中华优秀传统文化源远流长、博大精深，蕴藏着极其丰富的先祖智慧。在基础教育阶段，将中华优秀传统文化融入科学教学是当前学校教育值得探索的重要课题。《义务教育科学课程标准（2022年版）》在课程内容、教学策略以及教材编写建议中，强调了传承与弘扬传统文化精神以及技术创新思想的重要性。在教学实践中推广中华优秀传统文化，不仅能使学生更直观地理解教材知识，促进学生对文化的理解与内化；更能使学生从中体验中华优秀传统文化的精神内核，形成中华民族应有的品格与精神。为探讨中华优秀传统文化的深度融入之道，笔者对融入的逻辑理路和实践路径进行探析，尝试提出了一种可行的模式，并通过个案研究加以验证，以期为素养本位的课程改革提供有益的参考和启示。
1 中华优秀传统文化融入科学教学的逻辑理路
1.1 科学教学中中华优秀传统文化的深度融入是基于核心素养的“双向融合”
这种基于核心素养的“双向融合”旨在培养既承载深厚文化底蕴，又具备严谨科学逻辑和创新意识的新型人才。因此，教师要甄选融通科学精神与文化精髓的“融合体”，即那些既能亲身体验又能展现科学本质，也富含传统智慧与文化价值的素材。《中华优秀传统文化进中小学课程教材指南》中有很多文理交融的典范，如四大发明、度量衡制度、中医、二十四节气、文房四宝等
［1］。此外，教师还可以从现有的科学教材中挖掘更多的文化议题。例如，天文学领域的圭表、日晷、浑天仪等观测仪器，物质科学领域的指南针、孔明灯、造纸等伟大发明，农业方面的选种种植、养蚕缫丝等传统技术，以及建筑领域的拱形、榫卯结构等构造方式。
1.2 科学教学中中华优秀传统文化的深度融入关键在彼此结构的“内在关联”
科学与中华优秀传统文化各具特点，分属不同知识体系，这里有一个融入逻辑的问题。科学探究通常始于对现象的观察感知，通过分析构成与属性明晰本质，再借助建模展示深刻内在过程，最终推动科学创新发展。而文化的理解与传承，则从体验、认知与反思的文化理解开始，逐步过渡到鉴别、接纳与自信的文化认同，进而迈向实践、继承、传播与创新的文化践行与深化过程
［2］。科学与中华优秀传统文化皆蕴含对未知的探索和对真理的追求，都需创新思维和转化发展之法，均有感知、理解与实践的过程。这些是两者“自内而外”融合时的可关联点。
1.3 科学教学中中华优秀传统文化的深度融入指向学科融合的“育人价值”
中华优秀传统文化具备丰富性、综合性等诸多特征，适宜以跨学科实践活动的形式融入科学课程
［3］。这样的跨学科实践，一方面在打破学科壁垒、拓展跨学科资源以及培养学生跨学科能力方面发挥着积极效用
［4］；另一方面，能使学生深切感悟古人的探索精神与创造智慧，从而增强文化理解、提升民族自信，同时形成良好的品德修养和价值追求。科学探究的过程本身就是一次文化践行，由此产生的文化情怀更具育人深度。从这个层面来讲，中华优秀传统文化的深度融入，让科学课程的育人价值得以充分彰显，为培养全面发展、具有深厚文化底蕴和创新能力的学生提供了强大支撑。
2 中华优秀传统文化深度融入科学教学的实践建议
2.1 “学科本位”的融入原则
在科学教学中深度融入中华优秀传统文化，必须坚守学科立场。科学既是融入的关键核心，更是学生认识世界的视角、方法与立场，能够帮助他们基于科学逻辑去理解和传承文化。因此，在进行跨学科融入时，应重点突出科学的核心价值观、思维模式以及学习策略方法。以“科学”为核心，以“中华优秀传统文化”为半径，在确保科学本质不偏离的同时，拓展跨学科实践的育人范围。教师可以根据《义务教育科学课程标准（2022年版）》的13个学科核心概念，搜集、整理相关的中华优秀传统文化资源，为其跨学科融入提供灵感与借鉴。例如，以核心概念“物质的运动与相互作用”中“力是改变物体运动状态的原因”这一学习内容为例（
表1），列出一系列可融入的中华优秀传统文化资源
［5］。
2.2 “以器启道”的融入策略
在科学教学中深度融入中华优秀传统文化，是利用现代科学的知识、技术和逻辑，探究传统程序、工具或器物，以理解和传承中国优秀传统文化精髓的过程。这是一种“以器启道”的跨学科融入策略：以具体的“器”为切入点，让学生在对具象“器”的观察、操作和探究过程中，体悟和理解抽象的思维方式和价值观之“道”。即通过对形而下之“器”进行格物致知，渗透对形而上之“道”的理解和传承（
