基于跨学科实践的单元教学设计

摘   要：对于初中物理跨学科实践教学中的目标泛化、内容拼凑化等问题，采取跨学科实践的方式、开展大单元教学是解决上述问题的重要途径，且符合培养学生物理学科核心素养的要求。以初中物理“声声入耳音乐会”为例，探讨基于跨学科实践的单元教学设计。

关键词：初中物理；跨学科实践；单元教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2023）10-0001-4

《义务教育课程方案（2022年版）》在优化课程内容结构部分明确提出：要基于核心素养发展要求，遴选重要观念、主题内容和基础知识，设计课程内容，增强内容与育人目标的联系，优化内容组织形式，带动课程综合化实施，强化实践性要求［1］。跨学科实践是当下基础教育中的热点话题，通过打破传统学科间的界限，鼓励学生在不同学科间建立连接和互动，以此提高综合思考和解决问题的能力。然而，尽管跨学科的优点被广泛认可，但在其重视程度上却不尽人意。

1    目前跨学科实践教学中存在的问题

实施新课标一年来，跨学科实践的教学得到了一定程度的发展，但是仍存在以下问题：

教学目标泛化。目标的泛化主要体现在观念、方向及具体描述三个方面。一是从观念上还不够重视，课标要求至少10%的课时用来开展跨学科实践教学，有的老师认为只要设置了跨学科实践活动就可以。二是即便设置了跨学科实践活动，开展的目标方向并不明确，缺少和初中物理核心素养的具体联系。三是教学目标的具体阐述模糊不清，学习的主体、过程、结果等不够聚焦，缺少可测可评的具体内容。

学习内容拼凑化。由于跨学科实践在内容选取上经历了从无到有的过程，存在拼凑的倾向，具体表现在：一是选取的角度依然延续了把“物理知识点”作为教学的基本单位，难以形成“有组织”的学习经验。二是内容结构中片面强调知识的前后逻辑，一定程度上忽略了学生的心理发展特点，所学内容与学生存在较远距离，难以引起学生共鸣。三是课程内容缺乏实践性，发现当前教学内容组织方式存在着物理知识与社会生活、学生生活割裂的问题，造成知与行的脱离。

教学过程随意化。一是教师在主观上不够重视，在认识上认为内容不够重要，因此在选择教学方式时就没有充分论证，比如在跨学科方面学生的前期积累、认知等。二是客观上教师在跨学科教学方面的能力还不够。大多教师在学习和工作中都习惯了单一学科的范畴，面对融入其他学科的实践的教学，在物理学科内容的广度和深度中涉及到其他学科概念的内涵和外延时，教师对其难以领会和把握。改进都需要一个比较长期的过程。

教学评价单一化。一直以来，教学评价是难以突破的难题。新课标要求学生必须具备关键能力、必备品格和正确的价值观，而不仅停留在知识和技能方面，需要强化物理观念的形成与应用、科学思维的培养以及科学本质、情感和态度，这也对评价方式提出了更高的要求，跨学科实践的教学也不例外。但跨学科实践存在以下问题：首先，在评价主体上主要还是教师、学校评价，难以发挥学生的主动性；其次，在评价方式上，绝大多数是单一的纸笔评价，与达成核心素养目标还有一定的距离。

综上所述，跨学科实践在课程的目标、内容、实施、评价等方面存在不同程度的问题。核心素养与学科核心素养是复杂的学习结果，需要经历阶段性学习才能被学生习得［2］，跨学科实践同样具有以上特点。这种阶段性学习通常以单元或学期为单位进行，而不是以课时为单位进行，因此实施单元教学就是落实跨学科实践的重要策略。

2    跨学科实践单元教学策略

虽然初中物理具有逻辑化的内容体系且为跨学科实践教学提供了丰富的载体和资源，但在具体实践中，教师仍需要尝试通过重组、整合与优化，将原来以“课时”为主的课程结构整合为以“单元”为主的课程结构，并逐渐形成包含“选题、目标、规划、实施、总结”五大要素的单元设计思路。

