科学跨学科概念的价值意蕴、联结方法与教学路径

［摘 要］科学新课标首次提出了跨学科概念。如何在教学中落实跨学科概念是一线教师必须解决的问题。小学科学跨学科概念具有促进学生认知系统化和结构化、助力学生构建科学观和素养观、促进学生能力与素质全方位发展等价值意蕴。在教学中，教师可以通过探寻学科核心概念、寻求概念链接锚点等方式将跨学科概念与学科核心概念联结起来，使跨学科概念真正落到实处，不断提升学生的科学核心素养。

［关键词］小学科学 ；跨学科概念；学科核心概念

［中图分类号］ G623.6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2025）06-0087-03

科学跨学科概念是科学研究中的一个概念范畴。它能超越学科界限，将多个学科中的零散知识整合为统一体，便于学生思考并内化知识，进而逐步探求科学的本质。《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“科学新课标”）中明确提出了13个学科核心概念和4个跨学科概念。其中的13个学科核心概念覆盖了1～9年级科学课程的全部知识，是学生需要掌握的核心内容，但科学新课标并没有给出4个跨学科概念的具体内容和学业要求，而是让学生通过学科核心概念的学习来进一步理解跨学科概念。

一、跨学科概念的价值意蕴

1.促进学生形成系统化和结构化的认知

跨学科概念从一个新的横向视角看待科学，把多个学科核心概念共有的次位概念综合为一个概念，因此一个跨学科概念常常联结多个学科核心概念，与学科核心概念属于一个知识层级。学习跨学科概念能够帮助学生形成一个更加完整、系统的知识体系，促进知识的整合与结构化，对学生系统、整体认识科学具有重要价值。

2.助力学生构建整体的科学观和素养观

跨学科概念是学生认识自然界的基本思想工具。科学课程作为一门综合性课程，引导学生学习跨学科概念，能够促使他们在多个学科领域的相关概念之间建立有机联系，并提炼出这些概念的本质特征。这一过程有助于学生从宏观角度全面把握科学概念，形成科学领域必需的跨学科素养，进而构建整体的科学观和素养观。

3.促进学生能力与素质的全方位发展

跨学科概念教学能够突破单学科知识领域的界限，将多个学科的知识进行交叉、融合，让不同学科的知识实现融会贯通。这不仅能让学生实现不同学科思维方式之间的转化，加深对科学知识的理解，还能够培养学生的跨学科思维能力和问题解决能力，不断激发他们的创新思维和批判性思维，促进其能力与素质的全面发展。

二、跨学科概念与学科核心概念的联结方法

在科学新课标中，跨学科概念、学科核心概念、技术与工程实践共同构成了科学课程内容的三个维度。其中，跨学科概念的作用是联结学科核心概念，整合科学课程内容。教师要寻找学科核心概念与跨学科概念之间的联系，从而有意识地设计教学活动，让学生在生活情境中开展探究活动，以深入理解跨学科概念并从科学的角度理解世界的本质。

1.探寻学科核心概念

单元教学目标或课时教学目标通常指向的是一般概念，教师需要先根据一般概念找到与之有关的重要概念，再进一步寻找它的上位概念，即学科核心概念。

例如，教科版科学教材三年级下册“动物的一生”单元中的养蚕活动，教师需要提取单元目标中相关的学科核心概念。如单元目标“动物生存需要空气、水、温度和食物等适宜的条件”对应科学新课标中学科核心概念的学习内容是“人和动物通过获取其他生物的养分来维持生存”，其上位概念是学科核心概念“生物体的稳态与调节”；单元目标“动物与植物以及其所生活的环境存在相互依存的关系”对应的上位概念是学科核心概念“生物与环境的相互关系”。以此类推，教师可以通过单元目标及科学新课标，进一步挖掘单元内容涉及的学科核心概念。

2.寻求概念链接锚点

下面以“物质与能量”跨学科概念在“动物的一生”单元中的渗透为例，说明如何确定学科核心概念与跨学科概念之间的链接锚点。

生命是物质运动的高级形式，在整个生命过程中始终贯穿着物质与能量的交换。在学科核心概念“生物体的稳态与调节”的学习中，学生明白了食物经过消化与吸收变成能量，使得生物体能够进行各种生命活动，教师可以相机渗透跨学科概念“物质与能量”。此外，学生经历了采摘桑叶喂养蚕的过程，也关注到桑叶的生长。桑叶通过光合作用获得了能量，而蚕吃桑叶使能量从一个营养级流入下一个营养级，这些都涉及跨学科概念“物质与能量”。

三、跨学科概念的教学路径

在教学中，笔者摸索出一条有效落实跨学科概念的教学路径：设计问题链—研制目标层—设计任务链—过程探究—迁移运用。仍以教科版科学教材三年级下册“动物的一生”单元中的养蚕活动及其涉及的“物质与能量”跨学科概念为例。

1.设计问题链

问题链是一系列有逻辑、有层次的问题，不仅能引导学生逐步深入探究概念的本质和内涵，还能培养学生的思维能力和自主学习能力。为了在教学设计中渗透跨学科概念，教师需要在教学设计时巧妙融入跨学科概念，通过设计合理的问题链来引导学生深入理解概念、掌握知识并提高思维能力。

2.研制目标层

KUD（Know-Understand-Do）模式由美国学者林恩·埃里克森提出，旨在推动学生从事实性知识走向概念性理解。在“动物的一生”单元中，笔者依托KUD模式制订目标如下。

学生将知道（Know）：（1）蚕卵里孕育着新生命，蚕卵孵化需要适宜的温度、湿度。（2）蚕各个阶段的外部形态特征、生活习性、生存条件等。根据蚕的生命周期来认识变态昆虫，依据昆虫的特征认识更多的昆虫。（3）动物的一生都要经历出生、成长、繁殖、死亡的生命历程。

学生将理解（Understand）：（1）动物生存需要空气、水、温度等适宜条件。（2）动物通过获取其他生物的养分来维持生存。（3）生命的整个过程需要能量的驱动。（4）通过桑蚕文化理解人类的生活环境。

学生将能做（Do）：（1）亲自喂养蚕、观察蚕、从蚕卵开始记录蚕一生的生长变化情况。（2）查阅中国的桑蚕文化，感受中国悠久的发展史。（3）创意实践，利用蚕茧制作手工艺品等，培养创新思维。

3.设计任务链

笔者根据教学目标，基于生活情境，将子问题转换成若干项解决问题的任务（见表1），围绕核心问题设计与概念层、问题链相适应的任务链。

4.过程探究

教师需要在真实、开放的问题情境中开展教学活动，并将任务链转化为活动链（见表2）。

5.迁移运用

教师可以引导学生用新知识来分析问题，进行概念的迁移。例如，为实现跨学科概念“物质与能量”在“动物的一生”单元中的迁移运用，教师可以设计以下活动：（1）创意设计，动手实践。组织学生通过制作动物模型、绘制生命周期、编写生命故事、绘制养蚕流程图（标注能量流动）等方式来加深对跨学科概念的理解。（2）阅读资料，交流分享。提供拓展阅读资料，引导学生理解昆虫的变态对其生存的重大意义，明白昆虫的变态是适应环境的结果。（3）搜集资料，分析理解。了解一种卵生动物的一生变化并分析这样变化的原因，进一步理解生命是物质的、物质与能量之间是能够进行转化的。

综上，在科学教学中，教师要了解跨学科概念的价值意蕴，并主动将跨学科概念与学科核心概念进行联结，将跨学科概念有效落实在日常教学中，为培养跨学科人才奠定基础。

［ 参 考 文 献 ］

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（责编 廖婷婷 杜 华）