《义务教育物理课程标准(2022年版)》首次将跨学科实践作为一级主题写入课程内容,如何有效开展跨学科实践学习成为教学实践的一个重要课题。以“电与磁”单元的跨学科实践教学为例,通过“任务群”设计为学生提供跨学科实践活动载体,将学科知识嵌入任务中,以项目的方式促进学生实践能力和问题解决能力的提升,使学生核心素养的培育能真正落到实处,为教师教学提供参考。
(二)依据学科内容选择主题 根据课标与教材内容选择跨学科实践主题是跨学科实践任务群设计的首要任务,而如何确定学习单元,提炼大观念,成为任务群设计的前提。笔者团队通过研究发现,课标中的二级主题是很好的学习单元,如“电与磁”单元,课标的内容见表1。围绕“电与磁”这个单元找到其大观念“电与磁的联系”,即电和磁是不可分割的,电能生磁,磁也能生电。
关于“电与磁”单元,不同版本的教材虽然安排的章节数量不等,但内容呈现的顺序基本一致,都是“磁场—电流的磁效应及应用—电动机—磁生电(发电机)”,见表2。 电动机的制作既需要磁场和电流的磁效应为基础,又要“换向器”技术支持,还是磁生电逆向思维的前提。因此,以“电与磁是相互联系的”大观念统领单元学习,结合物理学史,根据学科内容选择物理学与工程技术相结合的跨学科实践,以“制作一个简易电动机”为主题,设计整个单元的学习。 (三)基于学业要求叙写目标 目标的叙写要凸显“基于学业要求”,首先要研读课程标准中跨学科实践的内容要求和学业要求,明晰教与学的要求,为任务群设计锚定素养目标。目标的叙写要具体描述行为主体要做什么,跟谁一起做,何时何地做,用什么做,做成什么的问题。“电与磁”单元目标叙写如下: (1)通过分析身边的电动器具,发现其动力装置都是电动机;通过组装电动机模型,了解电动机的基本结构,产生对各部件的作用和电动机工作原理的思考,体会结构决定功能的思想。 (2)在问题的驱动之下,分组探究磁体与磁场,探究电流的磁效应,探究电流在磁场中受力运动情况,能选择材料制作简易电动机并进行展评。 (3)在逆向思维的驱动下,探究磁生电的条件,并能利用电动机让二极管发光。 (四)依托项目分解任务并设计评价 物理与工程相结合的跨学科实践往往是以项目为载体的,项目化学习的关键是设计出适合的项目,为“做中学”提供载体。项目化学习的特征之一是可以按照项目管理的方式进行学习过程的管理,在项目设计的时候就要规划好项目的内容、进程、方法与评价。因此设计时要注重项目管理设计和评价调控设计,“电与磁”单元学习的项目管理表见下页表3。 “电与磁”这一学习单元,以“设计并制作一个简易电动机”为项目主题,驱动学习的发生。围绕这一项目,分解出了解生活中的电动机、组装一个电动机模型、提出与电动机相关的问题、探究磁场、探究电流的磁场、制作电动机、探究磁生电的条件等学习任务。