——以初中物理“聲音入耳音樂會”為例
張華 1, 徐寧 2
1.重慶市江津區教師發展中心
2、重慶市江津區教育委員會
摘要：針對初中物理跨學科實踐教學目標泛化、內容拼湊的問題，采取跨學科實踐方法、開展大單元教學是解決上述問題的重要途徑，也是解決該問題的重要途徑。符合培養學生物理核心能力的要求。 。 以初中物理“耳邊有聲音樂會”為例，探索基于跨學科實踐的單元教學設計。
《義務教育課程規劃（2022年版）》在課程內容結構優化中明確提出：根據核心能力發展要求，選取重要概念、學科內容和基礎知識，設計課程內容，加強內容之間的聯系和教育目標，優化內容組織形式，帶動課程全面實施，強化實踐要求。 跨學科實踐是當前基礎教育的熱點話題。 通過打破傳統學科之間的界限，鼓勵學生在不同學科之間建立聯系和互動，從而提高綜合思考和解決問題的能力。 然而，盡管跨學科的優勢已被廣泛認可，但其認真對待的程度卻不盡如人意。
1 跨學科實踐教學目前存在的問題
新課程標準實施一年來，跨學科實踐教學有了一定發展，但仍存在以下問題：
教學目標的概括。 目標的概括主要體現在概念、方向和具體描述三個方面。 首先，從理念上重視不夠。 課程標準要求至少10%的課時用于跨學科實踐教學。 有的老師認為只要設置跨學科的實踐活動就夠了。 其次，即使設立了跨學科實踐活動，活動的目標方向也不明確，與初中物理核心能力缺乏具體聯系。 三是教學目標的具體闡述模糊，學習的主體、過程、結果不夠集中，缺乏可衡量和評價的具體內容。
學習內容拼湊而成。 由于跨學科實踐在內容選擇上經歷了一個從頭開始的過程，存在拼湊的傾向，具體體現在：一是選擇視角仍然繼續以“物理知識點”為基本單位。教學，很難形成一個“有效”的單位。 組織”的學習經歷。 其次，內容結構片面強調知識的邏輯性，在一定程度上忽視了學生的心理發展特點。 所學的內容離學生較遠，很難引起學生的共鳴。 三是課程內容缺乏實用性。 發現當前的教學內容組織方式存在物理知識與社會生活、學生生活分離的問題，造成知行分離。
教學過程很隨意。 首先，教師主觀上重視不夠，認為內容不夠重要。 因此，他們在選擇教學方法時，沒有充分展現學生的早期積累和跨學科方面的認知。 其次，客觀上，教師的跨學科教學能力還不夠。 大多數教師在學習和工作中習慣于單一學科的范圍。 面對融合其他學科實踐的教學，當物理學科內容的廣度和深度涉及其他學科概念的內涵和外延時，教師很難理解。 理解并掌握。 改進需要一個相對長期的過程。
教學評價變得簡單。 教學評價一直是一個難以攻克的難題。 新課程標準要求學生具備關鍵能力、必要品格和正確價值觀，而不僅僅是知識和技能。 加強物理概念的形成和應用，科學思維、科學本質、情感和態度的培養。 這也對評價方式提出了更高的要求，跨學科實踐教學也不例外。 但跨學科實踐存在以下問題：一是評價主體是教師和學校評價，難以充分發揮學生的主觀能動性； 其次，在評價方式上，大多是單一的紙筆評價，與實現核心掃盲目標不相符。 還有一定的距離。
綜上所述，跨學科實踐在課程目標、內容、實施、評價等方面都存在不同程度的問題。 核心能力和學科核心能力是復雜的學習成果，需要學生通過階段性學習獲得。 跨學科實踐也具有上述特點。 這種階段性學習通常以單元或學期而非課時進行，因此實施單元教學是實施跨學科實踐的重要策略。
2 跨學科實踐單元教學策略
雖然初中物理擁有邏輯清晰的內容體系，為跨學科實踐教學提供了豐富的載體和資源，但在具體實踐中，教師仍需嘗試對原有的以“課時”為主的課程進行重組、整合和優化。 該結構融入以“單元”為基礎的課程結構，逐步形成了包含“選題、目標、規劃、實施、總結”五大要素的單元設計思路。
2.1 創設真實情境，明確實踐主題
跨學科實踐主題是單元核心內容的價值提煉。 它不僅體現了學科本質的核心理念，而且與現實世界和學生的基礎和興趣相聯系，體現了核心能力實施的具體性和整體性。 這有助于學生專注于該單元的核心和最具教育意義的內容，重點關注主題名稱和解釋。 單元主題可以保留教材中原單元的名稱，如“聲音現象”、“聲音的世界”，也可以適當改編，進一步細化內容，如“聲音”，以突出概念性本單元的重點； 也可以改為疑問句。 形式引起學生的好奇心，如“我們生活在一個聲音的世界，你知道聲音里有什么秘密嗎？” 主題解讀部分應明確核心概念與主題學習內容的關系以及對學生核心能力發展的意義和價值，體現核心能力的培養。
