基于跨学科实践视角的五个版本初中物理新教材内容比较研究——以八年级上册为例

【原文】

《中学物理教与学》2025年9月第23~27页转载文章。   

【教材分析】基于跨学科实践视角的五个版本初中物理新教材内容比较研究——以八年级上册为例

作者：刘家玮、许桂清

【摘要】针对人教版、北师大版、苏科版、教科版、沪粤版5版初中物理八年级上册新教材，从活动主题、学习环节和跨学科素养三个维度对其中的跨学科实践内容进行了比较研究。结果显示，不同版本的教材在跨学科内容的整合、学习环节及跨学科素养培养方面展现出既有的普遍特征，也呈现出个性差异。基于对比结果提出教学建议：跨学科实践主题应做到"跨中有联"，跨学科实践应体现学习环节的整体性，应重视提升"实验探究"的跨学科素养。

【关键词】跨学科实践；初中物理新教材；比较研究

在《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称"新课标"）中，跨学科实践作为一级主题的首次引入，标志着教育领域对跨学科整合与实践能力培养的重视，更顺应了教育改革致力于培养具有核心素养和跨学科能力的公民的要求。理解新课标中提出的跨学科实践，应基于立足本学科而跨出本学科的视角，以真实情境的任务为起点，以解决真实问题为目标，培养学生的实践操作能力和创新能力。教材作为最重要的教学资源，有必要对其中的跨学科实践内容予以深入研读与剖析。

2024年9月，新版初中物理教材正式投入使用，跨学科实践主题作为一项重要的新增内容，出现在部分章节的章末，为师生开展跨学科实践学习提供了丰富的资源和宝贵的指导。本研究选取人教版、北师大版、苏科版、教科版、沪粤版初中物理八年级上册新教材为研究对象，通过比较分析深入探讨各版本新教材在章末跨学科实践内容的异同点，以期能够综合不同版本教材的长处，为教师和学生开展跨学科实践提供建议和参考。

一、研究设计

（一）研究对象

以2024年秋季出版的人教版、北师大版、苏科版、教科版、沪粤版5版初中物理八年级上册新教材中的跨学科实践活动为研究象，对各版本新教材中对应的活动名称、所在章节和数量统计汇总如下表1所示。

各版教材均设置了3~6个跨学科实践专题活动，是本次新版教材的一大创新点，呼应了跨学科的课标导向，也彰显了我国教育改革的前瞻性与创新性。从总体数量上看，不同版本教材存在一定的差异。在实际应用中，可根据学校情况综合不同版本教材的跨学科实践活动灵活开展。

（二）跨学科实践比较框架

在综合考量现有研究的基础上，本研究建立了一个多维度的跨学科实践活动内容比较框架，涵盖了活动主题、学习环节和跨学科素养三个关键维度，为教材中的跨学科实践活动内容的分析比较提供一种结构化、系统化的视角。框架结构如下表2所示。

参照新课标中对跨学科实践的三个二级主题的界定,"活动主题"维度分别包含物理学与日常生活、物理学与工程实践、物理学与社会发展三个方面的内容。

"学习环节"维度涵盖了提出问题、设计方案、收集证据、动手制作、解释交流五个方面的内容。维度分类源于新课标中对跨学科实践的"学业要求"。根据"学业要求"中的指导原则，跨学科实践任务应全面考虑并均衡提出问题、设计方案、收集证据、动手制作、解释交流五个方面，有针对性地发展和培养学生问题发现、创新思维、实践操作、信息收集与处理、沟通协作等多方面的能力。

"跨学科素养"维度包含多维分析、实验探究、科学论证和知识整合四个素养。基于研究者宋歌在博士论文中提出的跨学科素养（ Interdisciplinary Compe - tence in Science Education , ICSE ）测评框架，评价当前跨学科实践任务考查的跨学科素养，以期更准确地把握跨学科实践任务在学生学习过程中的能力发展情况。

二、结果与讨论

（一）"活动主题"比较

针对"活动主题"维度，统计5版初中物理八年级上册新教材涉及不同主题内容的数量，如表3所示。

需要说明的是，在跨学科主题内容统计时，部分活动涉及两个或三个不同的主题，所以数量上可能多于教材中出现的活动主题总数。

例如，以人教版跨学科实践活动"制作望远镜"为例，该活动在导入部分，与科学家运用天文望远镜探索宇宙的"社会发展主题"紧密相连，同时活动实施部分也与学生在校园中利用自制望远镜观察"日常生活主题"息息相关。又如，在沪粤版"探究二极管的单向导电性"跨学科实践活动中，其主题内容不仅涵盖了晶体二极管在日常生活应用中的实际案例，还从实验的角度探讨了其在工程实践中的导电特性，并进一步分析了对社会发展的深远影响。以上案例也提醒我们，不能将三个跨学科实践活动主题过于独立和割裂，适当地融合才更彰显综合之要义。

