摘要:在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》背景下,本文評析了2022年全國初中學(xué)業(yè)水平考試試卷中的部分跨學(xué)科試題,思考在初中學(xué)段范疇下跨學(xué)科教學(xué)的新路徑。
關(guān)鍵詞:中考試題;跨學(xué)科;評析與思考
2022年4月,教育部頒發(fā)的《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)》)首次將“跨學(xué)科實踐”列為課程內(nèi)容的組成部分之一,其宗旨在于發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科運用知識的能力、分析和解決問題的綜合能力。[1] 新的《課程標(biāo)準(zhǔn)》不僅帶來了新的教學(xué)要求,也創(chuàng)造了新的考查與評價形式。因此,研究2022年全國初中學(xué)業(yè)水平考試(以下簡稱“中考”)中的跨學(xué)科類試題,具有洞悉考查方式、指導(dǎo)教學(xué)探索的雙重意義。
1物理學(xué)與人文類學(xué)科的跨學(xué)科試題
1.1“物理+語文”跨學(xué)科試題
(2022年長沙中考題)詩詞中常蘊含著物理知識,根據(jù)下列哪句詩能估算出物體運動的速度()。
A. 天臺四萬八千丈B. 坐地日行八萬里
C. 春風(fēng)十里揚州路D. 桃花潭水深千尺
本題以語文古詩詞為素材,考查了學(xué)生對速度概念的理解。要想估算速度,就需要同時明確路程和時間,所以只有選項B“坐地日行八萬里”符合要求。本題融合了古詩詞的文學(xué)性和物理學(xué)的科學(xué)性,對教師今后的教學(xué)有一定的啟發(fā)。試題中融入詩詞,有助于學(xué)生感受中華文化博大精深,并加深對物理概念的理解。
1.2“物理+歷史”跨學(xué)科試題
(2022年山西中考題)如圖所示,是博物館珍藏的古代青銅“魚洗”,注入半盆水后,用雙手搓把手,會發(fā)出嗡嗡聲,盆內(nèi)水花四濺。傳說,眾多“魚洗”聲能匯集成千軍萬馬之勢,曾嚇退數(shù)十里外的敵軍。這反映了我國古代高超的科學(xué)制器技術(shù)。下列分析正確的是()。
A. “水花四濺”說明發(fā)聲的“魚洗”正在振動
B. “魚洗”發(fā)出嗡嗡聲不是由物體振動產(chǎn)生的
C. "“魚洗”發(fā)出的聲音只能靠盆中水傳入人耳
D. 眾多“魚洗”聲匯集改變了聲音的傳播速度
本題以古代文物“魚洗”為背景,考查了“聲”的相關(guān)知識,體現(xiàn)了物理和歷史的跨學(xué)科融合?!棒~洗”發(fā)出的聲音是由“魚洗”振動產(chǎn)生的,并且這一微小振動通過“水花四濺”的現(xiàn)象被放大,故A正確,B錯誤;“魚洗”發(fā)出的聲音通過空氣傳入人耳,故C錯誤;聲音傳播的速度不會因聲音的匯集而改變,故D錯誤。
2物理學(xué)與其他自然類學(xué)科的跨學(xué)科試題
2.1“物理+地理”跨學(xué)科試題
(2022年寧波中考題)如圖所示是一個放置于寧波某地水平地面上的簡易計時模型,圭桿垂直于底盤。下列描述錯誤的是()。
A. 桿影的形成是由于光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播
B. 一天內(nèi),桿影移動是由地球公轉(zhuǎn)造成的
C. 一天內(nèi),正午的桿影最短
D. 該模型依據(jù)桿影的方位計時
本題以我國古代計時器為情境,考查了初中物理和地理的相關(guān)知識。桿影的形成是光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播的結(jié)果,A正確;晝夜流轉(zhuǎn)、時辰變更是地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果,地球公轉(zhuǎn)是造成四季交替的原因,B錯誤;正午時,太陽的天頂角θ幾乎為0°,長度為h的圭桿的影長l=h·tanθ取一天內(nèi)最小值,C正確;該模型是依據(jù)桿影落在底盤不同區(qū)域來判定時間的,D正確。故描述錯誤的選項應(yīng)選B。