2.2 厘清各種因素，確定切實可行的目標
跨學科實踐的目標是預期的學習結果，明確學習結果有利于指導教師教學。 學習成果是指學生學習本單元后能夠獲得什么樣的學習成果，能夠培養什么樣的素養。 單元目標的確定可以從歸納、演繹、進階學習路徑入手，確定單元的假設和實際教學目標，并根據學習情境分析確定學習的初始狀態。 教學目標的初始狀態與目標狀態之間存在多個中間認知狀態。 這些狀態需要在單元教學過程中經歷。 描述這些認知狀態的學習結果必須是基于自上而下的演繹和自下而上的。 還有上面的歸納。
在單元目標的表達上，每個單元的學習目標按照識字維度分為若干項。 就其表達而言，應以學生為主體，一般包括具體的素養維度、相應的學習內容、可觀察的行為表現以及行為發生的情境或條件。
2.3 確定任務計劃并明確具體步驟
跨學科實踐活動是學生素養形成的一系列路徑、程序、過程、環節和經歷。 每個學習單元都由一組相互關聯、結構化且符合邏輯的實踐活動（任務）系列組成。 具有挑戰性的實際任務是高度情境化的。 通過設置情景（或大任務），學生可以調動和激活以往的知識和經驗，提出具有探究價值的問題，開展以問題為導向的跨學科實踐活動。
為了有效落實核心能力，需要將跨學科實踐活動的大任務分解為圍繞核心問題（或任務）的若干子任務，強調學生應圍繞真實和現實的問題開展一系列探究活動。有意義的核心問題（或任務），要真正落實“學生的學習”，需要研究指向核心問題的學習任務和教學實施，同時立足學習目標，制定內容簡潔、清晰、符合學生最近發展區。
2.4 構建相關知識并體驗實踐過程
跨學科實踐的每一個任務和子任務都需要學生通過觀察、交流、討論等團隊合作的方式來完成。 在協作探究的過程中，學生根據通過田野調查、進行調查、收集信息、觀察現象、實驗探索等活動所收集到的信息和獲得的證據，對所要解決的內容和問題進行交流和討論。 通過開展科學推理、科學論證、模型理解、模型構建等科學思維活動，加深對物理概念和規律的理解，落實學科核心能力的教學目標。
完成跨學科實踐任務時應注意以下幾點：第一，學生可以在教師的指導下獨立完成。 根據任務的需要，可以單獨完成，也可以小組完成。 其次，學生可以表達自己的想法。 真正的練習應該是在完成任務的過程中按照自己的想法去解決問題。 三是能夠按照竣工標準進行反復測試和優化，發現問題，及時提出改進建議。 在這個過程中，學生不僅建構了知識，而且獲得了繼續學習的動力。
2.5 展示實踐成果并總結、交流和評價
學生需要在實踐成果的產生、反饋迭代、公開展示與反思、評價的全過程中，加強對知識技能的深入學習和理解。
首先是成果生產，學生以成果的形式產生可見的階段性或最終的實踐成果，鼓勵學生輸出內容。 二是反饋迭代。 跨學科實踐的重點是獲得任務結果的反饋。 學生在向他人提供反饋的同時，也培養了高階思維。 同時，專家資源根據現實世界的標準提供更專業的反饋。 三是公開展示。 跨學科實踐學習成果向同學、教師、專家、家長、社區居民等開放，向外界展示實踐成果和生產過程。 四是反思回顧，這既是一個自我評價的過程，也是一個總結經驗、提高解決問題的過程。 它有助于加深理解，促進學生將知識和技能轉移到新的情境中。
單元學習評價主要是指在學習過程中或學習結束后，通過師生對話、話題觀察、日常作業、評價量表、單元測試、個性化輔導等多種方式，基于單元學習目標，對學生面臨的挑戰進行評價。 它是對性學習任務的表現和核心能力的實現進行有針對性的分析、診斷和改進的過程。 在制定評價標準過程中，應注意與單位目標保持一致，評價主體和方法多樣化，突出績效評價。
3 初中物理的跨學科實踐——以“耳邊有聲音樂會”為例
物理跨學科實踐包括“物理與日常生活”、“物理與工程實踐”和“物理與社會發展”三個次要主題，旨在培養學生跨學科應用知識、綜合分析問題和解決問題的能力，動手實踐能力，培養學生積極認真的學習態度和樂于實踐、敢于創新的精神。 下面提供一個“聲入耳音樂會”跨學科實踐學習案例。
3.1 案例背景
我們生活在一個有聲的世界，音樂可以傳達豐富的情感，給人們帶來美好的享受。 《聲音的世界》通常安排在八年級的第二章高中物理單元主題教學課題，很多學校也會把它放在第一章，以激發學生學習物理的熱情。 9月有教師節，月底有國慶節，舉辦音樂會不僅受到學生的歡迎，也滿足了客觀需求。 本單元以聲學基礎知識為載體，整合物理、音樂、藝術、工程技術等多學科課程資源，引導學生開展任務驅動的實踐活動，使學生構建聲學知識體系在活動中形成對聲學知識的系統認識。 理解，學會從跨學科的角度綜合分析和解決實際問題，形成樂于思考、探索、創新的科學素養。 通過了解超聲技術在現代信息技術中的應用，可以培養科技強國的責任感和使命感。