表2）。“以器启道”是科学课程落实学科育人目标的独特理念与方法，符合学生的认知规律，既能激发学生学习的兴趣和主动性，又有助于学生综合素养的培育。用科学视角审视传统文化，坚持创造性转化和创新性发展，能够引导学生“在价值获得中产生价值理解和价值认同，在价值实践中体悟价值与传承价值”
［6］。
2.3 “纵横关联”的融入模型
笔者构建了一个“纵横关联”的融入框架（
图1）。这个框架从纵向看，左侧的“科学探究”为核心要素，包含现象呈现、构成观察、属性分析、建模演示、创新提升的探究过程；右侧的“文化传承”是融入要素，分文化情境感知、文化内涵理解、文化特征探究、文化制品创作、联系社会推广、总结评价反思6个环节
［7］。这两个要素自成体系，同时又有共性之处，都涉及感知、理解与实践过程，只是对象各异。基于两者的横向结构共性，科学教学中中华优秀传统文化的深度融入过程可分为感知（Perception）、理解（Understanding）、实践（Practice）3个递进阶段。
（1） 感知阶段（Perception）。在科学教学中深度融入中华优秀传统文化，以对特定文化现象的感知作为科学探究的起点。这种现象同时具备科学和文化的特征：首先，它们明显包含“传统智慧”的元素；其次，其中蕴含的科学原理既能够被学生理解，又具有一定的挑战性；第三，尽管这种文化现象与现实生活存在一定的距离，但学生仍然可以通过资料学习和亲身体验来感知和理解；最后，最好还蕴含一定的文化伦理价值。这个阶段可以通过图片、视频等形式，展示相关历史事件的真实故事和文献记载等，让学生于具体的文化情境中去感受对象。通过这种方式，建立文化的沉浸感，激发他们发现新问题。
（2） 理解阶段（Understanding）。这个阶段从分解要素开始，深入剖析其属性和特征，然后据此构建模型，阐述各要素之间的关系以及文化制品的运作原理和过程。这是科学精神凸显的阶段，即通过审慎观察、要素还原、属性分析和要素模型化等进行文化现象的探究。而作为传统文化的某种程序、工具或器物，也在这里以更现代的方式被展示、理解和接受。通过项目化学习的方式，遵循“任务—材料—标准—程序—操作—评价—方案迭代”的路径，经过文化载体的感知和创造性体验，让学生对特定文化现象深入体验与理解，从而形成两者内在的强化融合效应。
（3） 实践阶段（Practice）。在经历过“以文化现象为情境和对象的科学探究”之后，从具体的“器”的文化背景和知识原理中跳脱出来，反思传统文化“道”的问题，实现“从器到道”的升华，达成科学精神和文化精髓的统一。科学教学中中华优秀传统文化的深度融入，正是学生的“见闻之知”与“德性之知”紧密结合且统一起来的过程
［8］。这一过程，在培养科学能力和发展科学精神的同时，增强文化认同与理解，孕育国家情怀和民族自信，对学生价值观的形成具有深远的影响。
3 典型案例：“倒不满的杯子”
基于以上认识，下面以“倒不满的杯子”（即欹器）项目为例，进一步阐述科学教学中中华优秀传统文化深度融入的具体实施过程，并在实践中考察该模式的可行性与有效性。
诞生于3 000多年前的欹器是中国古代的“物化”座右铭，通常置于座侧，时刻给予人戒骄戒躁的诫示，是一项伟大的古代科技发明和珍贵的文化遗产。它作为西周时期的庙堂宥坐之器，以其“满招损、谦受益”的寓意体现了我国古代的精神高度；作为古代的科技产物，它体现了先人对力学原理的掌握和高超的制作技艺，涉及的是运动力学中“重心与平衡”的问题。因此，欹器既是我国古代科学技术和辩证思想的巧妙融合，又是一个很好的科学精神与文化传统的“融合体”。
3.1 教学目标分析
“欹器”作为一个有时间跨度（人文历史）和学科深度（科学探究）的物体，一方面学生能直接体会到重心原理是如何在一个实物中展现出来的，同时它又不仅仅是一个简单的实物，而是凝聚着中华民族数千年传统智慧的物件。它纵向连接着过去与现在，打通了三千年的历史厚度，而横向则包含着物质与能量、稳定与变化等更具迁移解释力的跨学科概念。
据此，这一项目的教学目标可以描述为：（1） 了解欹器的结构与特点。（2） 在观察、制作、改进中认识到重心与欹器稳定之间的关系。（3） 会自制欹器，在制作过程中发现问题并找到解决方法。（4） 了解欹器为什么被作为座右铭，并从中得到启发。教学目标分解如
