以简易热机模型制作为依托的初中物理跨学科教学路径研究

摘要：核心素养导向下，初中物理热机教学存在原理抽象、实践衔接不足的问题。本研究立足人教版九年级物理教材，以简易热机模型制作为载体，构建“理—做—用”的跨学科教学路径，通过拆解原理、分层实践、迁移应用等环节优化教学流程，激活探究效能，实现知识与能力的协同生长，为初中物理核心素养培育提供实践参考。

　　关键词：跨学科教学；简易热机模型；初中物理；教学路径；核心素养

　　一、以“理”为基，铺垫实践根基，唤醒探究

　　（一）拆解教材原理，筑牢理论认知。教材里的原理是实践探究的核心要点，并非零散的文字叙述，而是连接实验逻辑的关键脉络[1]。课堂上对教材原理予以分层剖析，需先梳理其核心内涵，再厘清各要点的关联逻辑，让教材原理不再是孤立的知识点，而是成为后续实践当中能凭借的认知参考，慢慢降低学生对“原理难在实际中落地”的疏离感，为实践探究打造扎实的认知根基。

　　（二）衔接跨学科知识，搭建实践支架。于课堂之上衔接跨学科内容时，应把教材原理作为核心参照点，认准与实践相关联的知识节点，把不同学科的方法和逻辑跟教材内容进行关联。这种衔接并非生硬的拼合，而是使跨学科知识成为实践中的“工具性认知”，助力学生体验知识的互通属性，冲破“学科知识孤立存在”的僵化认知，日渐构建起多维度的认知格局，为后续实践操作搭建起通达的思维与方法支撑点。

　　二、以“做”为径，分层实践探究，生长能力

　　（一）议一议，小组内研讨，设计模型方案。在本节热机模型课研讨阶段，教师先引领学生回顾教材中“热机以内能转化为机械能的方式做功”的核心原理，再抛出“用易拉罐、中性笔、酒精灯等材料怎么实现这一转化”的任务。不采用直接给出方案的方式，教师会提醒各小组就“热源加热工作物质的途径”“蒸汽推动部件运动的途径”两个维度展开研讨[2]。

　　（二）动一动，合作式制作，组装模型部件。合作式制作是把研讨方案落到实处的操作环节，其价值在于让学生在动手操作时进一步强化对教材结构知识的直观认知。在本节热机模型课的制作时段，教师首先提出“参照教材中热机的‘结构协同性’，保证各部件功能匹配”的要求。于整个组装的流程当中，成员们按任务分工对应模型“蒸汽发生、动力输出、支撑固定”的三个模块，既呈现了教材内热机的基础结构逻辑，也在动手配合里弄懂了各部件的协同关联。

　　（三）调一调，互助式探究，优化模型性能。在本节热机模型课进行调试的阶段，教师带领各小组以“模型可否稳定实现能量转化”为核心，依照教材里“影响热机效率的因素”实施优化。好比某小组模型启动完成后，扇叶转动迟缓且持续时长不长，成员起初结合教材提到的“热机的热量损失会降低效率”内容，检查后发现易拉罐密封不严，于是用热熔胶重新把笔管与罐口的缝隙加固了。在这一过程中，学生借助教材知识点把问题定位了，又依靠组间互助拓宽了优化途径，让教材里的理论知识切实成为实践改进的凭借。

　  三、以“用”为标，迁移拓展探究，深化素养

　　（一）生活联结，迁移应用新知。把模型实践产生的新知与生活场景加以联结，是实现教材知识“从课堂延伸到生活”落地的关键，其核心点是使学生体会热机原理在实际生活中的具象体现。在本节课热机模型课的生活衔接环节，教师首先引导学生明确“教材中热机是‘利用内能做功的机械’”这一核心定义，然后提出“寻找生活中与‘内能转机械能’类似情形”的任务。整个实践过程中，学生把模型实践的认知当作纽带，把教材原理拓展到生活场景，切实实现了知识的迁移运用。

　　（二）创新改良，进阶探究效能。创新改良是依托基础模型来实施的，按照教材原理拓展探究深度的环节，其意义在于让学生在进阶实践中加深对热机知识的创造性运用。在本节热机模型课程的创新阶段，教师先把要求讲清楚，以教材里“热机结构优化可提高效率”作为方向，尝试对模型进行功能升级。在这一过程中，学生按照教材知识提出猜想、设计改良方案，既延伸了模型的实践效能，还于创造性探究进程中强化了对热机原理的理解。

　　结语：本研究把教材作为基础、把实践当作途径，采用热机模型开展跨学科教学，达成了知识跟能力的共同成长，该途径进一步强化了学生对热机原理的认知，也拓展了跨学科思维的应用边界，为初中物理具象化、融合性教学的实施提供了可借鉴的实践典范。

文章来源：《安徽科技报》https://www.zzqklm.com/w/qt/35317.html