他们以更好的状态参与到物理跨学科学习活动之中，并在实践中持续发展创新能力。