【原】【发表论文】基于跨学科主题学习的循证探究教学——2024年烟台中考物理第22题研读赏析与教学启示

【引用信息】曲曙光，潘书朋.基于跨学科主题学习的循证探究教学——2024年烟台中考物理第22题研读赏析与教学启示[J].中学物理，2025（08）：50-54.

基于跨学科主题学习的循证探究教学

——2024年烟台中考物理第22题

研读赏析与教学启示

   山东省烟台市教育科学研究院

（264000） 曲曙光      

山东省莱州市玉皇中学

（261400） 潘书朋 

摘 要：“跨学科实践 眼睛和眼镜”是2024年义务教育鲁科版八年级物理上册第三章光现象的最后一节的内容。在研读赏析2024年烟台中考物理第22题的基础上，遵循课程标准的要求，笔者尝试将本跨学科主题学习划分为三个主题（主题一：眼睛视物原理；主题二：近视眼的现状调查；主题三：近视眼和远视眼的成因与矫正），每个主题以“真实情境、探究实践、交流评估”三大环节展开循证探究，遵循学生认知规律创新设计的主题学习活动，以期得到同行和专家们的指导帮助。

关键词：核心素养；循证教学；烟台中考；跨学科主题学习；创新设计

基金项目：2023年山东省教育科学规划课题《基于大数据的中学物理区域循证教研模式研究》（课题编号：2023ZC123）。

   

“跨学科实践 眼睛和眼镜”是2024年义务教育鲁科版八年级物理上册第三章光现象的最后一节的内容。这是由上一版教材中的第四章第四节“眼睛和眼镜”一节改编成的探究类和调查类相结合的跨学科实践课程。眼睛是一个复杂的凸透镜成像系统，但其基本原理和规律与凸透镜成像规律相同。笔者在研读赏析2024年烟台中考物理第22题的基础上，遵循课程标准的要求，尝试将鲁科版“跨学科实践 眼睛和眼镜”进行循证探究，在解决真实问题的过程中，通过小组合作循证探究，既培养了学生的证据意识，又在循证实践中有机融合了生物、语文、工程实践、日程生活等学科内容，提升了学生的综合素养^[1]。

1 中考真题

题目：（2024·烟台中考） 在以《眼睛和眼镜》为主题的跨学科实践活动中：

（1）学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造，把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。

（2）在探究近视眼和远视眼成因与矫正的主题实践中，该小组利用橡皮膜和注射器制作了水透镜来模拟眼睛的晶状体，打开夹子，通过注射器向橡皮膜中注水或抽水，来改变橡皮膜凸起的程度，如图甲所示。具体操作如下：

①将蜡烛、水透镜和光屏依次摆放在水平光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、水透镜和光屏三者的中心在______^[2]；

②将蜡烛放在离水透镜较远的位置，移动光屏，直到屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示，记下此时光屏所在的位置；

③用注射器向水透镜里加适量的水，水透镜对光的偏折能力变______，此时屏上的像变得模糊，这是模拟近视眼看远处物体的情况。将光屏慢慢靠近水透镜，直到光屏上出现清晰的像，这说明近视眼所成的像在视网膜的______；

④将光屏移回原来标记的位置，选择不同的眼镜在烛焰和水透镜之间前后移动，直到光屏上出现清晰的像，如图丙所示，这说明矫正近视眼应配戴______透镜^[2]；

⑤从水透镜里向外抽取适量的水，再次实验，探究远视眼的成因和矫正。

（3）眼睛是心灵的窗户，我们要增强保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。请写出一条预防近视的措施。____

1.1命题立意：本试题注重科学探究和跨学科实践活动，体现核心素养立意，确保准确考查学生对以物理为主的多学科内容的理解程度和学生核心素养的发展状况。试题命制反映物理、生物、科学等多学科本质，重视科学内容在真实情境中的应用。试题设计能展示学生思维过程的问题；试题设计便于探究和实践的任务，让学生运用所学的多学科知识融合解决遇到的真实问题。

1.2情境与设问：本试题以同学们熟悉的生活情境“眼睛和眼镜”为背景，基于真实、复杂的问题情境，依据学科与学科间、学科与生活间探究关联点，生成探究主题、确定探究目标。聚焦探究目标设计驱动性任务，开展持续的教学评一致性活动^[2]——主题1：类比照相机与眼睛的结构；主题2：利用水透镜探究近视眼与远视眼成因与矫正；主题3：写出预防近视的措施。命题综合评估学生对驱动性任务的深度理解，学生学科基础和跨学科体验，外显学生的跨学科主题学习成果^[2]。

