基于學(xué)科整合的小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的實(shí)踐研究

張立新　董春燕

張立新：正高級教師，小學(xué)科學(xué)特級教師，現(xiàn)任莒縣青島路小學(xué)副校長。被授予全國模范教師、全國中小學(xué)優(yōu)秀德育教師、全國教育系統(tǒng)巾幗建功標(biāo)兵、齊魯名師稱號。曾獲優(yōu)質(zhì)課評選省一等獎(jiǎng)、國家二等獎(jiǎng)，全國說課一等獎(jiǎng);執(zhí)教公開課100余節(jié)次，從省定貧困村到西藏日喀則送教，足跡遍布祖國東西。主持的課題獲省教科研成果一等獎(jiǎng)、國家級成果二等獎(jiǎng);有15篇論文發(fā)表;出版教育專著《與愛同行》;是義務(wù)教育教科書青島版科學(xué)重點(diǎn)作者。

學(xué)科整合，指的是在小學(xué)科學(xué)學(xué)科的教學(xué)過程中融合其他學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容。具體來說，這一過程指以國家課程方案和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，按照科學(xué)學(xué)科性質(zhì)和特點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為基礎(chǔ)，挖掘、拓展和重組小學(xué)階段語文、數(shù)學(xué)、品德、綜合實(shí)踐等學(xué)科中滲透的科學(xué)教育資源，并與現(xiàn)行科學(xué)課進(jìn)行整合，使之成為可以直接傳授的教學(xué)內(nèi)容，并展開有效教學(xué)實(shí)踐。

一、為什么要實(shí)施學(xué)科整合

在實(shí)際教學(xué)中，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)主要由科學(xué)這一門課來實(shí)現(xiàn)。這一方面深度不夠，另一方面提高有限。具體有以下幾個(gè)方面問題。

（一）學(xué)生對實(shí)驗(yàn)很感興趣，卻對生活中的一些科學(xué)現(xiàn)象熟視無睹，更不會主動進(jìn)行探索與研究

如，學(xué)了《摩擦力》之后，有的學(xué)生在冰天雪地里依然沒有采取措施進(jìn)行防滑，缺少實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（二）學(xué)生在科學(xué)課上積極參與，卻沒有形成科學(xué)概念和探究思維

如，在“觀察擺”的實(shí)驗(yàn)過程中，有的學(xué)生只看“鐘擺”蕩來蕩去表面上的熱鬧，而不去收集數(shù)據(jù)、整理分析、歸納總結(jié)，缺少實(shí)事求是、認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

（三）學(xué)生對科學(xué)實(shí)踐興趣濃厚，實(shí)際操作時(shí)卻應(yīng)付了事

如，讓學(xué)生戴著手套和口罩統(tǒng)計(jì)“我家一天的垃圾”時(shí)，很多學(xué)生嫌臟怕麻煩，只是大體估計(jì)，胡編濫造了一些數(shù)據(jù)，缺少科學(xué)家吃苦耐勞、一絲不茍的科學(xué)精神。

傳統(tǒng)的科學(xué)課往往難以解決以上的問題，而歸納總結(jié)等能力也是其他學(xué)科，尤其是數(shù)學(xué)學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)。如果在科學(xué)學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐中，借鑒其他學(xué)科的教學(xué)模式，或是在其他學(xué)科教學(xué)時(shí)，將科學(xué)實(shí)踐作為一個(gè)應(yīng)用進(jìn)行舉例，兩種學(xué)科很有可能互相促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)雙贏?；诖?，我們決定進(jìn)行科學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的融合實(shí)踐，多學(xué)科共同提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

二、科學(xué)與其他學(xué)科的整合實(shí)踐

（一）與語文學(xué)科的整合

主要通過科學(xué)閱讀，學(xué)習(xí)科學(xué)精神;撰寫科學(xué)日記，提升觀察能力。

1.研發(fā)閱讀課型，學(xué)習(xí)科學(xué)精神

在課題實(shí)驗(yàn)中，我們與語文學(xué)科整合，推進(jìn)科學(xué)閱讀。在不斷探索中，逐步形成了激趣—推進(jìn)—交流—拓展的四部曲課型。激趣，開啟學(xué)生的閱讀期待;推進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生往深處思考;交流，在主題探討中學(xué)習(xí)科學(xué)精神;拓展，深化學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如，在閱讀《居里夫人傳》時(shí)，通過“居里夫人的哪些科學(xué)精神值得我學(xué)習(xí)”的主題討論交流，學(xué)生暢所欲言，對居里夫人高貴的人格和卓越的科學(xué)精神有了更深入透徹的理解。讀完之后，安排學(xué)生搜集我國首位諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者屠呦呦的資料來閱讀，并思考：同為女性科學(xué)家，她們身上具備了怎樣共同的科學(xué)精神和品質(zhì)？通過這樣的拓展閱讀，深化了學(xué)生對科學(xué)精神的理解。