2.2“物理+化學(xué)+生物”跨學(xué)科試題
(2022年衡陽中考題)初中各學(xué)科之間有著密切的聯(lián)系,化學(xué)、生物學(xué)中也有物理知識的廣泛運用,下列描述或說法中錯誤的是()。
A. 甲圖中,蒸餾水的制備是利用水的汽化及水蒸氣的液化
B. 乙圖中,向下排空氣法收集氫氣是利用氫氣的密度比空氣的密度大的性質(zhì)
C. 丙圖中,橈骨在肱二頭肌的牽引下繞著肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動,可視為一種杠桿模型
D. 丁圖中,魚主要是利用了尾部和軀干部的擺動與水的相互作用在水中游泳
物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)同屬自然學(xué)科,學(xué)科特點相近,知識聯(lián)系緊密。本題以化學(xué)實驗和生物現(xiàn)象為情境,考查了物態(tài)變化、氣體密度、杠桿、相互作用等物理知識。本題答案為B,由于氫氣的密度比空氣小,所以氫氣進(jìn)入試管后會“浮”在空氣上方,從而將空氣逐漸向下排出試管,最終達(dá)到讓試管內(nèi)集滿較為純凈的氫氣這一實驗?zāi)康摹?/p>
3物理學(xué)與藝術(shù)體育學(xué)科的跨學(xué)科試題
3.1“物理+美術(shù)”跨學(xué)科試題
(2022年福建中考題)豐子愷的書畫簡樸,富有生活氣息,描繪了人與自然和諧共生的美好景象。如圖是他的四幅作品,下列說法中正確的是()。
A. 旭日初升——以旭日為參照物,山是靜止的
B. 齊心協(xié)力——合力的大小可以大于分力之和
C. 牧童騎?!镣艿街С至Φ氖┝ξ矬w是地面
D. 春色滿園——院子里花香四溢,說明分子是運動的
本題將物理學(xué)科與美術(shù)學(xué)科融合,以中國著名藝術(shù)家豐子愷的四幅圖畫為素材,考查了初中物理中運動和力的知識。旭日初升,以旭日為參照物,山是運動的,A錯誤;當(dāng)兩個分力方向相同時,合力最大,此時合力大小恰好等于兩個分力之和,故合力不可能大于兩個分力之和,B錯誤;支持力是接觸力,騎牛的牧童并未與地面接觸,所受的支持力的施力物體應(yīng)該是牛,C錯誤;花香四溢屬于擴散現(xiàn)象,可以說明分子是運動的,D正確。故本題正確答案為D。
3.2“物理+體育”跨學(xué)科試題
(2022年瀘州中考題)第二十四屆“冬奧會”于2022年2月4日至2月20日在北京和張家口成功舉辦。如圖是運動員在本屆“冬奧會”上參加不同比賽項目時的情景,關(guān)于他們比賽時所涉及的物理知識,下列說法中正確的是()。
A. 甲圖:冰刀的刀刃很鋒利是采用減小受力面積的方法來增大對冰面的壓強
B. 乙圖:自由滑雪空中技巧運動員從空中下落的過程中,重力做功越來越慢
C. 丙圖:冰壺被運動員推出后速度逐漸減小,說明了物體的運動需要力來維持
D. 丁圖:花樣滑冰運動員所受的重力與冰面對運動員的支持力是一對相互作用力
體育運動中蘊含很多物理知識。鋒利的冰刀減小了受力面積,增大壓強,從而使冰刀下方的冰更容易熔化成水,在“冰”與“刀”之間形成一層水膜,減小摩擦阻力,A正確;滑雪運動員在下落過程中,重力不變,而豎直方向的速度越來越大,由公式P=Fv可知,重力做功越來越快,B錯誤;冰壺被推出后速度逐漸減小,是因為冰壺受到阻力,這說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而非維持物體運動狀態(tài)的原因,C錯誤;花樣滑冰運動員所受的重力和支持力是一對平衡力,不是相互作用力,D錯誤。本題以冬奧會體育項目為材料,體現(xiàn)了物理來源于生活、應(yīng)用于生活的學(xué)科特點,重在培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會熱點并將物理知識學(xué)以致用的意識。
