指向大概念的初中物理跨学科微项目式学习设计——以＂寻找鞋印里的嫌疑人＂为例

《物理教师》2026年9月第25~30页刊登文章，作者柴晓丽，东北师范大学教育学部、深圳大学附属光明学校；于海波，东北师范大学教育学部.跨学科项目式学习是课程综合化的重要实践模式．实际开展过程中经常由于课时紧张草草收场，加上缺乏核心概念统领容易变成活动堆砌．以"寻找鞋印里的嫌疑人"为例，围绕大概念设计轻量化的跨学科微项目式学习方案，循着"锚定项目主题，凝练大概念一拆解学习目标，外显大概念一依托问题驱动，激活大概念一设计活动序列，建构大概念一实施综合评价，迁移大概念"的五阶路径，从学科的知识逻辑走向学生的深度理解，培养学生解决"真问题"的核心素养，以期给一线开展跨学科实践的教师提供案例借鉴.本文系2025年度教育部大中小学课程教材研究课题"中小学科学教师跨学科课程实施能力现状评估与提升路径研究"（项目编号：25CA0040）阶段性研究成果．

原文

《义务教育物理课程标准（2022年版）》将"跨学科实践"确立为物理课程的五大一级主题之一，明确"物理学与日常生活""物理学与工程实践""物理学与社会发展"3个核心领域课时不少于总课时量的10%．项目式学习以其突出的问题解决为指向，在帮助学生深入理解概念、提升综合能力方面都显示优势．然而，一个完整的学科项目式学习学程较长，核心概念稍不聚焦就容易成为活动展示堆砌．这让课时紧张、资源有限、升学压力大的一线教师很是犯难．

微项目式学习作为一种轻量化的项目式学习，在不增加课时的前提下，通过聚焦核心概念编辑结构化的学习序列来实现课程知识向核心素养转化，更方便一线教师灵活设计跨学科教学活动．本文以人教版初中物理教材8年级下册第9章第1节"压强"为基础，设计"寻找鞋印里的嫌疑人"习得型微项目，本着"概念理解深耕"和"问题解决落地"双线并行的思路，循着"锚定项目主题，凝练大概念一拆解学习目标，外显大概念一依托问题驱动，激活大概念一设计活动序列，建构大概念一实施综合评价，迁移大概念"的五阶路径开展探讨．

1  锚定项目主题，凝练大概念

1.1  锚定项目主题

项目主题是课程设计的起点，既是学生学习的"黏合剂"，又是"催化剂"．从课标教材的要求、社会生活的诉求和学生发展的需求几个方面来确定项目主题．

课标教材的要求.《义务教育物理课程标准(2022年版）》对"压强"的内容要求：（2.2.7）"通过实验，理解压强．知道增大和减小压强的方法，并了解其在生产生活中的应用（例8估测自己站立时对地面的压强）."学业要求："能基于观察和实验，提出与运动和力有关的科学探究问题，能运用知识解决日常生活中的有关问题，能在解释自然现象和解决实际问题时引用证据，形成初步的运动和相互作用观念，体会物理学对人类生活和社会发展的影响．"《义务教育科学课程标准（2022年版）》也提出："探究运动与相互作用的关系，有助于学生形成系统与模型等跨学科概念．"人教版初中物理教材在"压强"单元的编排，按照压强、液体压强、大气压强逐次加深的思路依次展开，凸显压强概念的核心作用．课后习题即是用"鞋印"估测人站立时对地面的压强．基于此，笔者确定用"鞋印"作为压强学习的主题方向．

社会生活的诉求．与遗留痕迹相关的场景，在日常生活和普法宣传中普遍存在，鞋印作为现场最易留存、最具辨识度的客观物证，是基层治安排查、邻里纠纷厘清、小型案件溯源的关键线索．校园里正处于价值观和世界观塑造关键期的青少年，能够从鞋印寻找到嫌疑人，既贴近现实生活场景，又契合大众维护自身生活秩序与安全环境的普遍心理，还培养学生的逻辑思维和增强学生的法治意识，具备扎实的社会生活立意根基．

