科学课堂中跨学科教学的设计与实施

［摘 要］跨学科教学不仅可以开阔学生眼界，丰富学生的学科知识，还有助于提升学生的核心素养。基于科学新课标及科学课程的特点，教师应以发展学生核心素养为出发点与归宿确定教学目标，把科学教学与劳动、数学、语文、美术等学科教学整合在一起，聚焦科学教材，设计跨学科学习任务，让学生真正经历科学探究的过程，获得核心素养的发展。

［关键词］科学教学；跨学科学习；设计；实施

［中图分类号］ G623.6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2024）30-0068-03

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“科学新课标”）指出：“设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求。”小学科学教学不仅要注重知识的传授，还要注重培养学生对自然现象的好奇心和探究精神。跨学科学习有利于激发学生的学习兴趣，帮助学生建立起科学与其他学科之间的联系，让学生感受到科学的应用价值。那么，科学课堂中，如何引领学生进行跨学科学习呢？下面，以教科版科学教材四年级下册第一单元“植物的生长变化”的教学为例进行探讨。

一、素养立意，准确定位跨学科学习目标

小学科学核心素养的四大维度，包括科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。跨学科学习背景下的小学科学教学，教师不能把跨学科学习简单地认为是不同学科知识的叠加，而应以帮助学生形成适应个人终身发展和社会发展所需要的必备品格与关键能力为出发点和归宿。

如教科版科学教材四年级下册第一单元“植物的生长变化”，内容包括《种子里孕育着新生命》《种植凤仙花》《种子长出了根》《茎和叶》《凤仙花开花了》《果实和种子》《种子的传播》《凤仙花的一生》。依据单元内容编排及科学新课标的特点，教师制订本单元跨学科学习目标。

科学观念目标：知道不同植物的种子，它们的颜色、大小和形状各不相同；知道种子在适宜的条件下可以萌发，长成一株植物，这株植物又会结出果实，植物的物种就是这样繁衍的；知道种子的传播方式有哪些及植物的生长需要具备哪些条件。

探究实践目标：种植与培育植物，亲自种植凤仙花，能够准确地测量出植物的高度变化；根据自己的观察提出科学问题，并能够依据自己的观察进行预测；能够把自己观察和记录的现象用自己的语言描述出来，融合劳动、信息科技、数学、语文、美术等学科知识，运用统计图表、列表和画图等适宜的方法处理相关信息，通过查阅分析等方法获得问题的答案。

科学思维目标：通过观察、比较、分析、概括等方法了解植物的生长变化。

态度责任目标：形成用事实说话的意识，树立科学要讲究实证的思想；激发学生关注和研究生命现象的兴趣，培养学生的合作能力与坚持做好一件事的决心。

本单元教学，可将科学学科知识与数学、语文、美术等学科内容整合在一起，以拓宽学生的学习领域，增强学生的探究学习效果。为此，在本单元跨学科学习活动中，教师基于素养提升确定教学目标，可以让学生的学习方向更加明确，有效避免科学教学偏离航向的现象产生，促进跨学科学习目标在课堂中的落实。

二、聚焦教材，精心设计跨学科学习任务

在小学科学教学中，教师在设计跨学科学习任务时应以教材为基础，结合单元编排特点或者课程内容特点，把科学与其他学科内容整合在一起，通过任务驱动的方式引领学生学习。

1.聚焦单元主题

教科版科学教材的每个单元都围绕相关的主题组织内容。在跨学科学习过程中，教师聚焦单元主题设计学习任务，能让学生的探究方向更加明确，促进跨学科学习目标在课堂中的落实。以“植物的生长变化”的单元教学为例，本单元的核心概念是种子、种子的茎和叶、果实和种子、种子的传播等，学习内容涉及多个学科。如果将本单元的内容按部就班地分解开来进行教学，学生学到的科学知识就会是点状的、琐碎的，难以形成对植物生长变化的整体认知。而围绕单元学习主题，找准科学与劳动、信息科技、数学、语文、美术等学科的融合点，设置跨学科学习任务，则可以让学生对植物的孕育、生长过程有一个系统的了解，使学生不仅习得科学知识，还能感受到科学与其他学科之间的联系。

2.突出学科关联

在实施科学跨学科学习之前，教师要引导学生发现科学与其他学科之间的关联，并把科学知识与其他学科的知识整合在一起，以丰富学生的认知，提升学生的跨学科学习质量。

（1）科学与信息科技整合

信息技术集声音、图画、音乐和网络等相关知识于一体，对学生了解多学科、多领域内容具有直观性和辅助性的作用。在小学科学教学中，对于一些难以解释的科学现象，教师借助信息技术来帮助学生理解，可以使学生对科学现象的感受更加直观、深刻。如教学《种子里孕育着新生命》一课时，教师先借助信息技术把各种种子的图片展示给学生看，以激发学生的学习兴趣；然后以蚕豆为例，把它的解剖图展示给学生看，让学生知道种子的胚芽、胚根和子叶分别指的是哪个部位；最后借助信息技术把蚕豆的孕育成长过程展示给学生看，让学生直观地、近距离地感受种子是怎样成长为一株植物的。这样，为学生更好地掌握科学知识，获得对所学知识的深刻认识提供了条件。