1.3思维与能力：创造力和创业精神成为信息时代的最高核心素养之一，为促进人的创造力创业精神的发展，“跨学科学习”成为世界中小学和大学教育改革的重要内容和发展趋势之一。我国当前基础教育课程改革的根本任务是构建信息时代的课程体系，走向“跨学科学习”是本次课程改革的重点与“亮点”，重构课程体系是今日课程改革的关键^[2]。本题要求聚焦于培养学生在真实情境中解决复杂问题的高阶能力，也就是培养学生可普遍迁移的正确价值观、必备品格和关键能力，让课程走向创造化，学生通过创造和再创造知识而学习知识^[3]。

1.4原创与创新：命题是在解读2022年版义务教育课程方案以及物理、生物、科学等学科课程标准的基础上，以物理生物跨学科实践融合学生自主创新实验为例，尝试进行“基于课程标准的跨学科主题学习设计与评价研究”。在跨学科主题学习中，将物理实验与生物实验融合的重要性凸显出来，积极输入学科知识点交叉的观念，统筹物理实验和生物实验融合的内容、过程，最大限度地提高物理与生物融合学生自主创新实验的实效性，全面提升学生的科学素养^[2]。

1.5教学导向：在教学中要强化课程的综合育人价值，大力倡导跨学科学习，有效培养学生在真实情境中解决复杂问题的能力，是义务教育新课程的显著特点。跨学科主题学习活动要围绕“跨学科概念”进行科学设计与实施，让学生真正走向深度学习，形成可迁移的“跨学科理解”，体验“创中学”的乐趣^[4]。

        

2 循证探究

2.1教学目标

在义务教育物理课程标准一级主题“运动和相互作用”中要求：“了解人眼成像的原理，了解近视和远视眼的成因与矫正办法。具有保护视力的意识。^[5]”在一级主题“实验探究”活动建议中要求：“用可变焦距的眼睛模型，演示并说明近视眼、远视眼看不清物体的原因。^[5]”在一级主题“跨学科实践”中课标要求：“能运用所学知识分析日常生活中的安全问题，提出解决方案，践行安全与健康生活。^[6]”为此，“跨学科实践 眼睛和眼镜”一节制订如下的教学目标：

（1）通过展示眼睛实物模型等方式，了解眼睛的结构和功能。知道眼睛的视物原理。了解近视眼、远视眼等常见的眼科疾病。知道眼镜的种类、制作眼镜的材料和眼镜的度数，了解配眼镜的流程，学会正确的佩戴眼镜。

（2）通过自制教具水透镜模型模晶状体，体验人眼在正常视力、近视和远视情况下看物体时晶状体的变化。

（3）通过实验探究，模拟近视眼和远视眼，分析近视眼、远视眼的形成原因和矫正方法，培养学生的观察能力和综合分析能力。

（4）通过对学校学生近视率调查，撰写调查报告单，知道近视的危害，形成保护视力、科学用眼的好习惯。

2.2实施建议

眼睛和眼镜与我们的生活紧密相连，选取“眼睛和眼镜”这一节跨学科实践，充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的发展理念。笔者尝试将本跨学科主题学习划分为三个主题（主题一：眼睛视物原理；主题二：近视眼的现状调查；主题三：近视眼和远视眼的成因与矫正），每个主题以“真实情境、探究实践、交流评估”三大环节展开循证探究。通过情境问题引出任务与要求，探究实践主要呈现实践活动的路线图（图1），涵盖设计调研活动方案，确立调研活动内容，论证产品原理和工具与材料；整理调查证据和材料，撰写调查报告，制作物化产品。

“眼睛和眼镜”跨学科实践活动主要建立在学生对凸透镜成像规律已掌握的基础上，对近视眼的成因和矫正的进一步的探究，通过“课下＋课上”相结合的方式，逐步推进。建议实践活动的实施分3课时完成，其中每一个主题为一个课时。今以每个主题的“探究实践”环节为例，具体阐述如何“基于循证视域下进行主题学习活动的创新设计”，以期得到同行和专家们的指导和帮助。

主题一：眼睛视物原理

循证1搜集有关描写眼睛的诗词语句。查找有关描写眼睛的文章，与同学们交流分享。例如：抬望眼、仰天长啸，壮怀激烈；雄兔脚扑朔，雌兔眼迷离；泉眼无声惜细流,树阴照水爱晴柔；乱花渐欲迷人眼,浅草才能没马蹄；执手相看泪眼，竟无语凝噎；不畏浮云遮望眼，自缘身在最高层等等，结合优美的古诗词，感受诗歌中的美，通过眼睛去读懂一个人的内心，通过眼睛认识世界，了解眼睛的重要性，为接下来认识眼睛的结构及功能做好铺垫。 

