跨学科融合理念在小学科学探究活动中的应用

摘要

跨学科教学的意义在于训练学生运用不同学科的知识综合思考问题，并以较全面的观点解决问题和认识世界。以小学科学“种大蒜”这一课为例，对教材、学情进行分析，从跨学科教学的视角出发对本课进行再设计，在教学过程中渗透跨学科融合理念，借助跨学科学习推动科学知识点的整合，从而培养学生对科学的整体性认知，提升学生科学素养，同时对小学科学跨学科教学的实施进行总结与反思。

关键词

小学科学 / 跨学科教学 / 教学设计 / 探究活动 / 融合理念 / 大蒜

小学科学课程旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。学生通过学习和综合应用科学课程中的知识，形成自身初步的科学观念，在掌握比较与分类、分析与综合、重组思维、发散思维等初步科学思维能力的基础上，能够主动运用观察、实验、测量等基本科学方法对生活中的科学问题展开初步的探究实践，在此过程中树立基本的科学态度和正确的价值观，并积极与同伴交流科学探究的感受。

笔者以青岛版科学教材二年级上册“种大蒜”为例，在培养学生科学观念与探究精神的基础上，分析如何在科学教学过程中渗透跨学科融合理念，推动科学知识与其他学科知识融合，借助跨学科学习推动科学知识点的整合，引导学生解决综合问题，促进全面发展。

1 教学内容分析

1.1 教材分析

本单元以《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）核心概念6“生物体的稳态与调节”为依据，涵盖学习内容6.1“植物能制造和获取养分来维持自身的生存”^［1］，通过指导学生开展大蒜种植活动，引导学生观察、思考，说出植物的生存和生长需要水、阳光、空气。

“种大蒜”作为青岛版科学教材二年级上册“植物与环境”单元的初始章节，通过学生亲身体验种植大蒜，为学习后面两课“植物与阳光”“植物和水”打基础。“种植一株植物，并观察其生长变化”作为《课程标准》规定的学生必做探究实践活动之一，能够帮助学生直观体验植物生长对水和阳光的需求，进而引导学生在后续的学习中对植物生长与阳光、水分的关系展开具体的研究。此外，选择大蒜作为种植活动的主角，还可以在教学活动中增进学生对家乡特产的了解，培养对家乡的热爱与自豪之情。

1.2 学情分析

根据皮亚杰认知发展阶段理论，二年级学生依旧处于形象思维阶段，认识事物仍然停留在简单、表面的感性认知，教师需在观察和记录环节做出详细示范与引导，并注重在语言表达上提供范例。同时二年级学生精力旺盛、活泼好动，自制力不强，活动的自觉性和持久性需要一定的兴趣作为支撑，这也要求教师设计学生喜欢的活动形式，从而更好地开展观察、体验等科学探究活动。

大蒜是日常生活中方便接触到的一类植物材料，但学生对于蒜瓣种植方法、蒜苗生长影响因素的认识大多来自生活经验，尚且停留在感性层面，需要通过一定的讨论、引导来形成更为科学化、系统化的认知。在此基础上，本节课将从跨学科视角出发，将语文、数学、艺术、劳动等学科理念融入种大蒜活动，既促进各学科综合全面发展，也为学生迁移运用科学知识、加深对科学知识的理解提供有效契机^［2］。

1.3 教学重难点分析

本课将教学重点确定为掌握大蒜的土培和水培种植方法；知道阳光和水是影响植物生长的重要因素；培养学生对植物种植的兴趣。教学难点确定为：学生联系日常生活经验和已有知识，对如何挑选蒜种、怎样使大蒜生长得更好提出自己的见解，以及在种植活动中使学生体会科学与其他课程在学科知识、学科思维方面的融合。

基于以上分析，本节“种大蒜”课程将有助于培养学生从多学科、跨学科的视角进行观察与思考、分析与表达的能力。小组合作的活动方式，也有利于培养学生间合作交流与分享的意识，并通过共同维护种植成果，激发学生珍爱生命、热爱大自然的情感。