2.1    创设真实情境，明确实践主题

跨学科实践主题是对单元核心内容的价值提炼，既反映学科本质的核心概念，又要与真实世界和学生的基础、兴趣相联系，体现核心素养落实的具体化与整体化［3］。这有助于学生聚焦单元最核心、最具育人价值的内容，其中要重点讨论主题名称及解读等内容。单元主题既可以保持教材原有单元的名称，如“声现象”“声音的世界”，也可适当改编，进一步提炼内容，如“声”更加凸显本单元的概念聚焦；也可以改成问题的形式，引发学生好奇，如“我们生活在声音的世界，你知道声音有哪些秘密吗”。而主题解读部分应明确核心概念与主题学习内容的关系以及对发展学生核心素养的意义与价值，体现核心素养的培育。

2.2    厘清各种因素，确定实践目标

跨学科实践目标就是预期学习结果，明确学习结果有利于指导教师教学。学习结果是指学习完这个单元后，学生能获得什么样的学习成果，形成何种素养。确定单元目标可以从归纳、演绎及其学习进阶路径出发，以此来确定单元的应然和实然教学目标，并依据学情分析确定学习的初始状态。从教学目标的初始状态到目标状态间存在着多个中间认知状态，这些状态是单元教学过程中需要经历的，描述这些认知状态的学习结果表现要基于自上而下的演绎和自下而上的归纳。

在单元目标的表述方面，每个单元的学习目标按照素养维度分为若干条目。在其表述方面，应以学生为主语，一般包含具体的素养维度、相应的学习内容、可观测的行为表现，以及行为发生的情境或条件等。

2.3    确定任务方案，明确实践步骤

跨学科实践活动作为学生素养形成的一系列的路径、程序、过程、环节和经历。每个单元的学习都是由一组彼此关联的、结构化的、有逻辑的系列实践活动（任务）组成。挑战性的实践任务具有高度情境化的特点，通过设置情境（或大任务），学生能够调动激活以往的知识经验，提出有探究价值的问题，以问题为导向开展跨学科实践活动。

为有效落实核心素养，跨学科实践活动的大任务需要分解为若干围绕核心问题（或任务）展开的子任务，强调让学生围绕真实而有意义的核心问题（或任务）展开一系列探究活动，为让“学生的学”真正落地，就需要在研究指向核心问题的学习任务和教学实施的同时，立足于学习目标，做到内容简约、清晰，符合学生的最近发展区。

2.4    建构相关知识，经历实践过程

跨学科实践的每个任务及子任务都需要学生通过观察、交流、讨论等团队合作方式完成。在合作探究过程中，学生通过实地调研、开展调查、收集信息、观察现象、实验探究等活动，基于收集的信息和获得的证据，对内容和要解决的问题进行交流研讨。通过开展科学推理、科学论证、模型理解、模型建构等科学思维活动，深化对物理概念、规律的理解，落实学科核心素养的教学目标。

在完成跨学科实践任务中应注意以下几点：一是在教师的指导下，学生能自主完成。依据任务需要，可以是个人完成，也可以是小组合作完成。二是学生能展示自己的想法。真正的实践应该是在完成任务的过程中，按照自己的想法解决问题。三是能依据完成标准进行反复测试和优化，发现问题，及时提出改进意见。在此过程中，学生不仅能建构知识，还能获得持续学习的内驱力。

2.5    展示实践成果，总结交流评价

学生需要在实践成果制作、反馈迭代、公开展示和反思复盘等过程中加强对知识和技能的深度学习和理解，评价贯穿全过程。

一是成果制作，学生会将可见的阶段性或最终性实践结果以成果的形式制作出来，以此鼓励学生输出内容。二是反馈迭代，跨学科实践注重任务成果能得到反馈，学生给予他人反馈的同时也培养了高阶思维；同时，专家资源以真实世界的标准，给予更加专业的反馈。三是公开展示，跨学科实践学习的成果面向同学、老师、专家、家长、社区居民等，对外展示实践成果和制作过程。四是反思复盘，既是自我评价的过程，也是总结经验完善问题解决的过程，有助于深化理解，促进学生将知识技能等迁移至新的情境。