循证2观察眼睛的结构，了解眼睛的功能。展示眼睛和照相机的模型，找出眼睛的结构和每个结构对应的照相机的元件，了解它们的功能，如角膜晶状体共同作用相当于凸透镜，睫状体的作用是调节晶状体的厚度，瞳孔相当于光圈，视网膜相当于底片。学生理解容易，能够很好地突破思维障碍。

循证3探究眼睛视物的原理。建议选择一个 F光源，光具座、光屏和多个不同焦距的凸透镜，模拟人眼看清近处和远处的物体。首先让 F光源靠近凸透镜，移动光屏，直到在光屏上呈现一个清晰的像。这相当于我们现在看清楚近处的物体了。然后将 F光源远离凸透镜，光屏上的像变得模糊了。如果我们要想在光屏上再次呈现清晰的像，也就是人眼是如何调节的从而看清远处物体。教学中可以建议小组讨论一下有几种方法。学生很容易能确定出改变透镜焦距，使像又变得清楚了，因为晶状体到视网膜之间的距离基本上是不变的。对于有条件的学校建议可以利用虚拟实验室，凸透镜的焦距参数可调，可以随意更改凸透镜焦距，省去更换透镜，简单易操作。另外也可以利用注射器和装水的塑料袋自做可调焦的凸透镜效果也很好。

循证4探究眼睛的明视距离。介绍眼睛是如何看清远处和近处物体，让学生动手测量，看书上的字测自己的明视距离，并列表和其他同学比较一下正常眼、近视眼明视距离是否相同。

循证5视觉暂留。查阅资料了解视觉暂留现象。动手操作，体验观看动画片。具体的操作方法为：先找一个页数较多的硬皮本子，然后在每一页边缘处绘制简笔画，要确保前后页的简笔画内容连续，并且变化不大，最后翻动本子，我们就看到连续的动画内容了。

主题二：近视的现状调查

循证1统计与调查。统计你所在的班级同学们的近视情况及眼镜度数，分别用柱形图和饼图展示统计结果。撰写一份关于青少年近视问题的调查报告，了解近视的危害。调查前要设计调查问卷，划分小组，做好任务分工，利用课外活动时间到各班进行问卷调查，然后算出年级近视眼发病率，汇总导致近视的原因，综合全校数据，绘制柱形图和饼图展示统计结果，最后撰写调查报告单。

主题三：近视眼和远视眼的成因和矫正

循证1利用水透镜探究近视眼和远视眼的成因和矫正。在探究近视眼和远视眼的成因和矫正时，我们可以利用教材提供的方案进行，有条件的学校也可以水透镜来进行探究。用水制作的凸透镜，通过注射器往水凸透镜中注水或吸出水，可以控制水凸透镜厚薄变化，从而改变水凸透镜对光的偏折能力。操作建议如下：

（1）将蜡烛、水凸透镜（相当于晶状体）、光屏（相当于视网膜）依次摆放在光具座上，如图2所示，点燃蜡烛，使烛焰、透镜和光屏三者中心在同一高度。

（2）将蜡烛放在离水凸透镜较远的位置，移动光屏直到屏上出现烛焰清晰的像，记下此时光屏所在的位置^[2]。

（3）用注射器往水凸透镜里加适量水，观察透镜形状变化，此时屏上的像变得模糊，移动光屏，找到像所在的位置，观察光屏是靠近还是远离了透镜。

（4）将光屏移动回原来的位置，在烛焰和水凸透镜之间，选择一副眼镜，前后移动，直到光屏上出现清晰的像，分析光屏与透镜距离的变化。

（5）从水凸透镜里往外抽取适量水，重复以上步骤。

教学中要引导学生进行思考：往水凸透镜中加入适量水，透镜的形状会发生怎样的变化？透镜的偏折能力和焦距会有什么变化？像成在光屏之前还是之后？用近视镜还是远视镜进行纠正？反之，从水凸透镜中向外抽取适量水后，又会发生怎样相应的变化^[2]？进一步让学生了解近视的成因以及如何进行矫正。

循证2设计与制作可变焦距的眼睛模型。产品制作类的跨学科实践，通过任务驱动的形式开展主题学习，通过物化的形式反映任务的达成情况。制作模型类的跨学科实践一般遵循工程设计的基本环节，如图3所示为制作模型一般流程。

在“制作可变焦距的眼睛模型”的实践活动中，结合教材中的眼睛视物的知识，以“学 生是实践主体，教师是实践的引导者”为理念，将教材中的实施进行任务分解，共分为 4 个实践步骤，8 个子任务，通过“课下＋课上”相结合的方式，逐步推进跨学科实践的进展。在此，建议教师在实际操作时注意两点：

