科學(xué)思維培養(yǎng)下小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計與實踐

□福建省廈門市湖明小學(xué) 林惠明

科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)既是科學(xué)課程改革和發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的應(yīng)然要求，也是對科學(xué)知識多維度與多層次融合的一種實踐要求，是科學(xué)課程育人價值的一種體現(xiàn)。在跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計與實踐中，應(yīng)注重學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)，使學(xué)生在跨學(xué)科中既能學(xué)習(xí)不同學(xué)科的知識，也能形成科學(xué)思維，達成核心素養(yǎng)的教育目標。

一、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計思路

核心素養(yǎng)教育指導(dǎo)下，小學(xué)科學(xué)教師除了教給學(xué)生理論知識外，也應(yīng)注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。本章節(jié)將結(jié)合科學(xué)思維培養(yǎng)，分析小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計思路。

（一）學(xué)生主體思路

跨學(xué)科學(xué)習(xí)有助于學(xué)生思維方法與價值意義維度的知識學(xué)習(xí)。在設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)時，教師可以從學(xué)生主體角度出發(fā)，圍繞學(xué)生的認知、興趣來設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)方案，以構(gòu)建高效化的小學(xué)科學(xué)課堂，助力學(xué)生形成科學(xué)思維。

以蘇教版“善用自然資源”跨學(xué)科教學(xué)為例。課程目標是讓學(xué)生了解一些自然資源，并能樹立循環(huán)利用資源的意識。在跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)，可以從學(xué)生興趣角度出發(fā)，例如，學(xué)生對生物知識感興趣，在自然資源中就可以多引入生物資源，提升學(xué)生對課程知識的探究欲望；學(xué)生對科學(xué)知識感興趣，就可以從善用自然資源角度，引入當(dāng)前先進的能源利用技術(shù)，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。從學(xué)生角度進行跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計，可以促進學(xué)生科學(xué)思維形成。

（二）教學(xué)方法思路

科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)不僅是科學(xué)課程改革和學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的應(yīng)然要求，也是理解科學(xué)知識多維與多層的必然要求，亦是科學(xué)課程育人價值體現(xiàn)的必然要求。好的教學(xué)方法可以營造趣味生動的課堂氛圍，讓學(xué)生能積極主動地投入學(xué)科知識學(xué)習(xí)。教師可以從多樣化教學(xué)角度設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

以蘇教版“多樣的生物”跨學(xué)科教學(xué)為例，課程目標是了解生物的一些生存條件，以及生物的多樣性。在本課程的跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計方面，可以從主題情境、實驗活動、生活話題等角度展開，例如，引入主題情境教學(xué)方法，從生物、語文等角度展示一些生物的生存習(xí)性，在情境氛圍的影響下，學(xué)生會提升對生物生存條件的認識。開展有關(guān)探究生物生存條件的實驗活動，讓學(xué)生在觀察、實驗中進行分析推理，逐步掌握生物的有關(guān)知識，了解生物與生存條件之間的關(guān)系。從生活話題角度，引入當(dāng)前社會發(fā)展與環(huán)境保護、生物保護方面的科學(xué)技術(shù)等，在生活話題的引導(dǎo)下幫助學(xué)生逐步建立生物多樣性保護的價值觀念。通過多樣化教學(xué)手段，教師不僅提升了本課程的教學(xué)效果，同時也能促進學(xué)生科學(xué)思維形成。

二、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)實踐舉措

上述分析總結(jié)了小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的一些思路，結(jié)合這些思路能達成科學(xué)思維培養(yǎng)的目標。但在實踐過程中教師可能會受到教學(xué)方法的制約，導(dǎo)致實踐教學(xué)效果不理想，以下將對教學(xué)方法進行詳細闡述。

（一）建立情境，推動跨學(xué)科實踐

科學(xué)思維也是跨學(xué)科素養(yǎng)的重要組成部分之一，能夠幫助學(xué)生發(fā)展綜合性的思維能力。實踐環(huán)節(jié)教師可以結(jié)合情境引入跨學(xué)科教學(xué)，生動趣味的情境氛圍能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，讓學(xué)生在疑問、探究、總結(jié)中逐漸形成科學(xué)思維。