单元学习评价主要是指根据单元学习目标，在学习过程中或者学习结束后，通过师生对话、课题观察、日常作业、评价量表、单元测试、个别化辅导等多种方式，对学生在挑战性学习任务中的表现以及核心素养的达成情况等方面，进行针对性的分析、诊断和改进的过程［4］。在评价标准的制订过程中，应注意与单元目标保持一致，评价主体多元、方式多样，强调表现性评价等。

3    初中物理跨学科实践——以“声声入耳音乐会”为例

物理学科跨学科实践包含“物理学与日常生活”“物理学与工程实践”“物理学与社会发展”三个二级主题，旨在发展学生跨学科运用知识的能力、分析和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。如下提供了“声声入耳音乐会”的跨学科实践学习案例。

3.1    案例背景

我们生活在声音的世界里，其中的乐音可以传递丰富的情感，给人们带来美的享受。“声的世界”一般安排在八年级的第二章，不少学校也会放在第一章学习，以此激发学生学习物理的热情。9月有教师节且月底会迎来国庆节，因此举办一场音乐会不仅深受学生喜欢，也很契合客观需求。本单元以声学基础知识为载体，统整物理、音乐、美术和工程技术等多学科课程资源，引导学生在任务驱动下进行实践活动，使学生在活动中构建声学知识体系，对声学知识形成系统的认识，并学会从跨学科视角综合分析和解决实际问题，形成乐于思考、勇于探索、敢于创新的科学素养。通过了解超声技术在现代信息技术中的应用，培养科技强国的责任感和使命感。

涉及的具体学科有：

物理：声音的产生与传播、声音的特性、改变音调的方法、声音的利用、噪声的控制方法；

音乐：认识乐谱、乐器调音、乐器演奏；

美术：音乐会设计图符合基本美学知识；

工程技术：根据声音的产生与传播，自制“声音器材”，根据超声波原理组装超声波制雾机、超声波智能门杆、超声波智能垃圾桶，根据控制噪声的方法组装噪声提示器；

信息技术：制作电子海报，剪辑视频，网络投票，优化展示及评估方法。

3.2    案例纲要

（1）学习任务

将初中物理声学内容与音乐、美术、工程技术、信息技术等其他学科内容融合，分析举办音乐会、演奏自制乐器、设计场地等实际问题中涉及的声学知识；举办一场“声声入耳音乐会”。

（2）学情分析

小学科学中已对声音的产生与传播、音调、响度、音色有所学习，为本课题奠定了比较好的理论基础。大部分学生知道声音的产生，但不知道传播条件；知道声音的高低、大小，但不能区分高低与大小；没有响度、音调、音色的具体概念。对八年级学生来说，从物理学视角进一步理解声音的传播条件、音调和响度与哪些因素有关等还存在一定困难。同时，学生对声学知识缺乏系统的认识。由于学生刚接触物理，科学探究能力、团结协作能力和解决问题的能力均需培养。本案例采取任务驱动的方式，结合SOLO分类理论进行评价设计，从跨学科角度对教学内容进行分解，引导学生在跨学科实践活动中建构科学概念［5-6］，理解声现象在生产生活中的应用。

（3）学习目标

①聚焦“演奏自制乐器”与“设计场地”，了解声音的产生和传播条件、声音的特性、现代技术中声学知识的一些应用、噪声的危害及控制方法。能用这些知识解释相关现象和问题，有将声学知识应用于日常生活、工程实践、社会发展的意识。

②通过击鼓实验、敲打音叉实验，体会实验探究中的转换法、放大法，认识声音的产生条件。