2.撰寫科學(xué)日記，提高學(xué)生觀察能力

在課題實(shí)驗(yàn)中，我們加強(qiáng)對學(xué)生撰寫科學(xué)日記，特別是觀察日記的指導(dǎo)，通過日記的撰寫，提高學(xué)生的觀察能力。在研究過程中，我們逐漸形成了“確定觀察對象+明確觀察順序+寫出事物特點(diǎn)+采用生動語言”的寫作策略。學(xué)生通過親身體驗(yàn)，全面觀察，不斷思考，像科學(xué)家一樣搞科學(xué)研究，有調(diào)查，有實(shí)驗(yàn)，有故事……寫出了一篇篇生動有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀察日記，充分感受到世界的精彩和生命的神奇。

（二）與數(shù)學(xué)學(xué)科的整合

主要是通過數(shù)據(jù)整理，形成嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度;實(shí)證操作，培養(yǎng)求實(shí)精神。數(shù)學(xué)可以在科學(xué)探究中作為數(shù)據(jù)處理和分析的工具，而科學(xué)課又為數(shù)學(xué)的應(yīng)用提供了實(shí)例。如，科學(xué)課上測量了一天的溫度，用數(shù)學(xué)折線統(tǒng)計(jì)圖來整理數(shù)據(jù)，溫度變化一目了然。同樣，數(shù)學(xué)上如何測量不規(guī)則土豆的體積，學(xué)生則想到用科學(xué)上的量筒或量杯來實(shí)際測量，以此發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力、解決問題的能力。教師再次強(qiáng)調(diào)誤差，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。

（三）與道德與法治學(xué)科的整合

主要通過課前和課后的實(shí)踐活動，以“先放后扶”的教學(xué)方式，把課堂真正還給學(xué)生。我們將學(xué)生帶到室外真實(shí)的情境中實(shí)際操作，讓他們在真實(shí)的活動中親自體驗(yàn)、感悟，培養(yǎng)規(guī)則意識，磨煉意志品質(zhì)。如，道德與法治中《嘗嘗苦滋味》這一課作為一般道法課來上，課前讓學(xué)生搜集名人經(jīng)過多次失敗、不懈努力，最終取得成功的例子。課上教師創(chuàng)設(shè)情境，與學(xué)生共同表演一個(gè)小片段，通過說故事、小表演兩個(gè)活動讓學(xué)生參與其中，學(xué)會正確面對生活中的挫折和失敗。作為課題，與科學(xué)整合之后，達(dá)到磨煉學(xué)生堅(jiān)毅品質(zhì)的目標(biāo)，則不僅僅停留在明理導(dǎo)行層面上，而是利用周末聯(lián)系家長志愿者，深入開展遠(yuǎn)足二萬步的實(shí)踐活動。在活動過程中，所有學(xué)生自帶水杯、背包和一個(gè)塑料袋，徒步前行，隨手撿起所到之處的垃圾，直到目的地——麗正園。這次遠(yuǎn)足活動，既鍛煉了學(xué)生的體魄，又培養(yǎng)了學(xué)生吃苦耐勞的精神，提高了他們的環(huán)保意識。

（四）與綜合實(shí)踐活動的整合

主要是通過科學(xué)小研究，培養(yǎng)實(shí)踐能力，拓寬探究空間。我們根據(jù)教材內(nèi)容，創(chuàng)造性地開展與之相關(guān)的科技小制作或課外調(diào)查實(shí)踐及“周末約”實(shí)踐活動，及時(shí)跟蹤評價(jià)。同時(shí)，我們還根據(jù)季節(jié)和學(xué)生的年齡特點(diǎn)，拓展出“種植鳳仙花”“觀察蝌蚪”等一系列感悟生命成長的實(shí)踐活動，讓學(xué)生在親自喂養(yǎng)過程中，學(xué)會觀察和思考，由此誕生了一個(gè)個(gè)有趣的小問號。如，鳳仙花是先長根還是先長芽？小蝌蚪是先長前腿還是先長后腿？在活動中，學(xué)生的動手操作能力、解決問題能力、自我管理能力和組織協(xié)調(diào)能力等都得到了很大程度的提高。

三、如何整合與教學(xué)模式分析

上述實(shí)踐將科學(xué)思維延伸到其他學(xué)科，多個(gè)學(xué)科共同參與，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。僅僅有與其他學(xué)科整合的思路、框架是不夠的，最終的落實(shí)還需要一套科學(xué)完整的教學(xué)模式。我們總結(jié)了在學(xué)科整合實(shí)踐中提出新框架、新思路的方法，以及如何用科學(xué)課堂來實(shí)施這一框架。