以蘇教版“空氣有質(zhì)量嗎”跨學(xué)科教學(xué)為例，課程目標是讓學(xué)生認識空氣，了解空氣具備一定的質(zhì)量，并在探究中測量空氣的質(zhì)量。從課程內(nèi)容來看，跨學(xué)科教學(xué)時可以從物理、數(shù)學(xué)的角度開展，例如，從物理的角度，可以搜集一些有關(guān)于空氣的物理知識，使學(xué)生知道物體質(zhì)量屬于物理學(xué)中的一個基本概念，也是物體所具有的物理屬性；從數(shù)學(xué)的角度，可以計算測量空氣的實際質(zhì)量，在動手測量中實現(xiàn)對物體質(zhì)量的探討。課前準備方面，教師需要做好物理素材與數(shù)學(xué)測量工具的準備，并擬定完善、合理的教學(xué)方案，設(shè)計符合學(xué)生探究學(xué)習(xí)的情境；學(xué)生準備方面，指導(dǎo)學(xué)生在課前預(yù)習(xí)之前學(xué)過的知識，在此基礎(chǔ)上，思考空氣是否有質(zhì)量、空氣的質(zhì)量為多少等，以便于后續(xù)課程的探討。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，教師先從物理學(xué)科角度創(chuàng)設(shè)“空氣中的物理”情境，利用多媒體設(shè)備的方式播放有關(guān)物理方面的空氣知識，之后引導(dǎo)學(xué)生在小組合作中實現(xiàn)探究，以幫助學(xué)生了解物理方面有關(guān)空氣的知識。之后再從數(shù)學(xué)層面出發(fā)，設(shè)計“空氣與數(shù)學(xué)”的實踐情境，讓小組學(xué)生設(shè)計測量空氣質(zhì)量的方案，并依靠一些數(shù)學(xué)工具與數(shù)學(xué)方法進行測量。在情境的指導(dǎo)下，學(xué)生通過合作能有效了解空氣質(zhì)量方面的知識，從而實現(xiàn)對本課程知識點的探究，形成科學(xué)思維。等課程結(jié)束之后，教師在課后作業(yè)環(huán)節(jié)可以從歷史學(xué)科角度設(shè)計閱讀任務(wù)，例如，閱讀一些與空氣有關(guān)的科學(xué)材料，豐富學(xué)生的科學(xué)認知，以加深學(xué)生對“空氣”認識，從而助力學(xué)生形成科學(xué)思維。

以蘇教版“保護土壤”跨學(xué)科教學(xué)為例，課程要求學(xué)生了解我國當(dāng)前的土壤現(xiàn)狀，知道人類對土壤的一些破壞活動，并能在實驗中了解如何保護土壤。本課程可以從歷史、語文、化學(xué)、思想品德等方面開展跨學(xué)科教學(xué)，例如，從歷史方面可結(jié)合史料了解我國土壤資源變化，以及土壤的破壞對人類產(chǎn)生的影響；從語文方面可結(jié)合人文活動以及古詩詞中找尋贊美土地、贊美土壤的句子，通過優(yōu)美語句來激發(fā)學(xué)生對土壤的興趣；從化學(xué)方面可帶領(lǐng)學(xué)生一起分析土壤的組成部分，了解其中有哪些作物需要的物質(zhì)元素；從思想品德方面可引導(dǎo)學(xué)生認識破壞土壤環(huán)境是不對的，讓學(xué)生在認識與探究中樹立保護土壤的價值觀念。教學(xué)準備方面，主要是搜集與土壤有關(guān)的歷史、語文、化學(xué)、思想品德方面的素材，例如化學(xué)方面，可以搜集一些土壤成分的化學(xué)實驗課件素材，讓學(xué)生在觀看中了解土壤的重要性。學(xué)生準備方面，主要是做好之前學(xué)過課程的復(fù)習(xí)鞏固，并思考為什么要保護土壤，以及保護土壤有什么價值等，在思考中逐步產(chǎn)生對課程探究的興趣。在課程教學(xué)實踐中，教師可以從歷史角度設(shè)計“我國土壤資源的變遷”的情境，在情境中播放相應(yīng)素材，讓學(xué)生在了解與認識中逐步掌握我國土壤資源的情況，并引發(fā)學(xué)生思考，認識到土壤對人類的貢獻。在語文情境活動中，設(shè)計“土壤文化”的情境活動，讓學(xué)生以小組合作的方式探討有關(guān)土壤的古詩詞以及優(yōu)美語句，使學(xué)生認識到土壤的重要性。在化學(xué)情境活動中，設(shè)計“土壤中有哪些植物所必需物質(zhì)”的情境問題，并播放一些化學(xué)方面的探究活動，使學(xué)生在播放中更好地認識土壤。在思想政治學(xué)科的情境活動中，可以設(shè)計“當(dāng)前我國對土壤資源保護政策”的情境探究活動，讓學(xué)生在探究中逐步認識我國當(dāng)前土壤資源保護情況，在探究過程中插入一些破壞土壤資源的活動，讓學(xué)生對保護土壤資源有更深入的認識，從而形成保護土壤資源的價值觀念。在這些學(xué)科角度的引導(dǎo)下，學(xué)生能有效掌握土壤方面的知識，并能形成科學(xué)思維。等課程結(jié)束之后，教師還可以從物理角度設(shè)計課后作業(yè)，比如探究不同類型土壤的質(zhì)量；探究不同土壤中的成分等，讓學(xué)生在物理探究中形成科學(xué)思維。