表3所示。
3.2 教学活动设计
（1） 感知阶段（Perception）。此环节主要是创设情境、引入话题，再利用视频展示、感知对象。
首先，从常常提及的“座右铭”导入，说说自己喜欢的正能量的话，再通过视频了解“座右铭”的由来。学生在视频中发现，用于警示的“座右铭”最早是一个文化器物，从而激起他们的好奇心。接着提出问题：关于欹器，你有什么想知道的？将学生感兴趣的话题罗列出来，作为本课研究内容，比如：是怎么做的？有什么用？为什么要发明？为什么能代表座右铭？这里更多展示的是欹器外在的文化属性，即一件有趣的“古物”，而它的科学意味暂未显露。
（2） 理解阶段（Understanding）。此环节主要是观察构成、分析属性，再尝试复原、调整改进。
首先，学生通过阅读古籍资料中的《孔子观欹器图》（
图2），发现欹器一般由支架、容器、盛水盆、连接物四部分组成。随后，通过分析欹器倒水前后的变化，找到欹器的物理属性：无水时会倾斜，水至一半状态会由倾斜变为端正，装满水后则会倾覆并复位，即“虚则欹，中则正，满则覆”。至此，欹器的科学味愈发浓郁，从起初的未知之趣到此时的变化之趣，学生对这一文化器物越来越感兴趣了。接着，学生通过体验用简单的材料复原欹器，理解其工作过程和科学原理。学生在不断试错、发现问题、改进迭代的过程中，发现欹器的精度问题关键在轴和重心的位置（
图3）。学生在制作体验中逐步清晰地认识到欹器的翻转与重心有关。同时也正是基于这样的科学原理，古人说欹器是“倒不满”的，还会有规律性地呈现“满则覆，虚则欹，中则正”的现象。这是欹器的另一个有趣之处——变化中的“稳定”。
（3） 实践阶段（Practice）。本环节主要分析原因，体悟价值。
在充分体验探究的基础上，学生心中仍有一个疑惑，即为何“欹器”会被古人作为自我约束的座右铭？在成功复原欹器后再思考这个问题，学生就更容易从“倒不满、满就翻”的表现中获得体悟和启发，从而将所见科学现象与个人德行的“谦”“满”相结合。从科学的维度，学生学会了如何制作，掌握了重心的原理和平衡的问题。从文化的视角，这种器物成了我们的座右铭，那种注水适中端“正”的最佳状态，正是无过无不及的中庸之道的体现
［9］。
在认识欹器的过程中，学生既关注到欹器的物质属性，又关注到其所蕴含的精神价值。“观器论道”，将具有实践智慧的有形器物与“人生价值”联系起来，体现了古人先贤探究创造、自我思辨的思想精神。欹器，一个既有意思又有意义的内容，既有对“物质与能量”“稳定与变化”这些科学概念的理解，也有对STEM这种综合学习方式的展开，还有对文化历史、价值塑造的观照，是体现“以器启道”的良好范例。正是这种传统文化与学生内在情感、体验、价值的深度关联，将学科育人扎根于立德树人之上，让学科核心素养生发出跨学科的综合素养。
由此可见，在中华优秀传统文化之“物”的探究实践中，理解和体会中华优秀传统文化之“理”，能更好地把“科学”与“传统”融合统一起来。中华优秀传统文化深度融入科学教学，是发挥课程育人关键作用、落实立德树人根本要求的一体化实践举措。“纵横关联”融入模型，是中华优秀传统文化融入科学课程的一种积极尝试。虽然它不一定是唯一模型，也可能不完全科学合理，但随着教育实践和理论的持续发展，还可以不断对该模型加以修正和完善。然而，有一点我们满怀信心，即通过这样的框架，我们建立起了一种逻辑与结构思维。这样，我们就能更好地设计教学，从而尽可能避免出现融入缺乏深度、理解流于表面的问题，以提升中华优秀传统文化融入科学课程的效能，助推课程品质和育人价值的双重升华，进而促进学生综合素养与跨学科思维的提升。
各学科在发展过程中呈现出交叉融合的趋势，学科融合逐渐成为科学课程发展的必然方向，体现出比传统教学更为丰富的育人功能和优势。科学教师需要具备跨学科整合与设计教学活动的能力，深入挖掘课程内涵，在教学设计中主动打破学科界限，整合人文与艺术资源，构建多元开放的学习空间，使学生在真实问题解决中综合运用知识，促进学生核心素养全面发展，更高质量地实现教学目标，推动小学科学教育质量的提升。
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