基于具身认知的小学科学跨学科教学策略探究

摘  要：《义务教育科学课程标准（2022年版）》中明确指出小学阶段的科学教学需要设立跨学科学习活动，优化科学课堂教学。近年来，具身认知理论的兴起为小学科学的跨学科教学打开了新思路。因此，文章主要从具身认知和跨学科教学的关系，基于具身认知的跨学科教学内容和教学策略三个方面展开阐述，旨在有效提升学生的科学素养，帮助学生形成正确的价值观、必备品格和关键能力，实现全面发展。

关键词：具身认知；体验；跨学科；科学素养

中图分类号：G623.6    文献标识码：A    文章编号：1673-8918（2024）36-0016-04

作者简介：顾思哲（1991～），女，汉族，江苏太仓人，太仓市浏河镇新塘小学，研究方向：小学科学教育教学。

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）中明确指出：小学阶段的科学教学需要设立跨学科学习活动，加强学科联系和课程综合性与实践性。相比于其他的学科，小学科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性，故科学教学本身就具有跨学科教学的特点。随着具身认知理论的兴起，科学教师应首先要厘清具身认知与跨学科教学的内涵与关系，基于新课标要求和具身认知理论，并结合自己的实际教学与学情，合理组织有序递进的教学内容，形成更具针对性和实效性的跨学科教学策略，培养学生的科学素养，促进学生的全面发展。

一、 厘清具身认知理论与科学跨学科教学的关系

（一）理解具身认知理论与跨学科教学的内涵

1. 具身认知理论

具身认知理论认为身心是一体的、统一的、不可分离的。学生的认知是基于身体对外在世界的感知与经验，学生的思维应与实践结合，课堂与实际生活结合，从而让学生身心合一，解放学生的身体，释放学生学习探索的天性。

2. 跨学科教学

跨学科是指打破学科的边界，链接、整合和联动各学科形成有机的方法体系。跨学科教学汇聚两个及以上的学科概念来解释现象、推理现象、解决问题、创造作品，让学生产生新的知识，获得更深的理解。

科学教师需要顺应时代发展，加强理论研究，更新教学观念，优化教学策略。当我们从具身认知的角度对科学跨学科教学进行理解，能够更贴合学生的认知发展规律，形成有针对性、有实效性的教学策略与方法，保障新课标的落实。

（二）梳理具身认知理论与科学跨学科教学的关系

1. 跨学科教学丰富学生的具身体验

跨学科教学结合了多门学科的课程特点，综合锻炼了学生多方面的能力与态度，包含了理性与感性、记录与表达、传承与创新等。由此我们在设计教学活动时，应该结合不同学科特色，尽可能地调动学生视、听、嗅、触等多种感官的整体参与，让学生多体验、全身心地参与到科学课堂学习中，丰富具身体验，感悟科学学习的乐趣和真谛，习得更深层的科学知识和技能。

2. 具身认知有效促进跨学科教学

具身认知的方式是多元的，学生通过各种具身体验获得对知识的切身感受，树立正确的科学认识。我们要鼓励学生将所学的科学知识与技能广泛应用于解决学习生活中遇到的各种问题，打通科学学科与其他学科、日常生活之间的壁垒，有效促进小学科学跨学科教学，推动课程综合化的实施。

二、 基于具身认知，合理组织跨学科进阶内容

具身认知主要指学生的认知水平是由自身身体的内在生理结构、身体的活动运动方式、身体的现时状态及身体的感知运动经验所决定的。新课标中也提到：我们要基于学生的认知水平和知识经验，科学安排学习进阶。

我们可以根据学生的前概念和教学目标要求选择不同的跨学科内容精心整合、合理组织，使得教学内容由浅入深、由表及里、由易到难，顺应学生螺旋式上升的认知发展规律，帮助学生更好地理解和应用科学知识。

例如：观察动植物活动可以有效融合语文、数学和美术学科，低年级可以要求简单绘制动植物的简图，并附上简单的词汇描述其主要特征；中年级可以要求绘制动植物的生命周期以及生长变化统计图；高年级可以要求绘制图文结合的动植物自然观察笔记。我们借此鼓励学生坚持长期观察并记录，根据学生年龄的增长、学习能力的提高，逐渐提出阶梯式递进的要求，培养学生坚持不懈地求真探索精神，在一定程度上也提升了学生的写作能力、统计能力和绘画能力等。