（二）結(jié)合生活引導(dǎo)跨學(xué)科實踐

跨學(xué)科教學(xué)環(huán)節(jié)，是生活中必不可少的組成部分，在引入跨學(xué)科教學(xué)時，可以從生活角度出發(fā)，讓學(xué)生結(jié)合生活中的情況來進行探究學(xué)習(xí)，從而實現(xiàn)科學(xué)思維培養(yǎng)。

以蘇教版“紙”跨學(xué)科教學(xué)為例，課程內(nèi)容是讓學(xué)生認識生活中的紙，探究紙的特征與常用用途，并能逐漸形成節(jié)約用紙的觀念。在本課程跨學(xué)科教學(xué)方面，可以從美術(shù)、語文、歷史、數(shù)學(xué)、德育角度著手，例如，從美術(shù)角度可以帶領(lǐng)學(xué)生制作一些手工紙制品，讓學(xué)生在制作中認識紙，能夠發(fā)現(xiàn)紙中潛藏的美；語文角度可以從書法、剪紙等活動著手，讓學(xué)生能夠在文化藝術(shù)中認識紙的重要性；歷史角度可以了解紙的由來與發(fā)展；數(shù)學(xué)角度可以測量紙張的厚度、面積、以及周長；德育角度可以對生活中一些紙張用途進行評價，從中體會節(jié)約用紙的價值觀念。教學(xué)準備環(huán)節(jié)，教師應(yīng)基于美術(shù)、語文、歷史、數(shù)學(xué)、德育等角度做好教學(xué)素材、材料工具方面的準備，并擬定生活化的教學(xué)方案，讓學(xué)生在生活體會中學(xué)習(xí)與探究課程知識點，逐漸形成科學(xué)思維；學(xué)生準備方面，應(yīng)讓學(xué)生對紙的特征與用途進行思考，如自己在日常生活中會用紙做什么等。課程教學(xué)環(huán)節(jié)，從美術(shù)角度，可以設(shè)計有關(guān)紙的美術(shù)活動，帶領(lǐng)學(xué)生一起制作紙制物品，并欣賞一些剪紙方面的藝術(shù)，在制作與欣賞中深度了解紙；從語文角度，設(shè)計一些與書法有關(guān)的話題，讓學(xué)生探討什么紙張適合練習(xí)書法等，拓展學(xué)生對紙張的認識；從歷史角度，帶領(lǐng)學(xué)生一起觀看與紙張有關(guān)的史料，讓學(xué)生對紙張的由來以及發(fā)展有所了解，認識以前的紙張如何生產(chǎn)制作出來，而現(xiàn)在的紙張是如何生產(chǎn)制作出來。從數(shù)學(xué)角度，帶領(lǐng)學(xué)生測量紙張的面積、周長等，認識生活中的紙張一般為什么形狀，并思考為什么紙張一般是長方形而不是正方形，從而激發(fā)學(xué)生的探究意識。從德育角度，播放生活中節(jié)約用紙方面的素材，并設(shè)計有關(guān)紙張的德育交流活動，讓學(xué)生交流如何在日常生活中節(jié)約用紙等，使學(xué)生樹立節(jié)約用紙的觀念意識。通過從美術(shù)、語文、歷史、數(shù)學(xué)、德育角度的跨學(xué)科教學(xué)，學(xué)生能對紙有比較全面的認識，并能逐步形成科學(xué)思維。等課程結(jié)束之后，教師可以從語文、美術(shù)等方面布置作業(yè)活動，讓學(xué)生逐步加深對課程知識的認識，達成跨學(xué)科教學(xué)的目標。

以蘇教版“食物與營養(yǎng)”跨學(xué)科教學(xué)為例，本課程的教學(xué)目標是讓學(xué)生認識食物的營養(yǎng)成分及作用，認識不同種類食物中的營養(yǎng)物質(zhì)，并明白不同種類食物合理搭配的重要性。在本課程的跨學(xué)科教學(xué)中，可以從音樂、英語、生物、體育等方面著手，例如，音樂方面可以搜集一些與食物、營養(yǎng)方面的歌謠，讓學(xué)生跟隨音樂旋律了解不同食物與營養(yǎng)物質(zhì)；英語方面可以設(shè)計詞匯交流大賽，讓學(xué)生能說出更多有關(guān)英語的詞匯；生物方面可以引導(dǎo)學(xué)生探討食物中的七大營養(yǎng)素；體育方面可以引入體育與健康話題，讓學(xué)生交流探討吃什么食物對身體有好處，以及配合什么體育運動可以讓身體保持良好狀態(tài)。教師準備方面，需要教師做好本課程的素材搜集準備，并能從生活角度引入有關(guān)音樂、英語、生物、體育等方面的話題，從而達成跨學(xué)科教學(xué)的目標。學(xué)生準備方面，讓學(xué)生記錄自己每天的飲食狀況，思考自己喜歡吃什么食物，不喜歡什么食物，并能了解喜歡食物中的營養(yǎng)物質(zhì)，從而為后續(xù)跨學(xué)科教學(xué)提供助力。