2 教学目标

基于科学课程所要培养的四大核心素养，以《课程标准》规定的内容要求和学业要求为依据，结合参考其他学科素养，设计教学目标（表1）。

3 教学过程

3.1 种植前的导入与材料准备

教师可以向学生介绍山东省国家地理标志产品苍山大蒜，引出本课主题“大蒜”，引导学生回想生活中见过或者饭菜中吃过的蒜苗，引发学生对“大蒜是怎样生长出蒜苗”这一问题的好奇心与探究兴趣，随后向学生揭晓本节科学课的主题：大家一起来种大蒜。

教师可以向学生出示提前种好的两盆茁壮生长的蒜苗，使他们对种植成果有更为直观的认识，从而激发学生的种植热情，随后向学生介绍本节课要用到的材料：蒜头若干、装好松软泥土的花盆、饮料瓶底或塑料浅盘、小铲子等。

3.2 种植阶段活动设计

（1） 观察分类，选出适宜蒜种。

在正式种植前，教师向学生抛出问题：所有的蒜瓣都能成功种出蒜苗吗？我们应该选择什么样的蒜瓣来种植？给学生留出思考与讨论的时间，引导学生用比较、分类的方法挑出适合种植的大蒜，并尝试对它们的共同特征作出总结。

（2） 小组合作，完成大蒜种植。

教师使用PPT课件展示大蒜的土培和水培步骤。

土培大蒜：①使用小铲子挖松饮料瓶底或花盆里的土壤；②将挑选好的蒜种尖头朝上插入土中，深度以3~4 cm为宜；③覆土，浇透水。

水培大蒜：①将挑选好的蒜种剥掉外皮；②将蒜瓣尖头朝上整齐摆放在塑料浅盘中，注意不要过于紧密；③浇适量的水。

学生以小组为单位，先后用两种方式将挑选出的蒜种进行种植。

（3） 思考探讨大蒜如何更好地生长。

学生以小组为单位完成种植后，教师再次提出问题：怎样使蒜苗更好地发芽生长？可借助PPT课件向学生展示蒜苗生长状况不理想的几种情境，引导学生联系实际生活经验，思考哪些因素影响蒜苗的生长。

在这一阶段，引导学生联系实际进行独立思考，有助于培养学生的探究实践素养；要求学生分享和交流自己的观点，鼓励学生养成认真倾听他人想法的习惯，培养合作分享的科学态度。

3.3 跨学科活动设计1：组徽设计与铭牌制作

《义务教育课程方案（2022年版）》指出，要加强美育，强调充分激发艺术与其他学科的“育人合力”。在种大蒜这一科学探究活动中同样可以融入艺术学科理念。学生以小组为单位种好的大蒜，将被摆放在教室绿化角，以便后续观察记录，不同小组的种植成果需要做出标记来区分。在此阶段可以与美术教师合作，指导学生用简笔画图案元素为自己的小组设计独一无二的组徽。还可为学生提供彩色卡纸、橡皮泥、塑料小棒、剪刀与胶水等手工材料，制作成本小组种植成果的铭牌，粘贴在种植容器上，作出区分的同时增添装饰效果，兼顾实用与美观。

科学与艺术本为同源，两者在目标上存在着同一性。艺术求美离不开对客观真实世界的知觉，科学求真也离不开“美的逻辑”。将艺术美育融入小学科学课堂，既有助于激发学生动手探索与制作的兴趣，更为学生提供了科学与艺术学科理念借鉴互通的情境和媒介，培养学生科学探究的理性思维与艺术创造的感性思维，锻炼学生的多元思维与创新能力。

3.4 跨学科活动设计2：完成蒜苗生长记录手册

教师将打印好的蒜苗生长记录手册分发给学生，指导学生在家长的协助下对蒜苗的生长进行长期观察并记录。手册包含多种记录形式。

（1） 一句话观察日记。

学生可以撰写一句话观察日记，用文字描述蒜苗的生长状况，或记录本次种植活动的体验与感悟。《义务教育语文课程标准（2022年版）》在表达与交流层面要求二年级学生对写话感兴趣，写自己想说的话，并在写话中乐于运用阅读和生活中学到的词语。鼓励学生用写一句话的形式记录下每隔几天蒜苗的生长状况，将语文学科理念融入科学课堂，从而在科学观察活动中锻炼小学生根据需要用书面语言表达见闻和想法的能力。

