摘" 要：本文嘗試提出一種教學(xué)設(shè)計，該設(shè)計以“可以從哪些方面減小噪聲對馬路邊居民的影響”這一真實問題作為貫穿整節(jié)課的主線，以制作“防噪小屋”作為任務(wù)導(dǎo)向，通過布置一系列任務(wù)，在學(xué)生解決問題的過程中實現(xiàn)物理、工程、數(shù)學(xué)和美術(shù)的學(xué)科融合。該設(shè)計體現(xiàn)了跨學(xué)科實踐的活動性、問題性和學(xué)習(xí)性原則，有助于提高學(xué)生跨學(xué)科運用知識、分析和解決問題、動手操作和交流協(xié)作的能力，幫助學(xué)生加深對噪聲知識的理解。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科實踐；噪聲；真實問題；防噪小屋

跨學(xué)科融合已經(jīng)是當(dāng)前社會實踐的必然要求，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向。［1］在此背景下，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）增加了跨學(xué)科實踐主題，包括物理學(xué)與日常生活、物理學(xué)與工程實踐、物理學(xué)與社會發(fā)展三部分?？鐚W(xué)科實踐是指基于物理學(xué)科視野，以日常生活、工程實踐、社會發(fā)展等熱點話題為切入點，創(chuàng)造真實的問題或項目情境，綜合運用多學(xué)科知識開展探究，最終回到物理學(xué)科的范疇去審視問題的一種學(xué)習(xí)方式。［2］開展跨學(xué)科實踐能夠促使學(xué)生掌握跨學(xué)科知識，形成跨學(xué)科問題解決意識，培養(yǎng)分析解決問題的綜合能力與知識內(nèi)化能力，并在現(xiàn)實生活中進行遷移應(yīng)用，為學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)、成長為創(chuàng)新型人才打下基礎(chǔ)。［3］

雖然已有一些研究進行了跨學(xué)科實踐設(shè)計，但是這些設(shè)計主要關(guān)注日常生活、工程實踐或社會發(fā)展中的某一點，缺乏將三者融合于教學(xué)之中的設(shè)計。整體來，目前已有的研究對于落實《課程標(biāo)準(zhǔn)》跨學(xué)科實踐主題還遠遠不夠，如何有效設(shè)計跨學(xué)科實踐教學(xué)成為亟待解決的難題。本研究以人教版物理教材八年級上冊“噪聲的危害和控制”章節(jié)為例，嘗試進行跨學(xué)科實踐教學(xué)設(shè)計。

設(shè)計將以“如何減小噪聲對馬路邊居民的影響”這一源于真實生活的物理問題作為貫穿教學(xué)的主線，引導(dǎo)學(xué)生運用物理、工程、數(shù)學(xué)、美術(shù)等學(xué)科知識制作“防噪小屋”，以實現(xiàn)物理學(xué)與日常生活、工程實踐、社會發(fā)展的全面深度融合。

1" “噪聲的危害和控制”教學(xué)分析與目標(biāo)設(shè)計

1.1" 教學(xué)基本情況分析

“噪聲的危害和控制”知識點位于人教版八年級上冊第二章第4節(jié)，屬于“運動相互作用”大主題下的二級主題“聲和光”。本節(jié)綜合了先前所學(xué)的聲音的產(chǎn)生、聲音的傳播等知識，包含噪聲的來源、噪聲強弱的等級和噪聲的危害及控制三部分內(nèi)容。噪聲相關(guān)知識在日常生活和生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，利用噪聲知識設(shè)計和制作“防噪小屋”有助于提升學(xué)生跨學(xué)科知識的運用能力、分析和解決問題的綜合能力以及交流協(xié)作能力等，因此本節(jié)課具有較高的跨學(xué)科實踐意義。

在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了聲音產(chǎn)生與傳播的相關(guān)知識，了解了聲音的特性。然而通過傳統(tǒng)教學(xué)方式授課后，學(xué)生雖能分辨什么是噪聲，但對于噪聲的危害以及控制噪聲的途徑等相關(guān)內(nèi)容認識不足，缺乏跨學(xué)科知識的綜合運用能力。因此，本文對傳統(tǒng)教學(xué)做了如下變革：第一，以“可以從哪些方面減小噪聲對馬路邊居民的影響”這一源于日常生活的原始物理問題作為貫穿整節(jié)課的主線，讓學(xué)生圍繞這一真實問題進行探究學(xué)習(xí)；第二，以制作“防噪小屋”為探究項目，激發(fā)學(xué)生綜合運用物理、工程、數(shù)學(xué)、美術(shù)等多學(xué)科知識，落實《課程標(biāo)準(zhǔn)》中物理學(xué)與日常生活、工程實踐、社會發(fā)展的跨學(xué)科培育要求；第三，以分析“防噪小屋”的聲音數(shù)據(jù)為契機，回歸本節(jié)課的知識點，凸顯基于學(xué)科學(xué)習(xí)、在跨學(xué)科中實踐、回歸學(xué)科知識的跨學(xué)科實踐教學(xué)邏輯思路。