学生发展的需求．在知识结构上，学生有力、重力、弹力、二力平衡等力学基础，会进行基本的受力分析，对控制变量法、转换法、比值定义法等研究方法有一定认识，也存在对性质力与效果力区分不开，把课堂知识迁移到生活情境的能力不足，用数量关系表达实验规律的意识薄弱的状况．在思维方式上，抽象逻辑逐步占据主导，正从经验型往理论型转变，希望在生活实践里建立起抽象的理论认识．在学习动机上，当课程内容与日常生活密切相关时，表现出更持久的学习兴趣与情感投入，加以挑战性的现实问题为锚点，更加能够增强学生的情境参与感.

据此，本文确定项目主题为"寻找鞋印里的嫌疑人"，设置如下真实情境：某日傍晚，学校四楼的科学实验田遭到破坏．现场无监控，光线昏暗，只留下一枚鞋印，如图1所示，管理员一筹莫展之际，一位细心的同学提出，能否通过鞋印找到嫌疑人？这一真实情境的设置，学生不再是教室里而只会被动接受的听众，而被赋予"使命感"的侦探角色．解决问题所需的学科知识有一定的挑战性．如此发挥所学做一件对他人和集体有益的事情就让项目学习旅程变得"有意思、有意义、有可能"，很好地启动了学生的自我系统．

1.2  凝练大概念

现实中的各种现象都是多因素相互作用的系统，模型是对现实系统的简化及表征．压强把压力与受力面积的复杂关系，抽象成简洁的比值定义，属于模型化的定量描述工具．分析压强问题时，不管是探究压力作用效果的影响因素，还是解释液体内部压强规律，都要求学生将研究对象视为多要素相互作用的系统．结合项目主题情境，本文将"科学知识建立在可检验的证据之上，通过观察、实验和逻辑推理不断修正，最终服务于真实问题的解决"作为上位的科技哲学，以"系统与模型"这一跨学科大概念来统整整个项目，形成从知识到概念的进阶图（如图2所示）.

2  拆解学习目标，外显大概念

依据 KUDB 学习目标模式从知道（ Know ）一理解（Understand ）一做（ Do ）一成为（ Be )4个不断深化到的维度，将代表专家思维的抽象大概念转变成有梯度设计的学生行为，从4个角度呈现学生的预期学习成果．本项目学习目标设计如表1所示．

3  依托问题驱动，激活大概念

围绕项目主题"寻找鞋印里的嫌疑人"，本文设计了驱动问题和子问题、体现从现象到本质、从具体到抽象、从简单到复杂的认知逻辑，如图3所示．从在实验田发现鞋印出发到运用跨学科知识完成嫌疑人的侦破，这些问题彼此联系形成逻辑链条，带动学生思维往概念深层走，在问题解决中习得知识、理解概念、迁移应用．

4  设计活动序列，建构大概念

学生学概念不能只靠教师讲授，要在实践活动里自主完成建构．本项目采用"证据留存一数据调查一概念建构一推理应用一综合复盘"5个环节依次推进（如表2所示），大概念是所有环节的核心．

5  实施综合评价，迁移大概念

本文参照 KUDB 学习目标模式，从教一学一评一致性的要求搭建评价体系（如表3所示），从4个维度诊断检验学生的概念理解深度和迁移应用水平，涵盖概念测试、表现性评价量规、学习日志、作品分析等形式，力求全面呈现学生概念建构的真实情况，知识检测如图4所示．表现性评价量规如表4所示．

6  实践反思与讨论

6.1  实施成效

8年级36名学生参与了此次微项目实践，借助前后测对比、课堂观察、学生访谈与作品分析，有以下变化．

学生对压强概念的理解深度有了明显提升．测试初期，64％的学生可以准确写出压强公式，不过能够讲清楚鞋印深浅和压强之间关系，并能区分的只有19%，表明学生在公式记忆和概念理解之间存在明显落差．教学结束后，能够准确区分压强大小和下陷程度之间关系的学生比例上升到了86%，显现出学生已经不是单纯记住公式，而是把握住了压强概念的核心内涵．