（1）依据学生实际情况，将调查类相关的子任务有机结合的布置下去。

（2）将任务进一步细化、具体，结合情境创设、科学探究等方式，将驱动任务转化为可操作的教学设计（图4）。

循证3考察科学配戴眼镜的流程。到正规眼镜店进行实地考察，了解科学配戴眼镜有哪些程序，每个程序里都要做什么。

循证4撰写科学用眼、防控近视倡议书。利用所学习的知识，撰写一份科学用眼、防控近视的倡议书，张贴在校园的宣传栏中，并呼吁全校师生以及家长健康护眼、科学用眼，进入千家万户进行爱眼护眼知识宣传。眼睛对每个人而言都是非常重要的，视觉是人类最重要的感觉，到达大脑的信息 90%是通过视觉获得的。设计此任务的目的是升华学生的价值观，培养学生的爱眼护眼的意识，真正让学生“从生活走向物理，从物理走向社会”。学会保护眼睛，预防近视眼的发生。

   

3 结束语

眼睛是心灵的窗户，中学生如果不科学用眼，会导致眼睛出现病变，影响学生的一生。将“眼睛和眼镜”这一节作为跨学科实践，紧密的结合物理教学内容，通过循证探究解决真实问题，体现了综合性和实践性，注重激发了学生的求知欲和学习热情，促进学生学以致用，增强了学生保护视力的意识，做到科学用眼，积极防控近视。

笔者遵循学生的认知规律设计的主题学习活动旨在体现“跨学科实践”主題内容的跨学科性和实践性特点，以发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的能力、动手实践的能力^[7]，培养学生积极的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神为目标^[8]；创新设计的评价方式不仅限于纸笔测试，还有设计作品、制作模型、撰写调查报告等多种形式，所以，综合运用多种评价方式，从科学性、创新性、简洁性、规范性等多个维度进行分层过程性评价，以评促学，让每一位学生都有不同程度的发展^[9]。

参考文献：

[1]王亚峰,吉临荣.基于真实问题解决的循证探究教学——以“尺码助手”项目为例[J].中学物理,2024,42(24):17-20.

[2]潘书朋,汤金波.基于课程标准的跨学科主题学习设计与评价研究——以物理、生物跨学科实践融合创新实验为例[J].福建基础教育研究,2022,(07):106-110.

[3]张华.论理解本位跨学科学习［J］. 基础教育课程，2018（23）：07-13..

[4]教育部 . 义务教育课程方案（2022 年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社，2022：04-05.

[5]白孝忠.物理跨学科实践表现性评价的设计——以“视力缺陷形成的原因及矫正”为例[J].教育研究与评论(中学教育教学),2022,(11):29-33.

[6]王静.初中物理“跨学科实践”主题教学研究[D].河南大学,2023.DOI:10.27114/d.cnki.ghnau.2023.001590.

[7]廖伯琴.提炼核心素养，凸显课程育人价值——义务教育物理课程标准（2022年版）解读[J].基础教育课程,2022,(10):46-52.

[8]朱岭羞.基于素养目标的初中物理跨学科实践研究——以“制作角反射器”为例[J].物理教学，2024（04）：39-41.

[9]张春国，夏波，阮享梅.初中物理跨学科实践作业设计的探索[J].物理教学，2023（11）：32-34.

通讯作者简介

潘书朋，中学物理高级教师，扎根乡村教育31年。2023年5月荣获山东省基础教育优质课，2021年5月荣获烟台市初中物理教学大比武优质课一等奖（第一名），2025年2月荣获“第八批烟台市教学能手”称号，2024年7月被认定为烟台名师人选（2024-2026），2022年4月荣获烟台市首批学科带头人，2021年8月荣获烟台市教育科研先进个人，2021年12月烟台市实验教学先进个人，全国初中物理知识竞赛优秀指导教师，2024年5月荣获烟台市基础教育教学成果一等奖、第十五届、第十六届全国中学物理青年教师教学大赛教学论文一等奖。主持烟台市教育科学“十三五” “十四五”规划课题研究，参与承担山东省教育科学“十四五”规划课题研究。2024年11月出版学术专著《让物理教学回归实验室：一位乡村物理教师的教育思考与践行》，参与编写鲁科版2024义务教育教科书《物理》及其配套教师用书。在《物理教学》（全国中文核心期刊）等发表的学术论文有33篇被中国知网收录，《让物理教学回归实验室》等4篇论文被中国人民大学书报资料中心基础教育系列期刊《中学物理教与学》全文收录。