基于跨學科實踐的單元教學設計-以初中物理“聲聲入耳音樂會”為例

基于跨學科實踐的單元教學設計--以初中物理“聲聲入耳音樂會”為例《義務教育課程方案（2022年版）》在優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)部分明確提出：要基于核心素養(yǎng)發(fā)展要求，遴選重要觀念、主題內(nèi)容和基礎知識，設計課程內(nèi)容，增強內(nèi)容與育人目標的聯(lián)系，優(yōu)化內(nèi)容組織形式，帶動課程綜合化實施，強化實踐性要求?？鐚W科實踐是當下基礎教育中的熱點話題，通過打破傳統(tǒng)學科間的界限，鼓勵學生在不同學科間建立連接和互動，以此提高綜合思考和解決問題的能力。然而，盡管跨學科的優(yōu)點被廣泛認可，但在其重視程度上卻不盡人意。1

目前跨學科實踐教學中存在的問題

實施新課標一年來，跨學科實踐的教學得到了一定程度的發(fā)展，但是仍存在以下問題：教學目標泛化。目標的泛化主要體現(xiàn)在觀念、方向及具體描述三個方面。一是從觀念上還不夠重視，課標要求至少10%的課時用來開展跨學科實踐教學，有的老師認為只要設置了跨學科實踐活動就可以。二是即便設置了跨學科實踐活動，開展的目標方向并不明確，缺少和初中物理核心素養(yǎng)的具體聯(lián)系。三是教學目標的具體闡述模糊不清，學習的主體、過程、結(jié)果等不夠聚焦，缺少可測可評的具體內(nèi)容。學習內(nèi)容拼湊化。由于跨學科實踐在內(nèi)容選取上經(jīng)歷了從無到有的過程，存在拼湊的傾向，具體表現(xiàn)在：一是選取的角度依然延續(xù)了把“物理知識點”作為教學的基本單位，難以形成“有組織”的學習經(jīng)驗。二是內(nèi)容結(jié)構(gòu)中片面強調(diào)知識的前后邏輯，一定程度上忽略了學生的心理發(fā)展特點，所學內(nèi)容與學生存在較遠距離，難以引起學生共鳴。三是課程內(nèi)容缺乏實踐性，發(fā)現(xiàn)當前教學內(nèi)容組織方式存在著物理知識與社會生活、學生生活割裂的問題，造成知與行的脫離。教學過程隨意化。一是教師在主觀上不夠重視，在認識上認為內(nèi)容不夠重要，因此在選擇教學方式時就沒有充分論證，比如在跨學科方面學生的前期積累、認知等。二是客觀上教師在跨學科教學方面的能力還不夠。大多教師在學習和工作中都習慣了單一學科的范疇，面對融入其他學科的實踐的教學，在物理學科內(nèi)容的廣度和深度中涉及到其他學科概念的內(nèi)涵和外延時，教師對其難以領會和把握。改進都需要一個比較長期的過程。教學評價單一化。一直以來，教學評價是難以突破的難題。新課標要求學生必須具備關鍵能力、必備品格和正確的價值觀，而不僅停留在知識和技能方面，需要強化物理觀念的形成與應用、科學思維的培養(yǎng)以及科學本質(zhì)、情感和態(tài)度，這也對評價方式提出了更高的要求，跨學科實踐的教學也不例外。但跨學科實踐存在以下問題：首先，在評價主體上主要還是教師、學校評價，難以發(fā)揮學生的主動性；其次，在評價方式上，絕大多數(shù)是單一的紙筆評價，與達成核心素養(yǎng)目標還有一定的距離。綜上所述，跨學科實踐在課程的目標、內(nèi)容、實施、評價等方面存在不同程度的問題。核心素養(yǎng)與學科核心素養(yǎng)是復雜的學習結(jié)果，需要經(jīng)歷階段性學習才能被學生習得，跨學科實踐同樣具有以上特點。這種階段性學習通常以單元或?qū)W期為單位進行，而不是以課時為單位進行，因此實施單元教學就是落實跨學科實踐的重要策略。2跨學科實踐單元教學策略

