新课标视野下小学科学跨学科教学的实践与思考

【摘要】新课标明确要求在义务教育阶段，学校要“设立跨学科主题学习活动”，“开展跨学科主题教学，强化课程协同育人功能”，并要求“原则上，各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习”。和其他学科相比，小学科学课程涉及多个领域和学科的内容，更适合、也更容易开展跨学科教学。因此，本文根据新课标的相关要求，对小学科学跨学科教学进行了实践与探究。当下的新课程改革越来越强调综合，在这一发展趋势之下，跨学科学习受到了广泛关注。跨学科学习可以强化学科的贯通，让学生在跨学科的互动和整合中学习知识和解决问题，实现学科之间的统整，有效发展学生的核心素养。随着教学研究的深入和学生知识水平的日益提高，单一的学科教学已经无法实现学生综合素养发展进步的需求。交叉式的跨学科教学逐步成为当今小学教师需要进一步思索的教学方向。对于小学科学的跨学科教学要求而言，科学学科涉及到数学、天文、生物等等多个学科的内容，甚至对于道德与法治教育也会有所涉猎。为了能够让小学生在科学课堂的参与过程中全面掌握多层面的知识，小学科学教师必须对跨学科教学策略进行深入的研究。一、跨学科教学的重要意义其一，跨学科的有机融合，能改变以往传统的教学方式，使教育教学的过程变得更加丰富多彩，同时趣味性教学得到了发展，而在进行教育的过程中，孩子们能够感受到学习的乐趣，在“玩中学，学中乐”的过程中，使孩子轻松爱上学习，爱上探索。基于此，教师在教育过程中，学生在学习过程中都应该是幸福的。其二，跨学科教学主要通过探究的方式开展，然而在科学教育中，学校普遍采用正面教学和死记硬背等传统教学方法。学生只是死记硬背概念，而没有任何详细的解释和实际的例子，也没有任何机会去理解所获得的理论知识与实际生活的关系，这导致了学生对科学学科的消极态度。虽然探究式教育（IBE）在理论上和实践上已经发展了好几年，但本文对课程文件的分析和对教师的现实的观察清楚地证实，探究式教育方法在小学科学教学实践中的应用并不普遍。科学课程的跨学科性质使得探究式教育在其中的应用非常有益。探究式教育的教学方法强调跨学科和多学科方法的范式。科学在几乎所有跨学科主题的发展和形成中发挥着重要的整合作用，科学有助于发展学生的关键能力，激活和鼓励学生一起学习更多类型的技能，并在教学中使用跨学科关系，增强他们解决复杂问题的能力。探究式教育有助于消除科学课中缺乏实际案例和试验的问题，采用探究式教育方法教学，教学过程得以简化了，其吸引力也随之增加。其三，跨学科概念可以更直接地让学生形成科学的世界观，了解自然现象背后的道理，学会处理问题的方法和模式，从而把科学知识、科学方法、科学态度和精神融为一体，实现科学课程的教育目标。每一次课程改革的变革都更靠近教学的本质，更加贴近培养人的本质。时代在变革，教育须变革，变是永恒不變的定律，我们教师也必须要与时俱进。跨学科概念需要教师对课程知识有更高的要求。二、小学科学跨学科教学的主要路径2022版义务教育课程方案，在基本原则中，提出了跨学科主题学习的要求，要求加强课程内容与学生经验、社会生活的联系，强化学科内知识整合，统筹设计综合课程和跨学科主题学习。新课程方案在课程设置中还指出：专题教育以渗透为主，融合到相关科目中，原则上不独立设课。因此，小学科学跨学科教学专题渗透的主要路径可以是与其他小学学科的融合。在笔者看来，其既可以与多个学科融合，也可以和单一的学科融合。就目前笔者的实践来说，和单一学科的融合要更多一些。以下，也仅从这方面论述。