我们要根据学生的原有基础，将科学学科与不同学科有机整合，合理规划适合不同学段的、螺旋上升的教学内容，夯实学生的科学知识基础，逐步提升学生的综合能力。

三、 丰富具身体验，实践探索跨学科教学策略

具身认知认为，学生的观念、思维、概念的形成都源自身体的体验。通过多维度、多渠道的身心体验活动，促进学生自主地进行深度学习，从而不断修正自己的前概念，建立更为科学、准确的认知。具身认知理论是深化课堂改革的重要理论基础，也为开展小学科学跨学科教学提供了理论指导，有助于我们在教学实践中形成更有效的教学策略，丰富学生的具身体验活动，促进学生的全面发展。

（一）整合多元体验，开展项目化研究

在日常科学教学过程中，应基于大概念教学的理念，将新课标中的13个核心概念和4个跨学科概念加以整合开展教学，注意科学知识之间的横向与纵向的关联，围绕一个研究主题开展项目化研究，使学生的认知水平、理解能力、探究能力和运用能力等循序渐进地发展。

例如：六年级下册《小小工程师》单元，从贴近学生生活的房屋建造工程入手，帮助学生一步步认识工程，引导学生经历完整的“工程”建造过程：明确任务——设计——建造（模型）——测试——评估——改进。通过建造塔台的项目化研究活动，学生初步建立起对工程的了解，培养了学生的工程实践能力和创新能力，从而让科学学习的开展更为活泼和真实。

1. 创设情境，情感体验

小学生以形象思维为主，真实、具象的研究对象更容易引起触动，教师需要通过创设具体的情境，给学生营造一种身临其境的感觉，帮助他们快速地进入课堂氛围中，激发他们的学习兴趣与动机。情境体验的活动不仅可以作为课堂的导入，还可以贯穿整节课堂。故整个单元教学可创设“小小工程师”这一情境，围绕“建造塔台”核心任务，按部就班、循序渐进地引导学生参与工程建造的全过程。尤其在后续的测试环节，随着塔台模型承重书本的不断增加，学生的喜悦感和成就感也不断提升，可充分体验到工程建造成功的乐趣。

2. 具身活动，实践体验

具身认知理论认为，认知过程根植于人们的身体活动。本单元学生可与同伴合作完成塔台模型的设计与制作，并经过一系列测试，评估和改进本组的塔台。学生在体验和实践中，感悟工程设计的基本方法和精神，理解工程的复杂性、系统性和反复性。如学生能准确分析数据，找到本组塔台模型的优缺点，并根据数据和测试经验明确问题及改进方向，就能培养学生的数据分析意识和工程技术中严谨的科学态度。

3. 合作体验，鼓励创新

本单元的活动应主要以小组合作探究为主，给予学生充分动手探究的时间和机会，突出学生的主体地位。在实践过程中，教师要注意培养学生的团队意识，教会他们合理分工，乐于分享，齐心协力建造出令人满意的塔台作品。鼓励学生大胆创新，设计并搭建出不同外观、功能多样的塔台模型，让学生在轻松愉快的氛围中高效地完成建造活动。

诸如此类的例子还有很多：给蜗牛建一个家、做一顶帽子、我们来做“热气球”、制作我的小乐器、模拟安装照明电路……通过围绕某一主题设计关键的学习任务和实践活动，可引导学生一步步进行研究，注意不同学段学习内容的衔接和进阶，将课堂学习与实验、户外考察、设计制作等实践过程相联系，打破教学时间、固定地点的传统教学模式，丰富学生的多元体验，有效提升其综合素养。

以项目化学习开展教学是基于核心素养的跨学科教学的特征之一，应从学生熟悉的事物出发，使其从熟悉中体验新奇，从已知中发现未知，这符合学生的认知规律也契合具身认知理论的观点，可有效激发学生的认知内驱力。学生能够把不同学科中学到的知识、技能等自主整合到一起，灵活应用于解决项目问题，并在解决过程中加深对项目主题的理解，实现深度学习，提升学习能力。

（二）整合多门课程，实现“五育并举”