1.2" 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求以及教材和學(xué)情分析，設(shè)定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)如表1所示。

2" “噪聲的危害和控制”教學(xué)過程設(shè)計

2.1" 教學(xué)過程整體設(shè)計

本節(jié)跨學(xué)科實踐教學(xué)主要包含“真實問題，引入新課”“小組合作，活動探究”“展示作品，解釋方案”“數(shù)據(jù)分析，點撥提升”“拓展作業(yè)，遷移應(yīng)用”五個環(huán)節(jié)，教學(xué)流程圖如圖1所示。

2.2" 具體教學(xué)過程設(shè)計

2.2.1" 真實問題，引入新課

教師還原馬路邊居民遭受噪聲困擾的情境，播放在臨街房內(nèi)錄制的音頻（含有汽車鳴笛聲、廣場舞的音樂聲等），并提出“可以從哪些方面減小噪聲對馬路邊居民的影響”這一物理問題。

設(shè)計意圖：“可以從哪些方面減小噪聲對馬路邊居民的影響”這一物理問題的解決需要學(xué)生利用他們生活中的直接經(jīng)驗和間接經(jīng)驗。

本設(shè)計以這一問題作為貫穿本節(jié)課的主線，不僅能引起學(xué)生的共鳴，還能使課程內(nèi)容變得更加系統(tǒng)。

2.2.2" 小組合作，活動探究

教師提出問題后，引導(dǎo)學(xué)生以小組合作的形式進行制作“防噪小屋”的探究活動，具體設(shè)計如表2所示。學(xué)生根據(jù)小組交流的結(jié)果，使用剪刀裁剪合適尺寸的隔（吸）音材料（隔音板、泡沫板、布塊、吸音板），利用魔術(shù)貼粘貼在“噪聲小屋”的墻壁、窗戶、門等位置。完成設(shè)計后，學(xué)生利用鬧鐘作為噪聲源，將噪聲檢測儀放進小屋內(nèi)，通過小屋門上的小洞觀看噪聲檢測儀的示數(shù)。需要注意的是，小組在進行噪聲監(jiān)測時，教師需提醒其他小組保持安靜。在學(xué)生活動探究的過程中，教師巡視課堂，并且給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

設(shè)計意圖：首先，本設(shè)計體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)原則，即教師引導(dǎo)學(xué)生開展“制作防噪小屋”的探究活動，學(xué)生在制作“防噪小屋”中提升動手操作的實踐能力，在小組合作中提升交流、協(xié)作的能力；其次，本設(shè)計體現(xiàn)了《課程標(biāo)準(zhǔn)》中“物理學(xué)與日常生活相結(jié)合”的要求，設(shè)計中圍繞“可以從哪些方面減小噪聲對馬路邊居民的影響”這一物理原始問題，展開噪聲知識的教學(xué)；最后，本設(shè)計體現(xiàn)了《課程標(biāo)準(zhǔn)》中“物理學(xué)與工程實踐相結(jié)合”的要求，即在設(shè)計“防噪小屋”環(huán)節(jié)中，學(xué)生聯(lián)想到工程師在設(shè)計房屋時需要考慮居民的居住感受，這有助于培養(yǎng)他們的工程意識。［4］

2.2.3" 展示作品，解釋方案

小組代表展示“防噪小屋”，并且分享“減小噪聲對馬路邊居民的影響”的方法。在展示的過程中，學(xué)生以錄制的音頻（含有汽車鳴笛聲、廣場舞的音樂聲等）作為噪聲源，通過手機phyphox軟件檢測噪聲強弱，并將手機放進小屋內(nèi)進行檢測。為了保證全班同學(xué)都能看到每個小組“防噪小屋”內(nèi)噪聲強弱的讀數(shù)，教師通過電子白板，將手機phyphox軟件中的界面投影到教室電腦的屏幕上。另外，教師提醒學(xué)生觀察聲音的波形圖的形狀（見圖2），并在黑板上記錄每個小組“防噪小屋”內(nèi)噪聲強弱的讀數(shù)與各小組提供的降噪方案。