（一）小学科学与语文融合，培养学生探究能力对于小学科学教师而言，可以与语文学科相结合，以古文之中的一句诗句，就可以看出语文学科其中蕴含的科学原理，比如“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，那么在这一句诗中，教师可以让学生对这句诗进行分析，学生在审视一件事或者一个物体的时候，可以从不同的角度出发，这样可以看到其中蕴含的深奥道理，具体比如，在教学“浮力”这一课时，教师在本节课教学工作开展之前，事先准备好一个容器，将容器之中注入一定量的水，并将容器维持在正常的状态，然后由教师对容器之中的水进行测试，在测试完成之后，教师们向学生证明容器之中的是水，那么接下来，在容器之中，注入一勺盐，而在盐注入容器之后，所有的学生们都能够看出盐在容器之中逐渐沉浮，那么在此时，对这杯水的酸碱度进行测试，能够发现这杯水是一杯盐水，这是本节课的实验大致过程，那么学生可以从该实验之中看出盐水形成的具体过程，并且能够将盐水与普通的水进行区分，与班级之中的其他学生共同探究小学科学实验之中蕴含的科学原理，为今后学生核心素养的形成提供合理化的意见以及建议。此外，在语文课的授课过程中，其实也可以将科学知识融入到语文课堂上。这样的跨学科知识融合给听课教师带来反思和启发，通过“融合”培养了学生的科学核心素养。语文课的生动讲解激发了学生的探究兴趣，而科学家的讲解则引燃了学生思维的火花，为学生开启了一场精彩纷呈的“科普之旅”。（二）小学科学与数学融合，培养学生科学思维作为教师，可以将小学科学与数学紧密结合在一起，目的在于让学生学习变得更加容易，而且能够建立起学生的科学思维，学生可以在学习科学理论的时候，注重对知识的学习过程之中，在学习结束之后，与其他同学共同交流与探讨，并形成自己的科学思维。例如：在小学科学之中的经典案例，就是天气的温度会有正有负，温度的正负是如何判定的，这一现象在数学领域是如何解释的？那么在本节课的过程之中，小学科学教师可以首先为学生讲解零上与零下这两个基本的概念，在学生了解这一组基本概念之后，能够对温度的正负进行区分，并且对温度的高低进行判断，从这一点可以看出小学科学与数学是紧密融合的，而且能够帮助学生建立起科学的思维，并且为今后小学科学跨学科等各项研究工作的开展提供有利的借鉴。（三）小学科学与信息融合，激发学生学习兴趣信息技术与小学科学课程的融合，无疑将是信息时代中占主导地位的课程学习方式，必将成为21世纪学校教育教学的主要方法。就目前而言，小学科学与信息的融合更加强调信息与数据的处理和整合，比如“运动与呼吸”这节课，将各个小组的呼吸数据用小磁铁吸附在黑板上，集个人到小组，小组再到班级，把全班的数据大致的趋势更清晰展示在黑板上，总结出了运动前后的一个变化趋势。再比如将学生的记录单利用希沃App或者平板等整合在一个平面上，或者小组的数据上传后自动生成全班的数据情况。小学科学与信息的融合，将极大地推进科学课程的生生、师生、组间、人机的有效互动，实现生本课堂、创生课堂的教育理想。三、小学科学跨学科教学的主要方式《义务教育科学课程标准》将科学课程核心素养分解为科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面，是学生在面对复杂的、不确定的科学情境时，综合运用在科学课堂学习中孕育与形成的结构化的科学知识与观念、探究方法与能力、科学思维模式，以及分析情境、提出问题、解决问题和交流结果过程中表现出来的具有科学特征的综合性品质。基于课程核心素养的跨学科科学教学就是要超越简单组合知识与学科核心概念的方式，寻找指向知识重构、跨学科概念形成、思维深化和素养发展的跨学科科学教学的路径与策略。（一）知识重构，开展多元化跨学科活动跨学科教学不是对科学不同学习领域中的符号表征、学科概念等知识的简单组合，而是在知识掌握甚至是精熟的基础上对科学知识其他层次和价值的进一步建构。