科学跨学科教学是科学课程体现育人价值的必然要求，它有着以下几方面的优点：促进学生知识与能力的综合运用、激发学生有效形成创新思维、使学生形成正确的学习态度责任心。因此，我们在教授科学知识的过程中需要整合多门课程，从德智体美劳全方位培养学生的综合素养，从而实现“五育并举”。

1. 整合数学课程，提升思维能力

科学实验探究中，很多数据的处理与统计、模型的设计与建立都离不开数学课程。那么，教师在实验教学时要尽可能让学生主动联系并灵活选用数学知识和数学思维方式来解决问题。例如，水温变化折线图、气温柱状图、相貌特征扇形图、绘制校园平面图、制作八颗行星模型等，通过绘制图表、分析数据、建立模型等方式，学生能够有理有据地发现其中的科学规律，学会用数学思维解决科学问题，从而有效提升学生的思维能力，培养严谨的科学态度。

2. 整合语文课程，锻炼表达能力

科学课堂上不乏有许多听、说、读、写的机会，教师应巧妙利用好这些机会，设法使之带有科学色彩，在培养科学素养的同时提升语文素养。例如，中年级学生需要自己饲养蚕宝宝和种植凤仙花，教师可以鼓励学生撰写观察日记，提醒他们注意科学词汇的运用，并让他们在课堂上展示分享，锻炼孩子的写作和表达能力。

同时，教师可以鼓励孩子课外多阅读一些科普书籍，积累自己的科学词汇和知识，增长自己的见识，提高他们的阅读、自学能力。值得一提的是，教师还可以鼓励学生善于发现古诗词中蕴藏的科学道理。例如：“可怜九月初三夜，露似真珠月似弓。”结合月相变化规律，学生可以推断出此时的月相为亮面在右边的峨眉月。通过研究古诗词，在弘扬了中华民族传统文化的同时培养了学生的科学探究精神。

此外，我们还可以围绕某一研究主题开展“小小辩论赛”的活动，鼓励学生课前多角度多渠道搜集证据证明自己的观点，用辩证的思维看待科学技术与我们的生活。小学的科学学习，覆盖面特别广，小到生活中物体的基本性质，大到宇宙中天体运动的规律，有的是已经被科学家破解的问题，有的则是未解之谜。应鼓励学生在学习的过程中对不清楚的地方敢于提问，对存在异议的地方勇于质疑，这样才能使其更加全面地了解、掌握知识。如：六年级上册《微生物与健康》一课，教师可组织学生围绕“微生物有利（不利）我们的健康生活”这一主题开展辩论赛。学生双方通过查阅资料、整理归纳和辩论交流，最后得出正确结论，能够一分为二地看待微生物与人类健康生活的关系，形成更为深入、全面的科学认识。学生在据理力争的过程中，自己的表达能力和质疑能力也得到了不断提升。

3. 整合美术课程，培养审美能力

科学探究记录通过画图更为直观便捷。例如：动植物的生长周期、显微镜下的微观世界、校园生物分布图等。学生通过贴一贴、画一画等方法如实记录自己的发现，教师可展示优秀作业供学生修改完善，不断提高学生的绘画能力和审美能力。比如《溶解的快与慢》一课中，为了便于学生理解和掌握对比实验，能够清楚实验中需控制的变量，笔者采用了画图的方法进行表示。学生通过实验简图，能够进一步明确实验中的相同条件和不同条件，从而有条不紊地开展实验，提高实验效率。再如《食物在体内的旅行》一课，通过让学生贴一贴消化器官，可帮助学生更清晰地明白各个消化器官在人体内的具体位置及其作用，并对“结构与功能”这一跨学科概念有更深入的理解。

4. 整合思政课程，培养道德情操

我们要坚持“立德树人”的根本任务，准确把握住科学课程的育人价值，将科学教学工作与德育工作有机地结合起来，将思政内容自然地融入科学课堂的各个环节之中，例如：《宇宙》单元的航天精神、《环境和我们》单元的环保精神、小组实验时的合作精神……还有众多科学家故事中蕴藏的爱国精神和探索精神，让学生在学习科学的同时体验做人、做事的道理，让学生在学习与探究科学的过程中情感得以熏陶，品德得以培养，成为德才兼备的社会主义接班人。