科學思維培養下小學科學跨學科教學設計與實踐

□福建省廈門市湖明小學 林惠明

科學跨學科教學既是科學課程改革和發展學生核心素養的應然要求，也是對科學知識多維度與多層次融合的一種實踐要求，是科學課程育人價值的一種體現。在跨學科教學設計與實踐中，應注重學生的科學思維培養，使學生在跨學科中既能學習不同學科的知識，也能形成科學思維，達成核心素養的教育目標。

一、基于科學思維培養的小學科學跨學科教學設計思路

核心素養教育指導下，小學科學教師除了教給學生理論知識外，也應注重學生科學思維的培養。本章節將結合科學思維培養，分析小學科學跨學科教學設計思路。

（一）學生主體思路

跨學科學習有助于學生思維方法與價值意義維度的知識學習。在設計跨學科教學時，教師可以從學生主體角度出發，圍繞學生的認知、興趣來設計跨學科教學方案，以構建高效化的小學科學課堂，助力學生形成科學思維。

以蘇教版“善用自然資源”跨學科教學為例。課程目標是讓學生了解一些自然資源，并能樹立循環利用資源的意識。在跨學科教學設計環節，可以從學生興趣角度出發，例如，學生對生物知識感興趣，在自然資源中就可以多引入生物資源，提升學生對課程知識的探究欲望；學生對科學知識感興趣，就可以從善用自然資源角度，引入當前先進的能源利用技術，以滿足學生的學習要求。從學生角度進行跨學科教學設計，可以促進學生科學思維形成。

（二）教學方法思路

科學跨學科教學不僅是科學課程改革和學生核心素養發展的應然要求，也是理解科學知識多維與多層的必然要求，亦是科學課程育人價值體現的必然要求。好的教學方法可以營造趣味生動的課堂氛圍，讓學生能積極主動地投入學科知識學習。教師可以從多樣化教學角度設計跨學科教學，以培養學生的科學思維。

以蘇教版“多樣的生物”跨學科教學為例，課程目標是了解生物的一些生存條件，以及生物的多樣性。在本課程的跨學科教學設計方面，可以從主題情境、實驗活動、生活話題等角度展開，例如，引入主題情境教學方法，從生物、語文等角度展示一些生物的生存習性，在情境氛圍的影響下，學生會提升對生物生存條件的認識。開展有關探究生物生存條件的實驗活動，讓學生在觀察、實驗中進行分析推理，逐步掌握生物的有關知識，了解生物與生存條件之間的關系。從生活話題角度，引入當前社會發展與環境保護、生物保護方面的科學技術等，在生活話題的引導下幫助學生逐步建立生物多樣性保護的價值觀念。通過多樣化教學手段，教師不僅提升了本課程的教學效果，同時也能促進學生科學思維形成。

二、基于科學思維培養的小學科學跨學科教學實踐舉措

上述分析總結了小學科學跨學科教學的一些思路，結合這些思路能達成科學思維培養的目標。但在實踐過程中教師可能會受到教學方法的制約，導致實踐教學效果不理想，以下將對教學方法進行詳細闡述。

（一）建立情境，推動跨學科實踐

科學思維也是跨學科素養的重要組成部分之一，能夠幫助學生發展綜合性的思維能力。實踐環節教師可以結合情境引入跨學科教學，生動趣味的情境氛圍能激發學生學習主動性，讓學生在疑問、探究、總結中逐漸形成科學思維。

以蘇教版“空氣有質量嗎”跨學科教學為例，課程目標是讓學生認識空氣，了解空氣具備一定的質量，并在探究中測量空氣的質量。從課程內容來看，跨學科教學時可以從物理、數學的角度開展，例如，從物理的角度，可以搜集一些有關于空氣的物理知識，使學生知道物體質量屬于物理學中的一個基本概念，也是物體所具有的物理屬性；從數學的角度，可以計算測量空氣的實際質量，在動手測量中實現對物體質量的探討。課前準備方面，教師需要做好物理素材與數學測量工具的準備，并擬定完善、合理的教學方案，設計符合學生探究學習的情境；學生準備方面，指導學生在課前預習之前學過的知識，在此基礎上，思考空氣是否有質量、空氣的質量為多少等，以便于后續課程的探討。在課堂教學環節，教師先從物理學科角度創設“空氣中的物理”情境，利用多媒體設備的方式播放有關物理方面的空氣知識，之后引導學生在小組合作中實現探究，以幫助學生了解物理方面有關空氣的知識。之后再從數學層面出發，設計“空氣與數學”的實踐情境，讓小組學生設計測量空氣質量的方案，并依靠一些數學工具與數學方法進行測量。在情境的指導下，學生通過合作能有效了解空氣質量方面的知識，從而實現對本課程知識點的探究，形成科學思維。等課程結束之后，教師在課后作業環節可以從歷史學科角度設計閱讀任務，例如，閱讀一些與空氣有關的科學材料，豐富學生的科學認知，以加深學生對“空氣”認識，從而助力學生形成科學思維。