学生建模意识初步形成，83％的小组在汇报中提到了模型适用条件与误差来源．某小组指出其模型假设土壤硬度均匀，而实际浇注时发现不同位置土壤干湿存在差异，据此推断结果应为一个范围而非精确数值．这种认识体现了对模型概念的初步理解．

学生学习主动性提升比较大，任务驱动设计让学生探究的热情高涨．部分小组在午休时间还在反复打磨石膏模型，是为了让鞋印纹路更清楚．有的小组多次测量鞋印面积来减少误差，2/3小组主动把误差分析和改进建议写进最终报告，超过90％的学生在课后访谈中表明愿意再参加这类活动．

跨学科思维开始显现，在描绘嫌疑人画像环节，超过八成的小组能够综合运用物理、数学、心理等不同领域的证据开展推理分析，有学生提到，以前觉得物理只是做题，现在发现物理可以用来破案，还要结合数学测量和心理分析，感觉这门学科真正变"活"了．

6.2  关键成功要素

大概念的连接作用难以替代．没有"压强"联结，鞋印制作、面积测量就是分散的操作；没有"系统与模型"把握方向，学生可能只会机械代入公式，不去思考模型边界．正是这两个概念把动手和动脑真正连到一起，让学生从表面现象深人到内在原理，与此同时，此微项目只用2个课时，概念不能贪多，守住核心才能层层递进形成比较深入的理解．

问题链能够起到概念活化的催化作用、鞋印深浅与什么因素有关，面积比和体重比在什么条件下才能相等，沙地与水泥地鞋印差异原因，海绵和木板哪个压强大．这些提问都在推动学生往概念深处走．学生不是被动接受概念定义，而是在主动追问中逐步接近概念本质．评价前置，标准公开透明．项目在启动前就将评价量规展示给学生，让他们清楚什么样的表现才算好．评价的功能也从最后的判定转变为过程的指引．

反思环节不可或缺．项目最后的综合复盘和质询，让学生有机会审视自己的推理漏洞．有学生坦言："开始觉得自己推的体重很准，后来别人一问'土壤湿度不考虑吗'，才发现模型有问题，"这种认知冲突，正是深度学习发生的标志．要给反思留出足够时间，学生得有时间去反思观察和抽象概括，消化自己的思维过程．

7  结语

跨学科微项目学习借助大概念这一载体，使"压强"脱离了书本公式的局限，成为学生分析现实世界的思维工具，同时也让"系统与模型"从口号变成学生处理复杂问题时主动采用的思考模式．学生在完成模型制作、数据测量、体重计算、画像绘制的过程中，实现了从做题向做事、从解题向解决问题的转化．

参考文献：

1  中华人民共和国教育部，义务教育物理课程标准（2022年版）[ S ]．北京：北京师范大学出版社，2022.

2  张亚明．跨学科实践学习目标的确立路径［]]．物理教师，2025,46(7):6-10,24.

3  张嘉．跨学科主题学习活动逆向设计之路径述析——以"自制乐器"为例［]]．物理教师，2025,46(4):12-15.

4  赵晨阳，吴海锋．指向科学跨学科概念的微项目化学习——以"探究鸟适于飞行的特点，创新设计仿生飞行器"为例［]]．生物学教学，2026,51(3):95-98.

5  徐会强，刘林．初中物理跨学科主题学习中表现性评价的实施［]]．物理教师，2025,46(9):19-22,28.

（收稿日期：2026-04-08)

学习随想

跨学科实践的落实从专门课时跨度大，到将主题融入到单元各节教学中，再到渗透到每一节课中的小实践活动，引导学生通过物理学习解决实际问题，培养学生必备品质和关键能力，落实核心素养，实现立德树人目标。

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