——以初中物理“声音入耳音乐会”为例
张华 1, 徐宁 2
1.重庆市江津区教师发展中心
2、重庆市江津区教育委员会
摘要：针对初中物理跨学科实践教学目标泛化、内容拼凑的问题，采取跨学科实践方法、开展大单元教学是解决上述问题的重要途径，也是解决该问题的重要途径。符合培养学生物理核心能力的要求。 。 以初中物理“耳边有声音乐会”为例，探索基于跨学科实践的单元教学设计。
《义务教育课程规划（2022年版）》在课程内容结构优化中明确提出：根据核心能力发展要求，选取重要概念、学科内容和基础知识，设计课程内容，加强内容之间的联系和教育目标，优化内容组织形式，带动课程全面实施，强化实践要求。 跨学科实践是当前基础教育的热点话题。 通过打破传统学科之间的界限，鼓励学生在不同学科之间建立联系和互动，从而提高综合思考和解决问题的能力。 然而，尽管跨学科的优势已被广泛认可，但其认真对待的程度却不尽如人意。
1 跨学科实践教学目前存在的问题
新课程标准实施一年来，跨学科实践教学有了一定发展，但仍存在以下问题：
教学目标的概括。 目标的概括主要体现在概念、方向和具体描述三个方面。 首先，从理念上重视不够。 课程标准要求至少10%的课时用于跨学科实践教学。 有的老师认为只要设置跨学科的实践活动就够了。 其次，即使设立了跨学科实践活动，活动的目标方向也不明确，与初中物理核心能力缺乏具体联系。 三是教学目标的具体阐述模糊，学习的主体、过程、结果不够集中，缺乏可衡量和评价的具体内容。
学习内容拼凑而成。 由于跨学科实践在内容选择上经历了一个从头开始的过程，存在拼凑的倾向，具体体现在：一是选择视角仍然继续以“物理知识点”为基本单位。教学，很难形成一个“有效”的单位。 组织”的学习经历。 其次，内容结构片面强调知识的逻辑性，在一定程度上忽视了学生的心理发展特点。 所学的内容离学生较远，很难引起学生的共鸣。 三是课程内容缺乏实用性。 发现当前的教学内容组织方式存在物理知识与社会生活、学生生活分离的问题，造成知行分离。
教学过程很随意。 首先，教师主观上重视不够，认为内容不够重要。 因此，他们在选择教学方法时，没有充分展现学生的早期积累和跨学科方面的认知。 其次，客观上，教师的跨学科教学能力还不够。 大多数教师在学习和工作中习惯于单一学科的范围。 面对融合其他学科实践的教学，当物理学科内容的广度和深度涉及其他学科概念的内涵和外延时，教师很难理解。 理解并掌握。 改进需要一个相对长期的过程。
教学评价变得简单。 教学评价一直是一个难以攻克的难题。 新课程标准要求学生具备关键能力、必要品格和正确价值观，而不仅仅是知识和技能。 加强物理概念的形成和应用，科学思维、科学本质、情感和态度的培养。 这也对评价方式提出了更高的要求，跨学科实践教学也不例外。 但跨学科实践存在以下问题：一是评价主体是教师和学校评价，难以充分发挥学生的主观能动性； 其次，在评价方式上，大多是单一的纸笔评价，与实现核心扫盲目标不相符。 还有一定的距离。
综上所述，跨学科实践在课程目标、内容、实施、评价等方面都存在不同程度的问题。 核心能力和学科核心能力是复杂的学习成果，需要学生通过阶段性学习获得。 跨学科实践也具有上述特点。 这种阶段性学习通常以单元或学期而非课时进行，因此实施单元教学是实施跨学科实践的重要策略。
2 跨学科实践单元教学策略
虽然初中物理拥有逻辑清晰的内容体系，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，教师仍需尝试对原有的以“课时”为主的课程进行重组、整合和优化。 该结构融入以“单元”为基础的课程结构，逐步形成了包含“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
跨学科实践主题是单元核心内容的价值提炼。 它不仅体现了学科本质的核心理念，而且与现实世界和学生的基础和兴趣相联系，体现了核心能力实施的具体性和整体性。 这有助于学生专注于该单元的核心和最具教育意义的内容，重点关注主题名称和解释。 单元主题可以保留教材中原单元的名称，如“声音现象”、“声音的世界”，也可以适当改编，进一步细化内容，如“声音”，以突出概念性本单元的重点； 也可以改为疑问句。 形式引起学生的好奇心，如“我们生活在一个声音的世界，你知道声音里有什么秘密吗？” 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学生核心能力发展的意义和价值，体现核心能力的培养。