雖然初中物理具有邏輯化的內(nèi)容體系且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，教師仍需要嘗試通過重組、整合與優(yōu)化，將原來以“課時”為主的課程結(jié)構(gòu)整合為以“單元”為主的課程結(jié)構(gòu)，并逐漸形成包含“選題、目標、規(guī)劃、實施、總結(jié)”五大要素的單元設計思路。2.1創(chuàng)設真實情境，明確實踐主題跨學科實踐主題是對單元核心內(nèi)容的價值提煉，既反映學科本質(zhì)的核心概念，又要與真實世界和學生的基礎、興趣相聯(lián)系，體現(xiàn)核心素養(yǎng)落實的具體化與整體化。這有助于學生聚焦單元最核心、最具育人價值的內(nèi)容，其中要重點討論主題名稱及解讀等內(nèi)容。單元主題既可以保持教材原有單元的名稱，如“聲現(xiàn)象”“聲音的世界”，也可適當改編，進一步提煉內(nèi)容，如“聲”更加凸顯本單元的概念聚焦；也可以改成問題的形式，引發(fā)學生好奇，如“我們生活在聲音的世界，你知道聲音有哪些秘密嗎”。而主題解讀部分應明確核心概念與主題學習內(nèi)容的關系以及對發(fā)展學生核心素養(yǎng)的意義與價值，體現(xiàn)核心素養(yǎng)的培育。2.2厘清各種因素，確定實踐目標跨學科實踐目標就是預期學習結(jié)果，明確學習結(jié)果有利于指導教師教學。學習結(jié)果是指學習完這個單元后，學生能獲得什么樣的學習成果，形成何種素養(yǎng)。確定單元目標可以從歸納、演繹及其學習進階路徑出發(fā)，以此來確定單元的應然和實然教學目標，并依據(jù)學情分析確定學習的初始狀態(tài)。從教學目標的初始狀態(tài)到目標狀態(tài)間存在著多個中間認知狀態(tài)，這些狀態(tài)是單元教學過程中需要經(jīng)歷的，描述這些認知狀態(tài)的學習結(jié)果表現(xiàn)要基于自上而下的演繹和自下而上的歸納。在單元目標的表述方面，每個單元的學習目標按照素養(yǎng)維度分為若干條目。在其表述方面，應以學生為主語，一般包含具體的素養(yǎng)維度、相應的學習內(nèi)容、可觀測的行為表現(xiàn)，以及行為發(fā)生的情境或條件等。2.3確定任務方案，明確實踐步驟跨學科實踐活動作為學生素養(yǎng)形成的一系列的路徑、程序、過程、環(huán)節(jié)和經(jīng)歷。每個單元的學習都是由一組彼此關聯(lián)的、結(jié)構(gòu)化的、有邏輯的系列實踐活動（任務）組成。挑戰(zhàn)性的實踐任務具有高度情境化的特點，通過設置情境（或大任務），學生能夠調(diào)動激活以往的知識經(jīng)驗，提出有探究價值的問題，以問題為導向開展跨學科實踐活動。為有效落實核心素養(yǎng)，跨學科實踐活動的大任務需要分解為若干圍繞核心問題（或任務）展開的子任務，強調(diào)讓學生圍繞真實而有意義的核心問題（或任務）展開一系列探究活動，為讓“學生的學”真正落地，就需要在研究指向核心問題的學習任務和教學實施的同時，立足于學習目標，做到內(nèi)容簡約、清晰，符合學生的最近發(fā)展區(qū)。2.4建構(gòu)相關知識，經(jīng)歷實踐過程跨學科實踐的每個任務及子任務都需要學生通過觀察、交流、討論等團隊合作方式完成。在合作探究過程中，學生通過實地調(diào)研、開展調(diào)查、收集信息、觀察現(xiàn)象、實驗探究等活動，基于收集的信息和獲得的證據(jù)，對內(nèi)容和要解決的問題進行交流研討。通過開展科學推理、科學論證、模型理解、模型建構(gòu)等科學思維活動，深化對物理概念、規(guī)律的理解，落實學科核心素養(yǎng)的教學目標。