进一步审视三个主题内容各自的总数发现，5版新教材跨学科实践活动涉及"物理学与日常生活"的主题数量最多，总计17个，甚至超过了另外两个主题数量之和。例如，在实施"物态变化"跨学科实践任务时，各版新教材均利用了涉及日常生活的厨房、冰箱、水循环和热岛效应等情境背景实施跨学科实践任务。这也较好地促使学生认识到生活处处皆物理，同时兼顾到跨学科实践任务资源获取的便利性。

也需要看到，新教材在将跨学科内容与工程实践、社会发展相结合方面的编排偏少，这可能考虑到八年级上的学生对工程实践、社会发展了解偏少的因素。但从培养学生的视角审视，学生在教材正文中对生活相关应用的了解总体也是较多的，因此，通过跨学科实践适当深入体验工程、社会相关项目，可以较好地弥补学生的短板，在实际实施中可以考虑适当增加相应的引导。

（二）"学习环节"比较

针对"学习环节"维度，表4的统计数据显示，5版新教材在跨学科实践内容中基本实现了各个学习环节的全面覆盖。

值得注意的是，所有版本新教材对"提出问题"和"收集证据"给予了相对较多的关注。例如，沪粤版在热岛效应原因调查的跨学科实践任务中，先介绍了热岛效应的概念，而后结合这个概念抛出问题：你所在地区夏天的热岛效应明显吗？产生这一现象的主要原因是什么？如何在一定程度上缓解当地的热岛效应？这种提出问题的设计，较好地启发了学生，问题的提出未必都是从生活现象或实验观察中得到的，也可以是阅读相关科技信息时获得，要有意识地将所阅读的科技文献相关内容与自己的实际生活联系起来，主动去发现和提出问题。

综合审视不同版本新教材各环节的统计数据发现，部分教材在个别跨学科"学习环节"的安排上偏少。例如，北师大版"解释交流"环节的安排较少，苏科版"设计方案"环节的安排较少，沪粤版"动手制作"环节的安排较少。而对于上述三个环节，其他版本教材的一些设计值得在教学实践中借鉴。

例如，沪粤版在各个跨学科任务中均设置了"方案制订与实施"环节、通过将任务拆解为一系列子活动的形式，引导学生制订实施方案。苏科版则在每一个任务末尾均设置"交流与评价"环节来引导学生通过方案解释、互动交流等形式进行评价总结，促进学生理解、掌握跨学科知识。因此，在具体实施跨学科实践过程中，可以在不同版本教材比较的基础上综合借鉴，优化"学习环节"结构，实现内容质量上的进一步提升。

（三）"跨学科素养"比较

针对"跨学科素养"维度，笔者梳理了跨学科实践相关文献）和"跨学科素养"的相关内涵］后，归纳了"跨学科素养"的内涵，如表5所示。基于表5对五版新教材进行统计（表6)，结果显示整体上各版新教材的跨学科实践活动普遍覆盖了多个跨学科素养。

各版新教材大多数的跨学科实践活动，均较好地兼顾了不同的跨学科素养。例如，人教版跨学科活动"制作望远镜"在内容涉及上凸显了多种跨学科素养：在"多维分析"方面，该活动要求学生从基本原理、应用场景和器材选用等不同维度对即将制作的望远镜展开全面构思；在"实验探究"方面，引导学生思考与探究望远镜的基本原理，进而了解物镜和目镜的作用，在知其所以然的基础上，选择合适焦距和直径的凸透镜；在"科学论证"方面，学生通过调试望远镜观测到的像来验证前面提出的原理；在"知识整合"角度，通过展示交流不同学生所采用的跨学科制作方案、制作困难，并基于同学互评等方法，促进学生进一步完善和整合望远镜的制作方案。综上，该活动在任务设计上针对跨学科素养形成"多维分析一实验探究一科学论证﹣知识整合"的培养闭环，也为广大教师开展跨学科实践指导提供了教学指引。

三、教学建议

基于上述对5版初中物理新教材的比较研究，为后续在实际教学中更好地使用新教材开展跨学科实践，提出以下若干教学建议供广大一线教师参考。

（一）跨学科实践主题应做到"跨中有联"