2.2 厘清各种因素，确定切实可行的目标
跨学科实践的目标是预期的学习结果，明确学习结果有利于指导教师教学。 学习成果是指学生学习本单元后能够获得什么样的学习成果，能够培养什么样的素养。 单元目标的确定可以从归纳、演绎、进阶学习路径入手，确定单元的假设和实际教学目标，并根据学习情境分析确定学习的初始状态。 教学目标的初始状态与目标状态之间存在多个中间认知状态。 这些状态需要在单元教学过程中经历。 描述这些认知状态的学习结果必须是基于自上而下的演绎和自下而上的。 还有上面的归纳。
在单元目标的表达上，每个单元的学习目标按照识字维度分为若干项。 就其表达而言，应以学生为主体，一般包括具体的素养维度、相应的学习内容、可观察的行为表现以及行为发生的情境或条件。
2.3 确定任务计划并明确具体步骤
跨学科实践活动是学生素养形成的一系列路径、程序、过程、环节和经历。 每个学习单元都由一组相互关联、结构化且符合逻辑的实践活动（任务）系列组成。 具有挑战性的实际任务是高度情境化的。 通过设置情景（或大任务），学生可以调动和激活以往的知识和经验，提出具有探究价值的问题，开展以问题为导向的跨学科实践活动。
为了有效落实核心能力，需要将跨学科实践活动的大任务分解为围绕核心问题（或任务）的若干子任务，强调学生应围绕真实和现实的问题开展一系列探究活动。有意义的核心问题（或任务），要真正落实“学生的学习”，需要研究指向核心问题的学习任务和教学实施，同时立足学习目标，制定内容简洁、清晰、符合学生最近发展区。
2.4 构建相关知识并体验实践过程
跨学科实践的每一个任务和子任务都需要学生通过观察、交流、讨论等团队合作的方式来完成。 在协作探究的过程中，学生根据通过田野调查、进行调查、收集信息、观察现象、实验探索等活动所收集到的信息和获得的证据，对所要解决的内容和问题进行交流和讨论。 通过开展科学推理、科学论证、模型理解、模型构建等科学思维活动，加深对物理概念和规律的理解，落实学科核心能力的教学目标。
完成跨学科实践任务时应注意以下几点：第一，学生可以在教师的指导下独立完成。 根据任务的需要，可以单独完成，也可以小组完成。 其次，学生可以表达自己的想法。 真正的练习应该是在完成任务的过程中按照自己的想法去解决问题。 三是能够按照竣工标准进行反复测试和优化，发现问题，及时提出改进建议。 在这个过程中，学生不仅建构了知识，而且获得了继续学习的动力。
2.5 展示实践成果并总结、交流和评价
学生需要在实践成果的产生、反馈迭代、公开展示与反思、评价的全过程中，加强对知识技能的深入学习和理解。
首先是成果生产，学生以成果的形式产生可见的阶段性或最终的实践成果，鼓励学生输出内容。 二是反馈迭代。 跨学科实践的重点是获得任务结果的反馈。 学生在向他人提供反馈的同时，也培养了高阶思维。 同时，专家资源根据现实世界的标准提供更专业的反馈。 三是公开展示。 跨学科实践学习成果向同学、教师、专家、家长、社区居民等开放，向外界展示实践成果和生产过程。 四是反思回顾，这既是一个自我评价的过程，也是一个总结经验、提高解决问题的过程。 它有助于加深理解，促进学生将知识和技能转移到新的情境中。
单元学习评价主要是指在学习过程中或学习结束后，通过师生对话、话题观察、日常作业、评价量表、单元测试、个性化辅导等多种方式，基于单元学习目标，对学生面临的挑战进行评价。 它是对性学习任务的表现和核心能力的实现进行有针对性的分析、诊断和改进的过程。 在制定评价标准过程中，应注意与单位目标保持一致，评价主体和方法多样化，突出绩效评价。
3 初中物理的跨学科实践——以“耳边有声音乐会”为例
物理跨学科实践包括“物理与日常生活”、“物理与工程实践”和“物理与社会发展”三个次要主题，旨在培养学生跨学科应用知识、综合分析问题和解决问题的能力，动手实践能力，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。 下面提供一个“声入耳音乐会”跨学科实践学习案例。
3.1 案例背景
