摘要： 探索和設(shè)計(jì)初中物理跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)是貫徹落實(shí)初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，是對(duì)國(guó)家深化教育教學(xué)改革和“雙減”政策要求的響應(yīng)。 通過(guò)設(shè)計(jì)初中物理跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)案例，探索相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略。
關(guān)鍵詞：跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)，初中物理作業(yè)設(shè)計(jì)
1 簡(jiǎn)介
隨著《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》的頒布，“跨學(xué)科實(shí)踐”成為物理教育工作者的熱門話題。如何設(shè)計(jì)初中物理跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)，是初中物理學(xué)生迫切需要的課題。高中物理老師。 基于“雙減”政策背景，筆者對(duì)初中物理跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索，并形成了相應(yīng)的設(shè)計(jì)。 戰(zhàn)略
2個(gè)值得探索的案例
下面，我們以“讓模型一一飛高”為例，講解跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。
2.1 作業(yè)題目
制作模型——一一展翅高飛。 問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：如何利用科技館自行車高空“走鋼絲”展品（如圖1）的原理制作一只“平衡鳥(niǎo)”？ 顯示完成的模型。
設(shè)計(jì)意圖：本案的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于科技館自行車高空“走鋼絲”展覽。 聯(lián)想利用重力的相關(guān)知識(shí)，創(chuàng)造了一只飛得很高的“平衡鳥(niǎo)”，探索平衡的奧秘。 這項(xiàng)跨學(xué)科的實(shí)踐作業(yè)，不僅體現(xiàn)了“物理與日常生活”、“物理與工程實(shí)踐”的融合，還鞏固了重心、穩(wěn)定性等力學(xué)知識(shí)。
2.2 生產(chǎn)材料
2根冰淇淋棒、4個(gè)小堅(jiān)果、2支鉛筆、502個(gè)膠水瓶、橡皮泥、彩色筆和一些紙。
問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：觀察成品模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生思考：可以用什么材料制作“平衡鳥(niǎo)”的主要部件？
解決指南：
“鳥(niǎo)”骨架是用什么材料制作的？ 一兩片冰淇淋棒和一支鉛筆。
“柱子”是用什么材料制作的？ - 使用什么材料來(lái)調(diào)整另一支鉛筆的“鳥(niǎo)”的平衡？ - 一個(gè)小堅(jiān)果、502 膠水和橡皮泥。
用什么材料來(lái)美化“鳥(niǎo)”？ 彩色筆和紙。 設(shè)計(jì)意圖：本案例旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)制作模型的實(shí)踐能力。 由于不同的學(xué)生在物理課程中的實(shí)踐能力不同，因此在布置作業(yè)時(shí)，同時(shí)讓學(xué)生觀察成品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并提供一套制作材料，這將有助于大多數(shù)學(xué)生完成這項(xiàng)作業(yè)。 制作完成后，通過(guò)本文表1中評(píng)估量表的“5級(jí)”引導(dǎo)學(xué)生嘗試使用其他材料或方法制作“平衡鳥(niǎo)”，以便有學(xué)習(xí)空間的學(xué)生可以制作出不同的作品。 “平衡的鳥(niǎo)”
2.3 原理探索
物體的重心越低，其穩(wěn)定性越高
問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：“鳥(niǎo)”在一點(diǎn)上接觸柱子。 “鳥(niǎo)”保持穩(wěn)定平衡的原因是什么？
導(dǎo)解：你知道高海拔騎自行車“走鋼絲”的原理嗎？ 通過(guò)一一調(diào)整自行車下方的配重，可以降低自行車的重心，從而提高自行車的穩(wěn)定性。
結(jié)合自行車高空“走鋼絲”的原理，觀察“平衡鳥(niǎo)”，找出兩個(gè)原理之間有什么聯(lián)系？ “平衡鳥(niǎo)”也會(huì)降低重心，使其處于靜態(tài)平衡狀態(tài)。
研究對(duì)象是什么？——具有一定質(zhì)量分布的重物體。 與柱子的接觸點(diǎn)在哪里？ 1、筆尖用錯(cuò)了。 物體處于什么狀態(tài)？ 1. 靜態(tài)平衡狀態(tài)——靜態(tài)平衡應(yīng)滿足什么條件？ - 無(wú)旋轉(zhuǎn)、力平衡和杠桿平衡。
物體如何受力？ 一一支撐力和重力
靜平衡條件下重力和支撐力應(yīng)滿足什么條件？ 1、它們大小相等，方向相反，作用在同一條直線上的同一物體上。