在教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，教師可以從生活角度出發(fā)，引入音樂課件素材，讓學(xué)生在欣賞與跟唱中更好地認識食物與營養(yǎng)，并能說出食物中有哪些營養(yǎng)物質(zhì)，之后教師可以拿出一些食物卡片，讓學(xué)生說出相應(yīng)的英語單詞，以營造趣味生動的課堂氛圍。等學(xué)生對食物、營養(yǎng)素方面產(chǎn)生興趣后，再利用多媒體信息技術(shù)播放生物方面的課件，講解一些生活中常見食物的營養(yǎng)組成。等學(xué)生認識食物中的營養(yǎng)素后，可以設(shè)計“體育與健康”的生活話題，讓學(xué)生說一說配合哪些體育運動以及食物，能有一個健康的身體，使學(xué)生能夠在交流探討中知道合理搭配食物的重要性，養(yǎng)成不挑食、不偏食的飲食習(xí)慣。通過音樂、英語、生物、體育等跨學(xué)科教學(xué)，學(xué)生對食物營養(yǎng)、合理膳食有更加深入的認識，有助于促進科學(xué)思維的形成。等課程教學(xué)結(jié)束之后，可以從語文、體育角度布置實踐作業(yè)，例如，為自己制定合理膳食方案，每天保持一定的體育運動，并利用語文寫日記的方式進行記錄與總結(jié)。在語文、體育等學(xué)科的課后作業(yè)鞏固中，加深學(xué)生對“食物與營養(yǎng)”的認識，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

（三）智慧教學(xué)助力跨學(xué)科實踐

智慧教學(xué)是現(xiàn)代化教育手段之一，其利用智慧教育平臺開展學(xué)科教學(xué)，好處在于借助智慧教育平臺的各種功能，改革了傳統(tǒng)教學(xué)模式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維。

以蘇教版“月球”跨學(xué)科教學(xué)為例，本課程是讓學(xué)生認識與了解月球，知道月球的一些特征，以及月球的變化規(guī)律。在跨學(xué)科教學(xué)方面，可以從語文、物理、天文、科技角度來設(shè)計教學(xué)方案，例如，從語文角度搜集一些與月球有關(guān)的詩詞，在詩詞、神話傳說中認識月球；從物理角度展示一些物理規(guī)律，激發(fā)學(xué)生對月球的探究興趣；從天文角度播放有關(guān)月球的天文知識，引發(fā)學(xué)生對宇宙的想象；從科技角度讓學(xué)生認識當(dāng)前國家的登月技術(shù)，以激發(fā)學(xué)生的愛國情感。

在預(yù)習(xí)方面，可以采用智慧教學(xué)推送預(yù)習(xí)任務(wù)，可以將本課程的一些素材推送給學(xué)生，讓學(xué)生在課前線上進行預(yù)習(xí)探究，如推送一些登月方面的資料，讓學(xué)生在觀看中對月球產(chǎn)生想象；推送一些物理方面的探究任務(wù)，包括月球中是否有空氣、水，以及月球中的重力與地球的差異等，在探究中逐漸形成科學(xué)思維。在課堂實踐環(huán)節(jié)，教師可以結(jié)合語文、物理、天文、科技等角度設(shè)計項目探究任務(wù)：任務(wù)一，探討古今有哪些贊美月亮的語句，并說一說古代人為什么要贊美月亮；任務(wù)二，小組之間探討月球方面所蘊含的物理知識；任務(wù)三，了解月球的天文特征，以及月球可能由什么形成；任務(wù)四，探討當(dāng)前我國登月方面的成就，以及在未來是否能實現(xiàn)在月球安家等。在學(xué)生探討項目任務(wù)過程中，教師可以配合微課視頻，引導(dǎo)學(xué)生逐步在任務(wù)探究學(xué)習(xí)中形成科學(xué)思維。等課程結(jié)束之后，可以布置一些觀察任務(wù)，如觀察清晨時的月球、夜晚時的月球，思考與探究其中蘊含的天文規(guī)律，在探究中逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

三、結(jié)語

綜上所述，小學(xué)科學(xué)教師要重視學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)，在跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計時遵循學(xué)生主體、教師方法的思路，實踐中可以采用建立情境、結(jié)合生活以及智慧教學(xué)的方法，以打造高效化科學(xué)課堂，達成科學(xué)思維培養(yǎng)目標。