我们生活在一个有声的世界，音乐可以传达丰富的情感，给人们带来美好的享受。 《声音的世界》通常安排在八年级的第二章高中物理单元主题教学课题，很多学校也会把它放在第一章，以激发学生学习物理的热情。 9月有教师节，月底有国庆节，举办音乐会不仅受到学生的欢迎，也满足了客观需求。 本单元以声学基础知识为载体，整合物理、音乐、艺术、工程技术等多学科课程资源，引导学生开展任务驱动的实践活动，使学生构建声学知识体系在活动中形成对声学知识的系统认识。 理解，学会从跨学科的角度综合分析和解决实际问题，形成乐于思考、探索、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，可以培养科技强国的责任感和使命感。
具体涉及的科目有：
物理学：声音的产生和传播、声音的特性、改变音调的方法、声音的利用、噪声控制方法；
音乐：了解乐谱、乐器调音、乐器演奏；
艺术：演唱会设计图符合基本的审美知识；
工程技术：基于声音的产生和传播自制“声音设备”，基于超声波原理组装超声波雾机、超声波智能门杆、超声波智能垃圾桶，基于噪音控制方法组装噪音提醒器；
信息技术：制作电子海报、编辑视频、网络投票、优化展示和评价方式。
3.2 案例概要
(一)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相结合，分析举办音乐会、演奏自制乐器、设计场馆等实际问题所涉及的声学知识； 举办一场“声入耳音乐会”。
（二）学术现状分析
小学科学中，对声音的产生与传播、音高、响度、音色等进行了研究，为本课题奠定了比较好的理论基础。 大多数学生知道声音的产生，但不知道传播条件； 他们知道声音的音高和大小，但无法区分音高和大小； 他们没有响度、音高和音色的具体概念。 对于八年级的学生来说，从物理角度进一步理解声音的传播条件以及与音调、响度相关的因素还存在一定的困难。 同时，学生对声学知识缺乏系统的了解。 由于学生是物理学新手，他们的科学探究能力、团队合作能力和解决问题的能力都需要培养。 本案例采用任务驱动的方式，结合SOLO分类理论进行评价设计，从跨学科的角度分解教学内容，引导学生在跨学科的实践活动中构建科学概念，理解声学现象在生产生活中的应用。
(三)学习目标
①以“演奏自制乐器”和“设计场地”为重点，了解声音产生和传播的条件、声音的特点、声学知识在现代技术中的一些应用、噪声的危害和控制方法。 能够运用这些知识解释相关现象和问题，并具有将声学知识应用到日常生活、工程实践和社会发展中的意识。
②通过击鼓实验和音叉实验，体验实验探索中的转换方法和放大方法，了解声音产生的条件。
③通过对“声音传播条件”的探索，体验科学探究过程，学习科学探究的基本方法，培养提出问题、主动探索的能力。 通过自主实验，探索“影响橡胶钢琴音高的因素”，学习控制变量方法，提高收集信息、分析结果、得出结论的科学探究能力。
④通过观察、实验、制作等实践活动，增强对科学的好奇心，乐于探索日常生活中的自然现象和物理规律，勇于探索生活用品或新设备中的物理原理。 通过参加“声音到耳音乐会”，我们关注科技对社会发展、自然环境和人类生活的影响，规范自己的行为，有了科学为人类服务的意识。
（四）重点和难点
要点：通过实验，了解声音产生和传播的条件； 了解声音的特性及声学知识在现代技术中的一些应用，了解噪声的危害及控制方法； 了解科学探究中常用的方法，如放大法、换算法、控制变量法等。
难点：了解声音的特征高中物理单元主题教学课题，例如通过听声音来识别人； 通过制作噪音提醒器、超声波雾机、超声波智能门杆、超声波智能垃圾桶等，了解声音的应用。
3.3 案例实施规划
案例实施方案具体情况如表1所示。
4 思考与讨论
基于跨学科实践的初中物理单元教学具有积极意义：一是利用真实情境（或大任务）开展教学活动，根据学生生活需要设置一系列具有挑战性的跨学科实践活动； 其次，基于课程标准开发结构化内容，可以形成横向整合、纵向推进的内容框架体系； 三是持续评价的尝试，探索多主体、多种形式的评价方法，包括过程评价、总结性评价等。评价形式包括自评、互评、教师评价、观众评价、专家评价等。
教师和学生在多方面受益的同时，跨学科实践下实施单元学习也存在一些困惑：占用较多的课堂时间，与传统教学相比，学生更注重活动； 人们还担心教师的专业能力和学校管理。 能力提出了更高的要求。 这些都是需要在今后的实践中逐步优化的方面。
总之，核心能力和学科核心能力需要通过基于跨学科实践活动的单元教学计划的规划和实施来落实。 因此，跨学科实践下的单元学习是推进我国素养教育改革的重要策略。
全文请见《物理教学探讨》2023年第10期
引文格式：
张华，徐宁。 基于跨学科实践的单元教学设计——以初中物理《耳边的声音音乐会》为例[J]. 物理教学讨论，2023，41（10）：1-4。