“鳥(niǎo)”骨架中的每個(gè)冰淇淋條切片和鉛筆處于什么狀態(tài)？ 一種平衡狀態(tài)。
制作“翅膀”需要什么條件？ “翅膀”的大小和質(zhì)量必須相同，位置必須相對(duì)于錯(cuò)誤的筆對(duì)稱。
如何調(diào)整“鳥(niǎo)”架內(nèi)的雪糕棒片和鉆筆處于靜平衡狀態(tài)？ - 調(diào)整配重以改變其重心位置。
設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生理解作業(yè)內(nèi)容后初中物理實(shí)驗(yàn)制作，設(shè)置“原理探索”環(huán)節(jié)，為后續(xù)制作奠定基礎(chǔ)。 原理探索是學(xué)生完成本次作業(yè)的難點(diǎn)。 此時(shí)，通過(guò)“引導(dǎo)解法”，為學(xué)生解決問(wèn)題搭起“腳手架”，通過(guò)“類比遷移”，引導(dǎo)學(xué)生從騎自行車“走鋼絲”原理遷移到原理“平衡一只鳥(niǎo)”。 因?yàn)橹谱鳌捌胶怿B(niǎo)”不僅要用到重力相關(guān)的知識(shí)，還涉及到力平衡、杠桿平衡等知識(shí)，所以在布置這個(gè)任務(wù)時(shí)，我們不僅要關(guān)注主要因素——位置的影響物體的重心對(duì)其穩(wěn)定性的影響，還要注意次要因素——力的平衡和杠桿的平衡。
2.4 制作步驟
第一步：用502膠水將冰淇淋棒片粘在鉛筆尖上，調(diào)整棒片位置使其保持對(duì)稱，如圖2
第二步：接頭粘牢后，用502水將小螺母粘在壓片前端，上一顆，下一顆，如圖3所示。
步驟3：重復(fù)步驟2，將小螺母固定到另一個(gè)桿件的前端，如圖4所示。
第四步：將平衡鳥(niǎo)“骨架”放在另一支鉛筆尖上，觀察是否平衡； 如果不平衡，可以用橡皮泥將其粘在不同位置進(jìn)行調(diào)整，使其平衡，如圖5所示。
第五步：用彩筆在紙上畫(huà)一只鳥(niǎo)，蓋在骨架外面，對(duì)半成品進(jìn)行美化，如圖6所示。
問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)“平衡鳥(niǎo)”的制作步驟并制作成品。 在制作過(guò)程中，利用制作原理調(diào)整其平衡：利用藝術(shù)知識(shí)使其美觀。
解決指南：
為了做出鳥(niǎo)的形狀，必須滿足原理的要求。 兩根冰淇淋棒片和一支鉛筆應(yīng)該如何組裝？ 它們應(yīng)該如何放置？ - 第一步。 “鳥(niǎo)”翅膀的大小和對(duì)稱性是這一步制作的關(guān)鍵。
為了讓每根雪糕棒片和“鳥(niǎo)”骨架中的鉛筆保持靜平衡狀態(tài)，小螺母應(yīng)該貼在兩片雪糕棒片的什么位置呢？ -- 步驟 2 和 3
如何調(diào)整平衡鳥(niǎo)的“骨架”初中物理實(shí)驗(yàn)制作，使其平衡在另一支鉛筆的筆尖上？ 這個(gè)時(shí)候會(huì)用到什么材料呢？ - 第四步、利用重心的高度和穩(wěn)定平衡的原理，用橡皮泥調(diào)整“鳥(niǎo)”的重心使其保持平衡，是這一步制作的關(guān)鍵。
如何讓“平衡鳥(niǎo)”變得美麗？ 第11步
設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)制作步驟，并在作業(yè)文本中為學(xué)生提供參考制作步驟。 目的是讓學(xué)生能夠創(chuàng)作。 其中，“第四步”旨在讓學(xué)生利用制作原理調(diào)整“平衡鳥(niǎo)”的平衡，同時(shí)體驗(yàn)物理知識(shí)在制作過(guò)程中的作用。 “第五步”旨在讓學(xué)生結(jié)合藝術(shù)知識(shí)，培養(yǎng)藝術(shù)表現(xiàn)力、創(chuàng)作實(shí)踐等素質(zhì)
2.5 自我評(píng)價(jià)
完成《平衡鳥(niǎo)》的制作后，請(qǐng)根據(jù)評(píng)價(jià)量表（表1）對(duì)自己的作品進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，并反思自己的制作過(guò)程。
問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：反思您的生產(chǎn)過(guò)程。 您處于評(píng)估量表的哪個(gè)級(jí)別？ 你將如何努力達(dá)到下一個(gè)水平？ 設(shè)計(jì)意圖：自我評(píng)價(jià)主要是為了讓學(xué)生科學(xué)、簡(jiǎn)潔、規(guī)范地完成作業(yè)。 可以從藝術(shù)性、藝術(shù)性、創(chuàng)新性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以提交學(xué)習(xí)小組、班級(jí)、甚至年級(jí)匯報(bào)交流進(jìn)行多元化評(píng)價(jià)。
在本次作業(yè)中，學(xué)生進(jìn)行了三個(gè)方面的思考：一是對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的思考：雖然小鳥(niǎo)的支撐點(diǎn)在鉛筆尖上，但小鳥(niǎo)的翅膀上附著著堅(jiān)果，堅(jiān)果的質(zhì)量相對(duì)較大。 ，從而使整個(gè)鳥(niǎo)的重心降低到喙尖的正下方，提高了穩(wěn)定性，使其保持平衡。 二是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的思考：從材料的選擇和篩選、平衡控制、對(duì)稱操作等，都需要持之以恒； 三是藝術(shù)素質(zhì)思考：平衡鳥(niǎo)之美需要藝術(shù)素養(yǎng)的加持