在完成跨學科實踐任務中應注意以下幾點：一是在教師的指導下，學生能自主完成。依據(jù)任務需要，可以是個人完成，也可以是小組合作完成。二是學生能展示自己的想法。真正的實踐應該是在完成任務的過程中，按照自己的想法解決問題。三是能依據(jù)完成標準進行反復測試和優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)問題，及時提出改進意見。在此過程中，學生不僅能建構(gòu)知識，還能獲得持續(xù)學習的內(nèi)驅(qū)力。2.5展示實踐成果，總結(jié)交流評價學生需要在實踐成果制作、反饋迭代、公開展示和反思復盤等過程中加強對知識和技能的深度學習和理解，評價貫穿全過程。一是成果制作，學生會將可見的階段性或最終性實踐結(jié)果以成果的形式制作出來，以此鼓勵學生輸出內(nèi)容。二是反饋迭代，跨學科實踐注重任務成果能得到反饋，學生給予他人反饋的同時也培養(yǎng)了高階思維；同時，專家資源以真實世界的標準，給予更加專業(yè)的反饋。三是公開展示，跨學科實踐學習的成果面向同學、老師、專家、家長、社區(qū)居民等，對外展示實踐成果和制作過程。四是反思復盤，既是自我評價的過程，也是總結(jié)經(jīng)驗完善問題解決的過程，有助于深化理解，促進學生將知識技能等遷移至新的情境。單元學習評價主要是指根據(jù)單元學習目標，在學習過程中或者學習結(jié)束后，通過師生對話、課題觀察、日常作業(yè)、評價量表、單元測試、個別化輔導等多種方式，對學生在挑戰(zhàn)性學習任務中的表現(xiàn)以及核心素養(yǎng)的達成情況等方面，進行針對性的分析、診斷和改進的過程。在評價標準的制訂過程中，應注意與單元目標保持一致，評價主體多元、方式多樣，強調(diào)表現(xiàn)性評價等。3初中物理跨學科實踐——以“聲聲入耳音樂會”為例

物理學科跨學科實踐包含“物理學與日常生活”“物理學與工程實踐”“物理學與社會發(fā)展”三個二級主題，旨在發(fā)展學生跨學科運用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養(yǎng)學生積極認真的學習態(tài)度和樂于實踐、敢于創(chuàng)新的精神。如下提供了“聲聲入耳音樂會”的跨學科實踐學習案例。3.1案例背景我們生活在聲音的世界里，其中的樂音可以傳遞豐富的情感，給人們帶來美的享受。“聲的世界”一般安排在八年級的第二章，不少學校也會放在第一章學習，以此激發(fā)學生學習物理的熱情。9月有教師節(jié)且月底會迎來國慶節(jié)，因此舉辦一場音樂會不僅深受學生喜歡，也很契合客觀需求。本單元以聲學基礎知識為載體，統(tǒng)整物理、音樂、美術(shù)和工程技術(shù)等多學科課程資源，引導學生在任務驅(qū)動下進行實踐活動，使學生在活動中構(gòu)建聲學知識體系，對聲學知識形成系統(tǒng)的認識，并學會從跨學科視角綜合分析和解決實際問題，形成樂于思考、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學素養(yǎng)。通過了解超聲技術(shù)在現(xiàn)代信息技術(shù)中的應用，培養(yǎng)科技強國的責任感和使命感。涉及的具體學科有：物理：聲音的產(chǎn)生與傳播、聲音的特性、改變音調(diào)的方法、聲音的利用、噪聲的控制方法；音樂：認識樂譜、樂器調(diào)音、樂器演奏；美術(shù)：音樂會設計圖符合基本美學知識；工程技術(shù)：根據(jù)聲音的產(chǎn)生與傳播，自制“聲音器材”，根據(jù)超聲波原理組裝超聲波制霧機、超聲波智能門桿、超聲波智能垃圾桶，根據(jù)控制噪聲的方法組裝噪聲提示器；信息技術(shù)：制作電子海報，剪輯視頻，網(wǎng)絡投票，優(yōu)化展示及評估方法。