因此，我们应该开展多元化的跨学科活动，让学生在探究、在合作中实现知识的重构。比如，科学探究·模拟实验的活动。探究：太阳和月球有哪些相同和不同？同学们根据平时掌握的知识和观察比较图片，了解太阳和月球的基本特征，将关键词记录。在太阳和月球的维恩图中……围绕“太阳比月球大很多，但为什么它们看起来一样大？”的问题展开探索，进行小组讨论。从探究实验步骤、动手实践，到观察比较、数据记录，最后得出结论：近大远小。同学们像科学家一样，经历利用模拟实验探索宇宙问题。最后，通过观星应用程序利用投屏技术，将设备指向天空，观测真实的星空环境、天体三维模型及行星纹理。同学们仿佛置身于浩瀚宇宙，有助于了解、认识真实的宇宙世界。学生们将散点状、碎片化、不连贯的知识，在对问题的探究中逐渐整合并转化为对科学的连贯性的整体认识。（二）跨学科概念形成，立足教材拓展跨学科教学新课标首次使用并明确了跨学科概念的组成，并且明确了跨学科概念教学可以在学科核心概念的教学中进行，也可以有计划地围绕某个或多个跨学科概念设计并实施教学。“跨学科概念”教学可以通过多个现象、多种事物学习和巩固一个跨学科概念，也可以通过一个现象、一种事物联系与整合多个跨学科概念。比如，在教学“环境变化以后”这一课时，可以从四个部分展开，促进学生跨学科概念的形成。第一部分，通过大量的图片和视频先从有规律的气候引发的变化入手，使学生了解到季节更替对动植物的影响以及生物适应环境的方式，从自然界的规律中构建系统与模型的概念。第二部分，阅读资料了解自然原因和人为原因造成的环境变化，对动植物的影响，从环境改变中透析其中暗含的物质和能量，构建物质与能量的概念。第三部分，查找資料分析评估鱼类洄游时人类设计的鱼道是否合理，从生物的迁徙中，构建稳定与变化的概念。第四部分，拓展活动，在藏羚羊迁徙的路上设计铁路时，应怎样评估设计方案的合理性，从工程思维着手，构建结构与功能的概念。（三）思维深化，强调问题引领促进深度学习《义务教育科学课程标准》强调科学教学要促进学生思维型探究和实践的开展，而跨学科教学可以作为培养学生思维尤其是高阶思维的有效手段。因此，跨学科主题学习任务的提炼要有层次性，不能只停留在解决低阶问题上，还要有高阶思维的探究，使学习任务有序递进、螺旋上升，让学生的思维更有深度。比如，笔者从学生的认知特点出发，跨学科整合数学、美术、语文、道德与法治等学科知识，利用塑料瓶、纸、硬币、笔等日常用品设置生活情境和探究实验，以“水的奥秘”为主题，开启了一场跨学科“探究”之旅。首先，让学生边玩边观察，面对各种形状的水容器，带着问题边玩边思考。水是什么样子？水是什么形状？水有哪些特性？水有哪些用途？然后，边实验边思考，学生们认真地动手操作，仔细地研究，不放过任何一个实验现象来探寻水的奥秘。在不断的探究与实验中，既满足了孩子们的好奇心，又让孩子们在“玩”中学会科学知识与科学方法，实现了思维的不断深化。（四）素养发展，依托小组合作开展探究跨学科主题学习不能逞匹夫之勇，也不能孤军作战，必须由学校统领，统一策划、统一部署，组建各个团队，成立不同的项目组，用项目式学习把不同学科的教师优化组合在一个团队中。学校应借助集体的智慧，发挥学科资源整合的最大优势，建立系统的、完善的协作平台，形成跨学科主题学习的群团组织，以群体合作的方式进行，最终在小组合作中，在项目探究中实现素养发展。小组合作是项目化学习、跨学科活动的基本样态。在小学阶段，对应学生“理解—评估—反思”的认知发展历程，构建“制作—实验—改进”的任务链基本框架。并基于小学生技能水平、合作常态、能力差异，运用“示范—维护—参与—互助”多任务驱动构建合作型课堂，以此驱动学生自主、多元地展开合作。总而言之，想要让学生在该门学科上有所突破和学习，就要让学生自己发挥力量去完