3 種值得探索的設(shè)計(jì)策略
通過(guò)“平衡鳥(niǎo)”模型形成初中物理作業(yè)跨學(xué)科實(shí)踐設(shè)計(jì)策略
3.1選材確定主題
本文的設(shè)計(jì)案例參考科技館的高空自行車“走鋼絲”展品，確定與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的情境主題，打造一只飛得更高的“平衡鳥(niǎo)”。 展品和作業(yè)的主要原則是相同的。 因此，在作業(yè)實(shí)施過(guò)程中，可以引導(dǎo)學(xué)生分析展品原理，通過(guò)類比導(dǎo)出作業(yè)原理，有助于幫助學(xué)生建立已有知識(shí)與作業(yè)任務(wù)之間的關(guān)系。 之間的聯(lián)系。 主題的確定要視情況而定。 為了確定情境主題，就要選擇材料。這就需要教師不斷收集材料，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)業(yè)狀況，選擇與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)并引起學(xué)生興趣的材料，確定情境主題。任務(wù)。
3.2 設(shè)計(jì)問(wèn)題的科學(xué)指導(dǎo)
在本文的設(shè)計(jì)案例中，由于這種制作對(duì)學(xué)生提出了一定的挑戰(zhàn)，所以對(duì)制作中涉及到的物理知識(shí)、制作原理、制作材料、制作流程、關(guān)鍵步驟等進(jìn)行指導(dǎo)，讓學(xué)生能夠“制作”和“制作”。知道如何制作”。 其中，在生產(chǎn)原理的探索中，采用類比的方法引導(dǎo)學(xué)生掌握主要因素，縮小知識(shí)跨度；在生產(chǎn)過(guò)程中，在調(diào)整“鳥(niǎo)”的平衡時(shí)，學(xué)生引導(dǎo)使用主要生產(chǎn)原理，減少操作次數(shù)。難度。
從行為主義學(xué)習(xí)理論分析，學(xué)習(xí)需要反復(fù)強(qiáng)化和刺激才能實(shí)現(xiàn)。 豐富的任務(wù)可以讓學(xué)生通過(guò)多重刺激實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的記憶和理解[3]。 為了讓學(xué)生在完成作業(yè)的過(guò)程中有持續(xù)的積極性，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)來(lái)分析和解決問(wèn)題，教師在設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)需要將作業(yè)主題分解為多個(gè)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，即學(xué)生完成難度更大。 設(shè)計(jì)一些小的“引導(dǎo)解決方案”問(wèn)題。 為學(xué)生搭起“腳手架”，科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生一步步完成作業(yè)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
3.3 分層評(píng)價(jià)的展示和傳達(dá)
在本文的設(shè)計(jì)案例中，制作完成后，作者設(shè)計(jì)了“自我評(píng)價(jià)與反思”欄目，引導(dǎo)學(xué)生自我反思、評(píng)價(jià)和促進(jìn)學(xué)習(xí)，“認(rèn)識(shí)”相關(guān)知識(shí)，“重新反思”。 ”有關(guān)操作。 “呈現(xiàn)”，從而促進(jìn)學(xué)生優(yōu)化和改進(jìn)自己的作品。 目前，作業(yè)評(píng)價(jià)的方式已從單一轉(zhuǎn)向多元化[4]。 由于跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)的呈現(xiàn)方式不僅限于紙筆作業(yè)，還包括設(shè)計(jì)作品、制作模型、撰寫(xiě)報(bào)告等，因此，對(duì)于此類作業(yè)的評(píng)價(jià)，必須采用多種評(píng)價(jià)方式。綜合運(yùn)用，從作業(yè)的科學(xué)性出發(fā)。 從自然性、創(chuàng)新性、簡(jiǎn)潔性、規(guī)范性等方面進(jìn)行分層評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)習(xí)，讓每個(gè)學(xué)生得到不同程度的發(fā)展。
4 總結(jié)
“制作模型，展翅高飛”的案例體現(xiàn)了初中物理作業(yè)的綜合性和實(shí)用性。 在完成這項(xiàng)作業(yè)的過(guò)程中，學(xué)生們嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)、堅(jiān)持不懈，并發(fā)展了物質(zhì)的概念、運(yùn)動(dòng)和相互作用的概念以及模型構(gòu)建的科學(xué)。 思維、科學(xué)探究等物理課程的核心能力。 筆者通過(guò)對(duì)本案例的分析，形成了初中物理跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)的設(shè)計(jì)策略，供教師參考。