3.2案例綱要（1）學習任務將初中物理聲學內(nèi)容與音樂、美術(shù)、工程技術(shù)、信息技術(shù)等其他學科內(nèi)容融合，分析舉辦音樂會、演奏自制樂器、設計場地等實際問題中涉及的聲學知識；舉辦一場“聲聲入耳音樂會”。（2）學情分析小學科學中已對聲音的產(chǎn)生與傳播、音調(diào)、響度、音色有所學習，為本課題奠定了比較好的理論基礎。大部分學生知道聲音的產(chǎn)生，但不知道傳播條件；知道聲音的高低、大小，但不能區(qū)分高低與大小；沒有響度、音調(diào)、音色的具體概念。對八年級學生來說，從物理學視角進一步理解聲音的傳播條件、音調(diào)和響度與哪些因素有關等還存在一定困難。同時，學生對聲學知識缺乏系統(tǒng)的認識。由于學生剛接觸物理，科學探究能力、團結(jié)協(xié)作能力和解決問題的能力均需培養(yǎng)。本案例采取任務驅(qū)動的方式，結(jié)合SOLO分類理論進行評價設計，從跨學科角度對教學內(nèi)容進行分解，引導學生在跨學科實踐活動中建構(gòu)科學概念，理解聲現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應用。（3）學習目標①聚焦“演奏自制樂器”與“設計場地”，了解聲音的產(chǎn)生和傳播條件、聲音的特性、現(xiàn)代技術(shù)中聲學知識的一些應用、噪聲的危害及控制方法。能用這些知識解釋相關現(xiàn)象和問題，有將聲學知識應用于日常生活、工程實踐、社會發(fā)展的意識。②通過擊鼓實驗、敲打音叉實驗，體會實驗探究中的轉(zhuǎn)換法、放大法，認識聲音的產(chǎn)生條件。③通過“聲音的傳播條件”的探究，經(jīng)歷科學探究過程，學習科學探究的基本方法，培養(yǎng)提出問題和主動探究的能力。通過自主實驗探究“影響橡筋琴音調(diào)高低的因素”，學習控制變量法，提高收集信息、分析結(jié)果、得出結(jié)論的科學探究能力。④通過觀察、實驗、制作等實踐活動，提高對科學的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學規(guī)律，勇于探究日常用品或新器材中的物理學原理。通過參與“聲聲入耳音樂會”，關注科學技術(shù)對社會發(fā)展、自然環(huán)境及人類生活的影響，規(guī)范自己的行為，有將科學服務于人類的意識。（4）重點和難點重點：通過實驗，認識聲音的產(chǎn)生和傳播條件；了解聲音的特性和現(xiàn)代技術(shù)中聲學知識的一些應用，知道噪聲的危害及控制方法；理解科學探究中常用的方法，比如放大法、轉(zhuǎn)換法、控制變量法等。難點:了解聲音的特性，如聽音識人；通過制作噪聲提示器、超聲波制霧機、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(guī)劃案例實施規(guī)劃具體如表1所示。4思考和討論基于跨學科實踐的初中物理單元教學具有積極的意義：一是利用真實情境（或大任務）開展教學活動，根據(jù)學生的生活需求，設置一系列具有挑戰(zhàn)性的跨學科實踐活動；二是依據(jù)課程標準開發(fā)結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容，能夠形成橫向統(tǒng)整、縱向進階的內(nèi)容框