前文关于不同版本教材中跨学科实践主题的统计分析，启示我们：

第一，在实际物理教学中开展不同专题的跨学科实践时，不能过于机械地只强调新课标提出的"物理学与日常生活""物理学与工程实践"和"物理学与社会发展"三个主题中的一个，可以参考部分新教材中展现的将不同主题有机关联整合的有效做法，让学生得以打开更加开阔的视野，培育更加全面的综合思维。

第二，适当增设和加强工程实践、社会发展这两个主题的跨学科实践内容。前文的统计显示，这两个主题的跨学科实践内容相对偏少，有必要适当增加。例如，在人教版"探索厨房中的物态变化问题"主题中，可以引导学生了解厨房烹饪工具的升级换代与发展变化，感悟物理对社会发展的贡献；可以引导学生思考在工厂中是如何大批量速冻饺子的，了解物理学与工程技术的紧密关联。

此外，尽管物理新教材的跨学科实践任务仍以物理学科的范畴为主，但我们仍应当秉持一种开放包容的心态，跨出物理学科的知识本位，通过各学科和各学段的接触，螺旋式上升和深化学生的跨学科概念，实现"跨中有联"的目标。例如，在教科版跨学科实践任务"眼睛"中，引导学生认识生物学上有关眼睛的生理结构特点，在此基础上结合物理原理探究近视眼的成因，并制作"护眼行动"宣传方案。由此，很好地搭建了物理学科与其他学科交叉融合的桥梁，收获更为丰富、更具实践意义的成果。

（二）跨学科实践应适当体现学习环节的整体性

前文关于"学习环节"的新教材跨学科实践内容统计分析，启发我们：在设计跨学科实践任务时，应均衡关注"提出问题""设计方案""收集证据""动手制作"和"解释交流"多个教学环节重点，以促进学生能力的全面协调发展。部分教材跨学科实践可能缺少部分学习环节的呈现，可以考虑适当予以补充与完善。

例如，在人教版"制作隔音房间模型"的跨学科任务中，目前教材中没有明确地呈现"设计方案"环节，也没有让学生分享与交流各自的设计方案。因此，在实际实施时，可以让每个实践小组在"动手制作"环节之前加入"设计方案"的操作，让学生学会用理论指导实践，而不是一味地盲目试错。在"解释交流"环节，除了交流各自的隔音房间模型之外，建议也可以展示各自设计的方案文本，为后续跨学科实践任务的开展提供示范与参考。由此，通过适当补充学习环节，帮助学生得到更全面、充分的跨学科实践体验。

（三）重视提升"实验探究"跨学科素养

前文关于"跨学科素养"的新教材跨学科实践内容统计分析，启示我们：不能将跨学科实践简单等同于手工制作或社会调查，不能忽视其中彰显物理学科特色的"实验探究"素养。部分教材跨学科实践内容中没有强调实验探究，建议可以通过增设探究任务单等形式实现实验探究的显化，提升动手制作或社会调查过程中源自物理理论的指引，进而发展高阶科学思维。

例如，泸粤版在"关于社区噪声污染控制的建议"的跨学科实践活动中，主要侧重让学生走访调查住处附近的噪声污染情况，建议可以整合人教版"制作隔音房间模型"中提到的实验探究，引导学生设计实验方案探究生活中常见的不同材料的隔音性能，进而为降低住处噪声提供来自物理视角的优化方案，从而凸显"物理＋"的跨学科实践特色。

参考文献：

[1］李瑞雪，王健．美国科学课程中的跨学科概念：演进、实践及启示［ J ]．外国教育研究，2021,48(4):102-117.

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[3］宋歌．科学教育中的跨学科素养测评框架建构及应用研究［ d ]．上海：华东师范大学，2019.

[4］张玉华．核心素养视域下跨学科学习的内涵认识与实践路径［]]．上海教育科研，2022(5):57-63.

[5］汤晨毅．科学教育中的"跨学科"与跨学科概念［ J ].物理教学，2024,46(2):2-4.

【作者简介】刘家玮（2001-)，男，华南师范大学物理学院硕士研究生，主要从事物理课程与教学论研究；许桂清（通讯作者）(1982-)，男，华南师范大学物理学院，中小学物理教材国家教材建设重点研究基地，副教授，主要从事物理课程与教学论研究。

【原文出处】《物理教学探讨》（重庆）,2025.4.22~26

【基金项目】广东省新师范建设教改课题"基于高师﹣中学联动教研的高中物理教学改革研究与实践"。

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