設(shè)計意圖：一方面，作品展示環(huán)節(jié)可以培養(yǎng)學(xué)生的表達能力和基于證據(jù)進行解釋的能力；另一方面，這樣的設(shè)計可以讓學(xué)生在傾聽其他組的想法時，對自己的作品和方法進行反思，同時基于phyphox軟件中的讀數(shù)對他人的想法進行質(zhì)疑。這一過程有助于提高學(xué)生的科學(xué)探究能力與科學(xué)思維能力。

2.2.4" 數(shù)據(jù)分析，點撥提升

該環(huán)節(jié)主要根據(jù)學(xué)生展示作品時采集的聲音數(shù)據(jù)和各組的降噪方案來進行，共分為三個活動階段進行教學(xué)。

【活動一】

噪聲的含義：通過觀察噪聲的波形，師生共同得出結(jié)論，即從物理學(xué)角度講，發(fā)聲體做無規(guī)則振動時會發(fā)出噪聲。另外，通過分析播放的噪聲源音頻，師生共同得出結(jié)論，即從環(huán)保角度講，凡是妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對人們產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪聲。

噪聲的來源：教師通過鼓勵學(xué)生舉出生活中噪聲的例子，引導(dǎo)學(xué)生認識“噪聲無處不在”以及“噪聲的定義具有相對性”，從而突破教學(xué)難點。

【活動二】

噪聲強弱的等級：教師將各組“防噪小屋”內(nèi)噪聲強弱的讀數(shù)投影到教室電腦的屏幕上，并以此引導(dǎo)學(xué)生估測“安靜的教室”“正常交談”的聲音

強弱等級，并且?guī)ьI(lǐng)學(xué)生利用噪聲監(jiān)測儀驗證猜測。

噪聲的危害：

教師向?qū)W生拓展人對不同強度聲音的感覺（見表3），并且通過圖片或視頻向?qū)W生展示噪聲可能帶來的危害，如使人煩躁不安、注意力不集中、影響睡眠和休息（心理影響），或是使人頭痛、神志不清甚至導(dǎo)致耳聾、休克或死亡（生理影響）等。

【活動三】

根據(jù)各小組給出的降噪方案，師生共同總結(jié)出控制噪聲的三種途徑：在聲源處控制噪聲、在傳播過程中控制噪聲、在人耳處控制噪聲。

教師在此回應(yīng)新課引入時提出的問題，即“可以從哪些方面減小噪聲對馬路邊居民的影響”。除此以外，教師進一步拓展，告知學(xué)生當(dāng)自己不能解決噪聲污染時，可向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門或城市管理部門投訴，也可向當(dāng)?shù)毓矙C關(guān)求助；同時向?qū)W生宣傳2022年6月5日起施行的《中華人民共和國噪聲污染防治法》（以下簡稱《噪聲法》）；并提醒學(xué)生在需要保持安靜的公共場合不能大聲喧嘩。

設(shè)計意圖：第一，本設(shè)計可以體現(xiàn)出“做中學(xué)”的教育理念，教師帶領(lǐng)學(xué)生通過對作品展示環(huán)節(jié)中采集的聲音數(shù)據(jù)進行分析研討，水到渠成地完成本節(jié)課知識點的教學(xué)；第二，這種設(shè)計有利于突破難點，教師引導(dǎo)學(xué)生分析生活中的噪聲，使學(xué)生理解噪聲含義的相對性，從而突破教學(xué)難點；第三，設(shè)計首尾呼應(yīng)，師生通過共同分析各小組提出的控制噪聲的方法，回應(yīng)新課引入時提出的“可以從哪些方面減小噪聲對馬路邊居民的影響”這一問題；第四，本設(shè)計實現(xiàn)了融入課程思政，利用學(xué)科育人的目的。在活動三中，教師向?qū)W生宣傳《噪聲法》，培養(yǎng)學(xué)生保護自己、關(guān)心他人以及保護環(huán)境的意識，這不僅對課程主題進行了升華，達到學(xué)科育人的效果，而且體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會”的教學(xué)理念，也落實了物理學(xué)應(yīng)與社會發(fā)展相結(jié)合的要求。