（2） 长度测量记录表。

《义务教育数学课程标准（2022年版）》指出，数学课程要培养学生会用数学的眼光观察现实世界、会用数学的思维思考现实世界、会用数学的语言表达现实世界。二年级学生已经学习了常见的长度单位以及物体长度的测量过程，在蒜苗生长记录手册设置长度测量记录表，指导学生间隔固定天数用直尺对蒜苗长度进行测量，还可在家长指导下运用简易加减法对蒜苗生长进行计算并记录。通过蒜苗生长长度的测量与计算，鼓励学生发现日常生活中简单的数学问题，感受数学与生活的密切联系，对数学学习产生兴趣并树立信心。

（3） 生长记录简笔画。

基于二年级学生的身心特点与学习能力，在蒜苗生长观测日记手册中设置简笔画记录模块，鼓励学生将蒜苗每日的生长状况画在纸上，直观记录蒜苗生长状况，在科学探究活动中也能实现简易图形绘画练习，提高艺术创造能力和表达能力，在学习中感知和发现美。

通过完成蒜苗生长日记，学生能够在记录中锻炼语文、数学、美术等多学科技能与思维能力，实现科学活动课堂的跨学科理念融合，由此发展学生的跨学科理解能力及核心素养，同时对创新思维和创造能力实现多维度和深层次的训练。

4 小学科学跨学科教学实施策略反思

4.1 科学把握学科立场与跨学科融合的辩证关系

相较于传统的教学模式，跨学科融合教学的特色在于将学生零散片面的单学科知识加以有机整合，构建相互关联和相互促进的知识整体，但教师应注意，跨学科并非对学科自身特点的抛弃或是对学科本身任务的偏离。在小学科学跨学科教学中，立足科学学科是实现学科融合的必要前提，必须坚定学科立场，紧紧围绕科学知识与方法，以培养学生的科学核心素养为主线和根本目标^［3］，在把握科学课程本质属性的基础之上，再尝试与其他学科的融合。小学科学课程本身涵盖生命科学、物理科学、技术与工程等多方面内容，知识点数量多且分布散乱，碎片化特点明显，学生借助学科之间的联系进行学习更有助于串联科学知识形成网络。因此，建立在把握学科立场基础之上的跨学科学习，在培养学生对科学的整体性认知、提升学生科学素养方面具有重要意义。

4.2 合理兼顾任务的科学性与情境生活性

跨学科融合教学的意义在于训练学生运用不同学科的知识综合思考问题，并以较为全面的观点去认识世界和解决问题。以此为前提的有效教学目标设计以及相应活动任务设计也是跨学科教学中难度较大的一环。跨学科学习需要通过预设多学科元素对教学目标与任务进行整合设计，而非简单抽取各学科教学内容进行机械堆砌，这一过程建立在教师对学科核心素养精准把握，以及对学生学情充分了解的基础之上，任务设置需要充分考虑学生的年龄特点与认知发展规律，同时还要能激发学生的探究兴趣，这也就要求跨学科教学中的问题情境设置应当与学生的日常生活高度关联。科学源自生活，与现实生活紧密相关，科学的跨学科学习最终指向现实综合问题的认识与解决，在教学设计与实施过程中，既要设置科学合理的活动任务，也要注意问题情境与真实生活的联系。