具體涉及的科目有：
物理學：聲音的產生和傳播、聲音的特性、改變音調的方法、聲音的利用、噪聲控制方法；
音樂：了解樂譜、樂器調音、樂器演奏；
藝術：演唱會設計圖符合基本的審美知識；
工程技術：基于聲音的產生和傳播自制“聲音設備”，基于超聲波原理組裝超聲波霧機、超聲波智能門桿、超聲波智能垃圾桶，基于噪音控制方法組裝噪音提醒器；
信息技術：制作電子海報、編輯視頻、網絡投票、優化展示和評價方式。
3.2 案例概要
(一)學習任務
將初中物理聲學內容與音樂、美術、工程技術、信息技術等其他學科相結合，分析舉辦音樂會、演奏自制樂器、設計場館等實際問題所涉及的聲學知識； 舉辦一場“聲入耳音樂會”。
（二）學術現狀分析
小學科學中，對聲音的產生與傳播、音高、響度、音色等進行了研究，為本課題奠定了比較好的理論基礎。 大多數學生知道聲音的產生，但不知道傳播條件； 他們知道聲音的音高和大小，但無法區分音高和大小； 他們沒有響度、音高和音色的具體概念。 對于八年級的學生來說，從物理角度進一步理解聲音的傳播條件以及與音調、響度相關的因素還存在一定的困難。 同時，學生對聲學知識缺乏系統的了解。 由于學生是物理學新手，他們的科學探究能力、團隊合作能力和解決問題的能力都需要培養。 本案例采用任務驅動的方式，結合SOLO分類理論進行評價設計，從跨學科的角度分解教學內容，引導學生在跨學科的實踐活動中構建科學概念，理解聲學現象在生產生活中的應用。
(三)學習目標
①以“演奏自制樂器”和“設計場地”為重點，了解聲音產生和傳播的條件、聲音的特點、聲學知識在現代技術中的一些應用、噪聲的危害和控制方法。 能夠運用這些知識解釋相關現象和問題，并具有將聲學知識應用到日常生活、工程實踐和社會發展中的意識。
②通過擊鼓實驗和音叉實驗，體驗實驗探索中的轉換方法和放大方法，了解聲音產生的條件。
③通過對“聲音傳播條件”的探索，體驗科學探究過程，學習科學探究的基本方法，培養提出問題、主動探索的能力。 通過自主實驗，探索“影響橡膠鋼琴音高的因素”，學習控制變量方法，提高收集信息、分析結果、得出結論的科學探究能力。
④通過觀察、實驗、制作等實踐活動，增強對科學的好奇心，樂于探索日常生活中的自然現象和物理規律，勇于探索生活用品或新設備中的物理原理。 通過參加“聲音到耳音樂會”，我們關注科技對社會發展、自然環境和人類生活的影響，規范自己的行為，有了科學為人類服務的意識。
（四）重點和難點
要點：通過實驗，了解聲音產生和傳播的條件； 了解聲音的特性及聲學知識在現代技術中的一些應用，了解噪聲的危害及控制方法； 了解科學探究中常用的方法，如放大法、換算法、控制變量法等。
難點：了解聲音的特征高中物理單元主題教學課題，例如通過聽聲音來識別人； 通過制作噪音提醒器、超聲波霧機、超聲波智能門桿、超聲波智能垃圾桶等，了解聲音的應用。
3.3 案例實施規劃
案例實施方案具體情況如表1所示。
4 思考與討論
基于跨學科實踐的初中物理單元教學具有積極意義：一是利用真實情境（或大任務）開展教學活動，根據學生生活需要設置一系列具有挑戰性的跨學科實踐活動； 其次，基于課程標準開發結構化內容，可以形成橫向整合、縱向推進的內容框架體系； 三是持續評價的嘗試，探索多主體、多種形式的評價方法，包括過程評價、總結性評價等。評價形式包括自評、互評、教師評價、觀眾評價、專家評價等。
教師和學生在多方面受益的同時，跨學科實踐下實施單元學習也存在一些困惑：占用較多的課堂時間，與傳統教學相比，學生更注重活動； 人們還擔心教師的專業能力和學校管理。 能力提出了更高的要求。 這些都是需要在今后的實踐中逐步優化的方面。
總之，核心能力和學科核心能力需要通過基于跨學科實踐活動的單元教學計劃的規劃和實施來落實。 因此，跨學科實踐下的單元學習是推進我國素養教育改革的重要策略。
全文請見《物理教學探討》2023年第10期
引文格式：
張華，徐寧。 基于跨學科實踐的單元教學設計——以初中物理《耳邊的聲音音樂會》為例[J]. 物理教學討論，2023，41（10）：1-4。