2.2.5" 拓展作業(yè)，遷移應(yīng)用

該環(huán)節(jié)屬于作業(yè)布置環(huán)節(jié)，“防噪小屋”優(yōu)化設(shè)計方案如表4所示。課后作業(yè)任務(wù)是對課堂探究活動中制作的“防噪小屋”進行優(yōu)化，該任務(wù)新增了兩點要求：一是價格實惠，由于學(xué)生用的是魔術(shù)貼，所以可以根據(jù)實際情況更換隔（吸）音材料，學(xué)生需要根據(jù)隔（吸）音材料的標(biāo)價，選擇合適的材料；二是美觀，學(xué)生可以利用水彩筆給“防噪小屋”涂上顏色或者畫上圖案。教師將在下一次課上組織學(xué)生展示優(yōu)化后的“防噪小屋”，師生根據(jù)防噪效果、材料價格、色彩、外觀共同對展示作品進行打分。

設(shè)計意圖：首先，作業(yè)布置環(huán)節(jié)能夠幫助學(xué)生鞏固知識，學(xué)生不僅需要利用本節(jié)課所學(xué)的物理知識保證“防噪小屋”的防噪效果，還需要運用長度測量這一新知識對所需粘貼隔音材料的位置進行測量，該過程有利于學(xué)生鞏固和消化所學(xué)的知識，并將知識轉(zhuǎn)化為技能；其次，本次設(shè)計能夠體現(xiàn)STEM教育理念，學(xué)生根據(jù)給出的標(biāo)價運用簡單的數(shù)學(xué)知識計總而言之，本設(shè)計主要體現(xiàn)了真實問題驅(qū)動、工程實踐導(dǎo)向和跨學(xué)科融合三個理念。

3" 總結(jié)與展望

開展跨學(xué)科實踐能夠促使學(xué)生掌握跨學(xué)科知識，幫助學(xué)生提升分析解決問題的綜合能力，為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下基礎(chǔ)。本研究基于一個日常的真實物理問題，進行了初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)設(shè)計。該設(shè)計遵循活動性原則、問題性原則、學(xué)習(xí)性原則。［5］具體來說，本教學(xué)設(shè)計立足于新課教學(xué)，融入跨學(xué)科實踐，圍繞“可以從哪些方面減小噪聲對馬路邊居民的影響”這一真實問題，有層次地展開設(shè)計性活動、制作性活動、展示性活動、評價性活動以及完善性活動等各類實踐活動。相較于傳統(tǒng)教學(xué)，該教學(xué)設(shè)計更有助于提升學(xué)生跨學(xué)科運用知識的能力、分析解決問題的綜合能力、交流協(xié)作能力和團隊意識。

本研究認為，教師在進行初中物理跨學(xué)科實踐的教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點。

第一，基于真實物理問題展開教學(xué)。傳統(tǒng)物理課堂通常以人為加工的物理習(xí)題進行教學(xué)，但真實的問題往往都是復(fù)雜的，與很多因素有關(guān)，不能靠單一學(xué)科知識解決。因此，學(xué)生的問題解決能力只有在真實的問題解決過程中才能得到培養(yǎng)。

第二，將跨學(xué)科實踐和新課教學(xué)相結(jié)合?！读x務(wù)教育課程方案（2022年版）》要求跨學(xué)科實踐占10%的課時［6］，該課時分攤到每個學(xué)期約2～3課時。相較于利用2～3課時集中進行跨學(xué)科實踐這種常見的方式，將跨學(xué)科實踐和新課教學(xué)緊密結(jié)合更易于教師操作，同時更有利于學(xué)生對知識點的理解。

第三，形成產(chǎn)品。在產(chǎn)品制作的過程中自然地涉及技術(shù)、工藝等其他學(xué)科的知識，實際上是使知識情境化，這不僅可以促進學(xué)生對知識的理解，還能發(fā)展學(xué)生的跨學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻

［1］于海波，陳宗成. 初中物理跨學(xué)科實踐的深度理解與教學(xué)實踐——《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》研討系列一 ［J］. 福建教育，2022（19）： 25-27．

［2］荊鵬，侯恕. 初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)的內(nèi)涵、價值與路徑 ［J］. 物理教師，2022，43（10）： 32-36．

［3］［4］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：33-38，34-35．

［5］陳宗成，于海波. 物理跨學(xué)科實踐的活動框架、設(shè)計原則及評價效度——《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》研討系列三 ［J］. 福建教育，2022（32）： 20-24．

［6］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育課程方案（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：11.