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摘要 : 在物理课程中基于社会性科学议题开展跨学科实践活动 , 可以发展学生物理学科 核心素养 , 促进各学科知识相互关联 , 强化 实 践 能 力 , 培 育 科 学 精 神 , 树 立 社 会 责 任 感 。本文结合教学案例从研究主 题 、教 学 目 标 、课 前 学 习 、教 学 环 节 、评 价 方 式 等 方 面 , 提出基于社会性科学议题设计物理跨学科实践课程的基本理念和实施路径 , 以期实 现立德树人的根本任务 。
关键词 : 跨学科实践,物理,社会性科学议题
在物理课程中开展跨学科实践活动 , 分析解决与日常生活 、工程实践 、社会发展等有 关 的 问 题 , 可以培养学生物理学科核心素养 , 促进各学科知识 相互关联 。社会性科学议题是社会生活中与科 学 、 技术 、经济 、环境 、道德及价值观相关的问题 , 这 些问题既是科学问题也是社会问题 , 不同的文化背景 、立场方法和价值取向等均有可能影响到对此类 问题的解决方式 。
基于社会性科学议题开展物理跨学科实践课程 , 制定与学生认识水平和素养发展相匹配的教学 目标 , 鼓励学生完成挑战性学习任务 , 对学习效果进行多元评价 , 可以引导学生关注身边真实存在的 问题 , 发展科学探究能力 , 培养批判性思维 , 强化 社会责任感 , 进而实现立德树人的根本任务 。
一 、跨学科实践课程中选择社会性科学议题的 原则
结合跨学科实践课程的特点 , 社会性科学议题 可以从综合性 、真实性 、应用性三个原则出发来选 择合适的研究问题 。综合性指研究问题与多个学科 知识相互关联 , 这是跨学科课程的基本特征 , 学生在综合运用多学科知识解决问题的过程中会促进各种的知识关联整合 , 形成结构化的知识体系 。 真实性指的是选取学生身边真实存在的 、熟悉的问题作为研究主题 , 引导学生关注生活 、关注社会 , 学会在真实情境中思考和解决问题 。应用性指研究问题对个体生活和社会发展影响较大 、有较强实际意义和应用价值 , 学生尝试解决此类问题可以帮助他们学会进行价值判断 , 将更多的精力聚焦于重要而紧迫的问题 。
以 “雾霾的危害 、 防护与治理 ”这节课为例 , 雾霾是一种常见的高污染 、灾害性的天气现象 , 随着工业化 、城 市 化 的 进 程 , 雾 霾 天 气 频 发 且 愈 加 严重 , 给人们的身心健康带来了巨大伤害 , 对社会经济发展也造成了诸多负面影响 。雾霾的形成 、危害与物理 、数学 、化学 、生物 、地理 、工程经济 、社会等多个学科知识相关 , 防护和治理雾霾需要综合应用各种手段相互配合 、协同推进 , 才能在不影响社会经济发展大局的前提下取得成效 。雾霾发生在学生身边 , 他们对雾霾的影响和危害有着切身的感受 , 选择雾霾的危害 、 防护与治理作 为 研 究 主 题 ,有利于学生全面了解与雾霾有关的知识 , 科学认识雾霾的危害 , 以更加积极的态度参与到环境保护和 污染治理中去 。
二 、以培养物理学科核心素养为重点确定教学 目标
基于社会性科学议题开展跨学科实践 , 需要紧 紧围绕培养学生物理学科核心素养这 一 目标展开 。 在《普通 高 中 物 理 课 程 标 准 (2017年 版 2020年 修 订) 》《义务 教 育 物 理 课 程 标 准(2022年 版) 》中 提 出 物理课程要培养学生物理观念 、科学思维 、科学探 究和科学态度四个方 面 的 核 心 素 养 。《义 务 教 育 物 理课程标准(2022年版) 》把跨学科实践列为物理课程内容的五大主题之一 , 提出学生能用物理及其他学科知识解释与健康 、安全有关的日常生活问 题 ,初步具有运用跨学科知识解决简单问题的能力 , 具有促进可持续发展的社会责任感 。教师在制定教学目标时 , 要强化培养物理学科核心素养 , 将学科间相互关联的知识 、方法纳入学习目标 , 提高学生在科学探究活动中的证据意识和利用科学思维方法解决问题的能力 , 培育科学精神和社会责任感 。
围绕培养 物 理 学 科 核 心 素 养 和 跨 学 科 实 践 能力 , “雾霾的危害 、 防护与治理 ”这节课的教学目标设定如下 :
三 、以促进自主研究为核心的课前学习指导