以蘇教版“保護土壤”跨學科教學為例，課程要求學生了解我國當前的土壤現狀，知道人類對土壤的一些破壞活動，并能在實驗中了解如何保護土壤。本課程可以從歷史、語文、化學、思想品德等方面開展跨學科教學，例如，從歷史方面可結合史料了解我國土壤資源變化，以及土壤的破壞對人類產生的影響；從語文方面可結合人文活動以及古詩詞中找尋贊美土地、贊美土壤的句子，通過優美語句來激發學生對土壤的興趣；從化學方面可帶領學生一起分析土壤的組成部分，了解其中有哪些作物需要的物質元素；從思想品德方面可引導學生認識破壞土壤環境是不對的，讓學生在認識與探究中樹立保護土壤的價值觀念。教學準備方面，主要是搜集與土壤有關的歷史、語文、化學、思想品德方面的素材，例如化學方面，可以搜集一些土壤成分的化學實驗課件素材，讓學生在觀看中了解土壤的重要性。學生準備方面，主要是做好之前學過課程的復習鞏固，并思考為什么要保護土壤，以及保護土壤有什么價值等，在思考中逐步產生對課程探究的興趣。在課程教學實踐中，教師可以從歷史角度設計“我國土壤資源的變遷”的情境，在情境中播放相應素材，讓學生在了解與認識中逐步掌握我國土壤資源的情況，并引發學生思考，認識到土壤對人類的貢獻。在語文情境活動中，設計“土壤文化”的情境活動，讓學生以小組合作的方式探討有關土壤的古詩詞以及優美語句，使學生認識到土壤的重要性。在化學情境活動中，設計“土壤中有哪些植物所必需物質”的情境問題，并播放一些化學方面的探究活動，使學生在播放中更好地認識土壤。在思想政治學科的情境活動中，可以設計“當前我國對土壤資源保護政策”的情境探究活動，讓學生在探究中逐步認識我國當前土壤資源保護情況，在探究過程中插入一些破壞土壤資源的活動，讓學生對保護土壤資源有更深入的認識，從而形成保護土壤資源的價值觀念。在這些學科角度的引導下，學生能有效掌握土壤方面的知識，并能形成科學思維。等課程結束之后，教師還可以從物理角度設計課后作業，比如探究不同類型土壤的質量；探究不同土壤中的成分等，讓學生在物理探究中形成科學思維。

（二）結合生活引導跨學科實踐

跨學科教學環節，是生活中必不可少的組成部分，在引入跨學科教學時，可以從生活角度出發，讓學生結合生活中的情況來進行探究學習，從而實現科學思維培養。

以蘇教版“紙”跨學科教學為例，課程內容是讓學生認識生活中的紙，探究紙的特征與常用用途，并能逐漸形成節約用紙的觀念。在本課程跨學科教學方面，可以從美術、語文、歷史、數學、德育角度著手，例如，從美術角度可以帶領學生制作一些手工紙制品，讓學生在制作中認識紙，能夠發現紙中潛藏的美；語文角度可以從書法、剪紙等活動著手，讓學生能夠在文化藝術中認識紙的重要性；歷史角度可以了解紙的由來與發展；數學角度可以測量紙張的厚度、面積、以及周長；德育角度可以對生活中一些紙張用途進行評價，從中體會節約用紙的價值觀念。教學準備環節，教師應基于美術、語文、歷史、數學、德育等角度做好教學素材、材料工具方面的準備，并擬定生活化的教學方案，讓學生在生活體會中學習與探究課程知識點，逐漸形成科學思維；學生準備方面，應讓學生對紙的特征與用途進行思考，如自己在日常生活中會用紙做什么等。課程教學環節，從美術角度，可以設計有關紙的美術活動，帶領學生一起制作紙制物品，并欣賞一些剪紙方面的藝術，在制作與欣賞中深度了解紙；從語文角度，設計一些與書法有關的話題，讓學生探討什么紙張適合練習書法等，拓展學生對紙張的認識；從歷史角度，帶領學生一起觀看與紙張有關的史料，讓學生對紙張的由來以及發展有所了解，認識以前的紙張如何生產制作出來，而現在的紙張是如何生產制作出來。從數學角度，帶領學生測量紙張的面積、周長等，認識生活中的紙張一般為什么形狀，并思考為什么紙張一般是長方形而不是正方形，從而激發學生的探究意識。從德育角度，播放生活中節約用紙方面的素材，并設計有關紙張的德育交流活動，讓學生交流如何在日常生活中節約用紙等，使學生樹立節約用紙的觀念意識。通過從美術、語文、歷史、數學、德育角度的跨學科教學，學生能對紙有比較全面的認識，并能逐步形成科學思維。等課程結束之后，教師可以從語文、美術等方面布置作業活動，讓學生逐步加深對課程知識的認識，達成跨學科教學的目標。