（2）科学与数学整合

数学与科学之间有着密切的联系，尤其是在科学探究活动中，一些科学规律的获得往往需要依靠数学知识对科学现象进行量化、分析，且数学与科学的整合还能帮助学生更好地解决实际问题。在小学科学教学中，教师可以尝试引导学生用数学思维来解释一些科学现象，使学生对科学现象有更加深刻的理解，从而形成良好的科学观念。如教学《种植凤仙花》一课时，教材要求学生亲自参与种植凤仙花，并且通过小组合作的方式完成“植物生长变化观察计划”表。在这个计划表中，要求学生按照观察时间，填写凤仙花的植株高度、叶片数量以及它的样子、自己的发现和自己为植物做的事等内容。其中，测量凤仙花的高度属于数学学科范畴。教学时，教师可以让学生先回顾一下学过的米、分米、厘米等跟长度有关的知识，再测量凤仙花的高度，观察随着凤仙花的生长它高度发生了怎样的变化。这样可以使学生获得关于凤仙花生长变化的准确数据，为科学发现提供理论支撑。

（3）科学与语文整合

在小学科学教学中，对科学知识和科学现象的描述离不开良好的语言表达能力。教师把科学与语文学科融合起来进行教学，不仅能促进学生对科学知识的理解，还可以使学生的语言表达能力得到提升。如教学《种子的传播》一课时，植物有哪些传播方式？它的果实具有哪些特点？这些都是学生需要掌握的科学知识。为了帮助学生更好地掌握这些科学知识，教师把统编语文教材二年级上册《植物妈妈有办法》这首童诗推荐给学生阅读，从而把语文与科学整合在一起，引导学生在科学学习中发现植物传播种子的方法，再运用语文的方式来描述植物是如何传播种子的。这样不仅可以促进学生对植物传播种子方法的了解，而且有助于学生表达能力的提升。

三、真实探究，经历跨学科学习过程

跨学科学习具有很强的探究性和实践性。在小学科学跨学科学习活动中，教师基于教材内容特点，为学生创设真实的学习情境，依据学生学习情况搭建适切的展示平台，精心设计活动方案，引领学生亲历实验、探究、讨论和创造的过程，有助于落实跨学科学习目标。

1.创设真实情境

情境对激发学生情感，促进学生认知，引发学生思考等具有积极作用。在小学科学跨学科学习活动中，教师要依据学生学习需要创设真实有效的情境，引领学生经历科学探究的过程，使学生更深入地理解所学知识。如教学《凤仙花开花了》一课时，教师先创设问题情境：“你认识凤仙花吗？你知道凤仙花是什么样的吗？它的颜色有哪些？你知道凤仙花的花开花谢会经历怎样的过程吗？（播放凤仙花花开花谢的视频资料）”然后，让学生仔细观察凤仙花，并用放大镜观察它的雄蕊和雌蕊各有什么特点。最后，让学生运用美术知识画一画凤仙花，进一步认识凤仙花的特点。在小学科学跨学科学习活动中，教师创设真实情境要能够激发学生探究学习的内驱力，让学生能够在情境的作用下真正沉浸到探究学习中，让跨学科学习真正发生。

2.精心设计方案

关注学生科学思维的发展是科学教学的核心任务。跨学科学习不仅仅是知识的整合，更是思维的跨界。在小学科学跨学科学习活动中，教师依据科学学习内容，精心设计活动方案，引导学生展开多元思考，探究解决问题的方法，有利于发展学生的科学思维和科学核心素养。如教学《种子的传播》一课时，教师提出探究种子的传播方式这一学习任务后，并没有急于让学生动手操作或者死记硬背知识点，而是让学生先借助课前查找到的资料了解不同植物种子的外形特点；再观察苍耳、蒲公英、樱桃的种子，交流植物传播种子的意义；最后，运用语文学科知识说一说自己还知道哪些植物传播种子的方法。这样教学，可以开阔学生的视野，丰富学生的认知，拓宽学生的学习场域，把跨学科学习目标落到实处。

3.搭建展示平台

在小学科学跨学科学习活动中，教师依据教学内容的特点，为学生搭建展示科学成果的平台，可以促进学生对跨学科知识的积累，帮助学生发现自己的不足，进而形成完整的科学学习体系。本单元中的《种植凤仙花》《种子长出了根》《茎和叶》《凤仙花开花了》《果实和种子》这些内容都是围绕着凤仙花的种植、生长、开花、结果等方面组织与编排的，这样可以使学生对凤仙花的生长过程有一个全面系统的了解。为了帮助学生更好地感受凤仙花的生长变化，从凤仙花的种植开始，教师就可以让学生把自己参与凤仙花生长过程的图片上传到班级群中，也可以让学生把自己在种植过程中遇到的问题提出来，让大家帮忙解决。借助展示平台，学生可以及时发现自己种植过程中存在的问题，吸取他人的先进经验，为自己得出更加准确的科学结论提供条件。

综上所述，在实施小学科学跨学科学习的过程中，教师应从促进学生终身发展的目标出发，立足学生核心素养的培养，注重跨学科学习任务的有效设计与实施，帮助学生建立起科学与其他学科之间的联系，逐步提升学生运用所学科学知识解决实际问题的能力，促进学生科学核心素养的发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 刘晓敏.小学科学跨学科概念建构的教学策略[J].湖北教育（科学课），2024（3）：74-77.

[2] 张旭华.小学科学跨学科主题教学的实践探索[J].教育界，2024（7）：71-73.

[3] 曹志富.单元视角下的小学科学跨学科学习的设计[J].教育科学论坛，2024（10）：25-28.

（责编 刘宇帆）