4.3 对教师素养提升与角色转换的要求更高

跨学科教学对教师素养提出了更高的要求。首先，跨学科融合教学的推进建立在教师准确理解跨学科教学的基础之上，这需要教师具备“跨界”意识，与时俱进，积极整合资源，发掘科学与其他学科之间的结合点。其次，多学科知识的融合具有较大难度，教师必须深刻理解和掌握各学科核心素养，从而在跨学科知识内容的选取以及跨学科教学目标与活动的设计上具备更明确的目的性与针对性。此外，教师在跨学科教学过程中的把控与指导也影响着学生跨学科学习的效果。在小学科学跨学科教学中，学生是主动的探究者，是解决问题的主体，教师的作用是调动学生的能动性，放手让学生自己猜测、操作，做探究的引导者，鼓励学生自主探索、掌握知识，在自主探究活动中深刻体会科学与其他学科在知识和思维上的融合，达到解决综合性问题的目的。

4.4 人文情怀在跨学科教学中的引领与渗透作用

课程教材要发挥培根铸魂、启智增慧的作用。《课程标准》指出，义务教育课程体现国家意志，在立德树人中发挥着关键作用。小学科学课程本身反映自然客观规律，知识与德育的融合途径相比语文、历史等人文学科更少，而跨学科教学的优势在于实现思维探究和实践活动的结合，在这一过程中，学生在教师引导下发现生活中的新问题，提出新见解、思考新方法来加以创造性解决，既能锻炼科学实践能力，也是培养正义、审美、仁爱、创新的时代新人的有效途径。要在跨学科课堂教学中渗透人文情怀，使学生潜移默化地掌握品德知识、建立情感，需要教师了解和把握小学生的心理结构，在跨学科实践活动中合理有效地渗透道德教育，提升学生的人文素养，促进学生的全面发展。

科学论证对学生科学思维的发展至关重要。教师在培养学生科学论证能力中扮演着重要角色，通过采用适当的教学策略，给学生提供实践机会，并及时反馈，真正助力学生科学思维的发展。

参考文献

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

[2] 周晓静.关于新课标视野下小学科学跨学科教学的几点思考［J］.天天爱科学（教育前沿），2023（04）：4-6.

[3] 陆健红.立足科学学科 开展跨界整合：小学科学“跨学科教学”的实践与思考［J］.江西教育，2022（24）：82-84. （上接第110页）

[4] 以增强论证的可信度和说服力。观点的验证是一个持续的过程，教师应鼓励学生保持开放的心态，考虑不同角度的证据和观点，不断修正看法，形成更全面、准确和可信的论证，从而提升他们的批判性思维和科学论证能力。

[5] 5　搭建论证反馈平台，提高学生论证质量

[6] 在科学教学中，学生的论证水平至关重要。然而，很多学生在论证时常感到困难，缺乏自信和实践经验，导致论证质量难以令人满意。为了帮助学生提升论证水平，教师可以设立一个论证反馈平台，为学生创造一个互动交流的机会，让他们分享观点并论证，从同学和教师的反馈中获得启发和改进的机会。在这个平台上，学生可以分享自己的论证材料，与同伴交流想法和观点。他们可以讨论和评价其他学生的论证，提供观点和建议。同时，他们还可以从其他学生的作品中汲取灵感，拓展思维。通过与他人互动，学生能够不断改进论证思路，并获取新的论证思路。

[7] 教师可以在平台上对学生的论证进行评估和指导，及时提供反馈。教师可以引导学生进行有效的论证，提供专业的反馈和评价，帮助学生准确把握论证的关键点和方法，提高论证质量。同时，平台的评估功能可以帮助学生认识到自己的不足之处，并找到改进的方向。为了激励学生积极参与平台活动，可以设立评价机制。对在平台上表现出色的学生给予支持，激励他们不断努力。这样，学生就会更主动地参与反馈和论证，不断提高论证能力。此外，平台还提供论证技巧和案例供学生参考学习。学生可以通过学习案例，了解常见的错误论证类型和避免方法。同时，平台能促进学生之间的互助合作，可以组成小组一起进行项目论证。通过合作，学生相互学习、相互借鉴，共同提高论证水平［1］。

[8] 结语

基金资助

聊城大学文科科研2019年度小学STEM教师职前培养课程开发研究(321021932)

校级“金课”课程2019年度小学科学课程与教学论建设项目(311101915)