以蘇教版“食物與營養”跨學科教學為例，本課程的教學目標是讓學生認識食物的營養成分及作用，認識不同種類食物中的營養物質，并明白不同種類食物合理搭配的重要性。在本課程的跨學科教學中，可以從音樂、英語、生物、體育等方面著手，例如，音樂方面可以搜集一些與食物、營養方面的歌謠，讓學生跟隨音樂旋律了解不同食物與營養物質；英語方面可以設計詞匯交流大賽，讓學生能說出更多有關英語的詞匯；生物方面可以引導學生探討食物中的七大營養素；體育方面可以引入體育與健康話題，讓學生交流探討吃什么食物對身體有好處，以及配合什么體育運動可以讓身體保持良好狀態。教師準備方面，需要教師做好本課程的素材搜集準備，并能從生活角度引入有關音樂、英語、生物、體育等方面的話題，從而達成跨學科教學的目標。學生準備方面，讓學生記錄自己每天的飲食狀況，思考自己喜歡吃什么食物，不喜歡什么食物，并能了解喜歡食物中的營養物質，從而為后續跨學科教學提供助力。

在教學實踐環節，教師可以從生活角度出發，引入音樂課件素材，讓學生在欣賞與跟唱中更好地認識食物與營養，并能說出食物中有哪些營養物質，之后教師可以拿出一些食物卡片，讓學生說出相應的英語單詞，以營造趣味生動的課堂氛圍。等學生對食物、營養素方面產生興趣后，再利用多媒體信息技術播放生物方面的課件，講解一些生活中常見食物的營養組成。等學生認識食物中的營養素后，可以設計“體育與健康”的生活話題，讓學生說一說配合哪些體育運動以及食物，能有一個健康的身體，使學生能夠在交流探討中知道合理搭配食物的重要性，養成不挑食、不偏食的飲食習慣。通過音樂、英語、生物、體育等跨學科教學，學生對食物營養、合理膳食有更加深入的認識，有助于促進科學思維的形成。等課程教學結束之后，可以從語文、體育角度布置實踐作業，例如，為自己制定合理膳食方案，每天保持一定的體育運動，并利用語文寫日記的方式進行記錄與總結。在語文、體育等學科的課后作業鞏固中，加深學生對“食物與營養”的認識，有助于培養學生的科學思維。

（三）智慧教學助力跨學科實踐

智慧教學是現代化教育手段之一，其利用智慧教育平臺開展學科教學，好處在于借助智慧教育平臺的各種功能，改革了傳統教學模式，有助于培養學生的跨學科思維。

以蘇教版“月球”跨學科教學為例，本課程是讓學生認識與了解月球，知道月球的一些特征，以及月球的變化規律。在跨學科教學方面，可以從語文、物理、天文、科技角度來設計教學方案，例如，從語文角度搜集一些與月球有關的詩詞，在詩詞、神話傳說中認識月球；從物理角度展示一些物理規律，激發學生對月球的探究興趣；從天文角度播放有關月球的天文知識，引發學生對宇宙的想象；從科技角度讓學生認識當前國家的登月技術，以激發學生的愛國情感。

在預習方面，可以采用智慧教學推送預習任務，可以將本課程的一些素材推送給學生，讓學生在課前線上進行預習探究，如推送一些登月方面的資料，讓學生在觀看中對月球產生想象；推送一些物理方面的探究任務，包括月球中是否有空氣、水，以及月球中的重力與地球的差異等，在探究中逐漸形成科學思維。在課堂實踐環節，教師可以結合語文、物理、天文、科技等角度設計項目探究任務：任務一，探討古今有哪些贊美月亮的語句，并說一說古代人為什么要贊美月亮；任務二，小組之間探討月球方面所蘊含的物理知識；任務三，了解月球的天文特征，以及月球可能由什么形成；任務四，探討當前我國登月方面的成就，以及在未來是否能實現在月球安家等。在學生探討項目任務過程中，教師可以配合微課視頻，引導學生逐步在任務探究學習中形成科學思維。等課程結束之后，可以布置一些觀察任務，如觀察清晨時的月球、夜晚時的月球，思考與探究其中蘊含的天文規律，在探究中逐步培養學生的科學思維。

三、結語

綜上所述，小學科學教師要重視學生的科學思維培養，在跨學科教學設計時遵循學生主體、教師方法的思路，實踐中可以采用建立情境、結合生活以及智慧教學的方法，以打造高效化科學課堂，達成科學思維培養目標。