4對跨學(xué)科教學(xué)的啟示
4.1在物理教學(xué)過程中反芻生物學(xué)、地理知識
初中學(xué)段的生物學(xué)、地理課程始于七年級,兩門學(xué)科中的部分知識需要運用物理原理進(jìn)行解釋。但由于物理學(xué)科開設(shè)時間相較這兩門學(xué)科晚一年,學(xué)生在學(xué)習(xí)兩門學(xué)科時對相關(guān)知識背后的物理原理掌握得并不到位。以江蘇地區(qū)學(xué)生所使用的教材為例,地理課題“降水的變化與分布”[2]涉及物理第二章“水循環(huán)”[3]的相關(guān)知識;生物學(xué)課題“眼和視覺”[4]涉及物理“照相機與眼球視力的矯正”[5]的相關(guān)知識;生物學(xué)實驗“蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快”[6]涉及物理“摩擦力”[7]的相關(guān)知識;生物學(xué)實驗“模擬肺的呼吸”[8]涉及物理“氣體的壓強”[9]的相關(guān)知識等。
因此,在八年級物理教學(xué)過程中,教師應(yīng)當(dāng)有意識地聯(lián)系生物學(xué)、地理中的相關(guān)知識,進(jìn)行物理原理的補位教學(xué)。這樣既能增強學(xué)生跨學(xué)科融合學(xué)習(xí)的意識,也能更好地助力學(xué)生在八年級期末的生物學(xué)、地理的學(xué)業(yè)水平測試。
4.2在物理教學(xué)過程中做好對化學(xué)的銜接
相比初中化學(xué)課程,初中物理課程成為“先行者”。除了本文列舉出的2022年衡陽中考題涉及的物態(tài)變化、氣體密度的應(yīng)用外,化學(xué)學(xué)科中需要用到的物理知識還有很多,如:天平、量筒、溫度計、酒精燈等儀器的使用;利用沸點不同來分離氣體和石油;密度、硬度等眾多物理屬性的概念;分子動理論的初步基礎(chǔ);密閉空間內(nèi)氣體的壓強大小的影響因素等。[10]教師在物理教學(xué)中有意識地做好對化學(xué)的銜接,可以為學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ),產(chǎn)生積極作用。
4.3在物理教學(xué)過程中樹立跨學(xué)科聯(lián)系的意識
“跨學(xué)科”不僅豐富了課程內(nèi)容的形式,也應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生形成主動思維意識。如何培養(yǎng)和發(fā)展主動思維意識,需要教師做好潛移默化的示范和引導(dǎo)。在物理教學(xué)中,教師應(yīng)適當(dāng)多加入一些跨學(xué)科的元素,如古詩古文、歷史文物、美術(shù)作品、體育項目等,將這些豐富多樣的元素切入物理課題。這樣不僅可以體現(xiàn)“從生活走向物理,從物理走向社會”的課程理念,更能夠幫助學(xué)生樹立跨學(xué)科思考的意識,提升跨學(xué)科分析問題的能力。[11]
5總結(jié)
中考不只是選拔,更是一種導(dǎo)向。作為教師,我們不應(yīng)只關(guān)注得分,還要思考變化帶來的啟示。對跨學(xué)科試題的研究,不僅能夠更好地指導(dǎo)教師在《課程標(biāo)準(zhǔn)》背景下的后續(xù)教學(xué)活動,更能夠讓學(xué)生受益,最終實現(xiàn)核心素養(yǎng)的提升。
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**基金項目: "本文系南京市教育科學(xué)規(guī)劃重點課題“指向核心素養(yǎng)培育的初中物理‘新教學(xué)’校本化行動實踐”(課題編號:LZD/2021/23)的階段性研究成果之一。