跨学科实践课程涉及的学 科 多 、知 识 广 度 大 , 学生对综合运用多学科知识解决问题的方法掌握有 限 , 对社会性科学议题的理解还会受到学生已有价 值观和认识水平的影响 。 同时课堂教学时间有 限 , 学生学习和研 究 活 动 无 法 全 部 在 课 堂 中 完 成 。 因 此 , 利用课余时间鼓励学生开展自主研究是跨学科实践课程的重要环节 。
1. 提前明 确 研 究 主 题 , 指 导 学 生 分 解 主 题 并选择自主研究方向 。
在教师向学生公布本次跨学科实 践 的 主 题 后 ,可以指导学生将研究主题进一 步细化为一级主题和二级主题 , 使研究问题具体化 , 引导学生将精力聚焦于自己感兴趣的问题 。
“雾霾的危害 、 防护与治理 ”这节课的一 、二级 主题划分如下表 :
2. 指导 学 生 以 个 体 或 小 组 的 形 式 通 过 观 察 、 查阅 、检索 、归纳 、假设等方式获取问题的相关信 息 , 建立起对研究问题的初步认识 。
3. 指导学 生 结 合 物 理 和 其 他 学 科 知 识 , 对 研 究问题进行分析推理 , 必要时可以设计实验验证自己的猜想 , 对如何解决问题提出自己的看法 。
4. 指导学 生 撰 写 研 究 报 告 , 对 问 题 做 出 科 学解释 , 提出解决方案 。
学生提交的研究报告可以作为课堂上师生共同 研究的素 材 , 教 师 组 织 学 生 通 过 展 示 、 汇 报 、 质 疑 、答辩等方式对课前研究中存在疑问的问题进行 交流讨论 , 形成思维碰撞 , 促进自我反思 , 提升认识水平 。
学生提交的部分研究报告如图所示 :
四 、以提升科学思维和社会责任意识为重点的课堂教学设计
基于社会性科学议题的物理跨学科实践课程设计要突出学生的主体地位 , 通过一系列的研究任务和实践活动提升学生的科学思维水平和社会责任意识。
1. 课程基本框架
教师在教学中提取学生自主研究报告中的关键 信息和重要结论作为课堂交流讨论的素材 , 通过设 问 、反问 、追问等方式推动师生间 、生生间形成思 维碰撞 , 鼓励学生追寻问题本质 , 生 成 解 决 方 案 。 课程基本框架如下图所示 :
2. 课堂教学策略
为了顺利推进课堂教学进程 , 教师需要事先了解学生与研究主题相关知识的掌握情况 , 在课堂活动中引导学生给自己的结论和解决方案寻找证据和理论支持 , 适时进行换位思考 , 学会用不同立场和视角去分析问题 。教师要精心创设情境 、设计任务和安排活动 , 担任好引导和组织者的角色 , 在学生碰到困难时适时介入并协助他们突破困难 。与各个教学要素对应的教学策略见下表 :
3. 课堂教学环节与活动设计
教学流程设计要遵循 “从知识建构到认识深化 , 从实践应用到解决问题 ”的思路 , 将核心问题分解 为若干具体问题 , 配以适当的情境 、任 务 和 活 动 ,采用问题驱动的方式展开研究 。
围绕 “雾霾的危害 、 防护与治理 ”这一 主题 , 可设计如下课堂教学过程 :
五 、关注研究过程和学习状态的多元评价方式
跨学科实践课 程 具 有 自 主 性 、综 合 性 、 开 放 性的 特 征 , 得 到 正 确 的 结 果 并 非 此 类 课 程 的 唯 一 目标 , 因此 不 适 宜 采 用 定 量 化 、结 果 导 向 的 评 价方式 。要以质性评价为主 , 采用多元评价方式 , 将学生在自 主 研 究 中 的 主 动 学 习 状 态 、思 维 参 与 程度 、知识 的 结 构 化 程 度 、解 决 问 题 的 能 力 、研 究成果的规 范 性 和 科 学 价 值 、在 研 究 过 程 中 表 现 出的社会 责 任 意 识 和 家 国 情 怀 等 作 为 评 价 要 素 , 用过程性评价引导学生自主改进 。
跨学科实践评价标准样例如下表 :社会生活中 的 真 实 问 题 往 往 涉 及 多 个 学 科 的 知识方法 , 依 托 社 会 性 科 学 议 题 开 展 跨 学 科 实 践是培养学生 自 主 研 究 能 力 、 系 统 思 维 和 社 会 责 任感的重要 途 径 。选 题 时 要 关 注 问 题 的 综 合 性 、 真实性 、应用 性 , 通 过 开 展 实 践 性 、研 究 性 学 习 活动 , 引导学生 掌 握 科 学 研 究 的 基 本 方 法 , 提 升 解决复杂社会性科学问题的能力 。
参考文献
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