（一）梳理教材，確定與科學(xué)相融合的框架和思路

搭建學(xué)科整合框架和思路，換種說法就是，找到學(xué)科整合的途徑和切入點(diǎn)?？茖W(xué)與其他學(xué)科整合，首先要熟悉每個(gè)學(xué)科的教材，篩選出1～6年級各科教材中有關(guān)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的滲透點(diǎn)，通過集體備課、課例探索，找到不同學(xué)科之間培養(yǎng)目標(biāo)的交叉，討論出整合的途徑和方法，有針對性地進(jìn)行主題教學(xué)。如，《蠶的一生》一課，可以與多門課進(jìn)行融合，與綜合實(shí)踐課共同指導(dǎo)、組織學(xué)生親自養(yǎng)蠶;觀察測量時(shí)注意數(shù)學(xué)課上更為細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、專業(yè)的要求;請語文教師指導(dǎo)學(xué)生撰寫蠶寶寶生長記。

（二）學(xué)科整合后的科學(xué)教學(xué)模式

學(xué)科整合后的科學(xué)教學(xué)內(nèi)容更加豐富，方法更加嚴(yán)謹(jǐn)，科學(xué)教學(xué)時(shí)需要注意將這些融合點(diǎn)進(jìn)行體現(xiàn)。我們在實(shí)踐中歸納出“1+5+1”科學(xué)教學(xué)模式，這一教學(xué)模式可以用于任何教學(xué)設(shè)計(jì)，即在上一步驟整理出的任何學(xué)科整合框架。“1+5+1”科學(xué)教學(xué)模式具體內(nèi)涵是，一堂典型完整的科學(xué)課分為三個(gè)部分：第一部分（第一個(gè)“1”）是課前在日常生活中“做一項(xiàng)準(zhǔn)備”（可以是課前小研究，也可以是準(zhǔn)備身邊的材料、收集相關(guān)資料，或做個(gè)小實(shí)驗(yàn)）。第二部分，課堂教學(xué)則分為五個(gè)環(huán)節(jié)：（1）基于課前準(zhǔn)備創(chuàng)設(shè)情境，提出問題;（2）聯(lián)系生活，大膽猜想;（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，達(dá)成共識;（4）小組合作，自主探究;（5）全班交流，教師導(dǎo)疑。第三部分（第二個(gè)“1”）：課后拓展延伸，創(chuàng)造應(yīng)用。

1.課前準(zhǔn)備

小學(xué)科學(xué)課的設(shè)計(jì)原則之一，就是貼近學(xué)生生活，因此，幾乎所有的小學(xué)階段科學(xué)知識，都能夠與學(xué)生生活中的某一現(xiàn)象或問題對應(yīng)起來。不過，由于當(dāng)代小學(xué)生的生活方式所限，他們雖然生活在“科學(xué)現(xiàn)象”之中，絕大多數(shù)學(xué)生卻對這些現(xiàn)象并不敏感，甚至缺乏必要的關(guān)注和觀察，這很容易使得課堂上的科學(xué)教學(xué)成為“無的放矢”的努力。為了讓學(xué)生在課堂上的科學(xué)學(xué)習(xí)有一個(gè)比較扎實(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，我們在新授一個(gè)重要的科學(xué)知識時(shí)，總要求學(xué)生在課前做“小研究”“小實(shí)驗(yàn)”或收集資料，做足準(zhǔn)備，并及時(shí)跟進(jìn)評價(jià)。

2.課堂教學(xué)五環(huán)節(jié)

我們確立的科學(xué)課堂教學(xué)的五個(gè)基本環(huán)節(jié)，大致是參照“探究式教學(xué)”的基本要求而設(shè)的。

（1）基于課前準(zhǔn)備創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

在學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師在課堂教學(xué)一開始，通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，幫助學(xué)生把所觀察到的生活中的現(xiàn)象逐步“聚焦”到科學(xué)規(guī)范的解釋上來。

（2）聯(lián)系生活，大膽猜想

牛頓說：“沒有大膽的猜測，就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)?！辈孪牒图僭O(shè)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)中，教師要抓住有利時(shí)機(jī)，鼓勵(lì)學(xué)生聯(lián)系已有的生活經(jīng)驗(yàn)，大膽猜測，說出猜測的理由。這樣既可以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣，又可以使學(xué)生交流提出假設(shè)的思維方法，相互之間受到啟發(fā)。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，達(dá)成共識

教師教育學(xué)生在著手解決問題前先思考行動計(jì)劃，包括制定步驟、選擇方法和設(shè)想安全措施，并將自己的想法與別人交流，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，對別人的方案可以提問或補(bǔ)充，提出合理化的建議?；ハ鄬W(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，在智慧碰撞中達(dá)成共識。

（4）小組合作，自主探究

教師鼓勵(lì)學(xué)生動手動腦學(xué)科學(xué)，注意搜集第一手資料。在小組合作探究中，教會學(xué)生觀察、測量、實(shí)驗(yàn)、記錄、統(tǒng)計(jì)與做統(tǒng)計(jì)圖表的方法。

（5）全班交流，教師導(dǎo)疑

教師精心組織探究后期的研討，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真傾聽別人的意見。當(dāng)學(xué)生思維出現(xiàn)斷層時(shí)，教師及時(shí)給予“腳手架”，以恰當(dāng)?shù)膯栴}點(diǎn)撥學(xué)生深入思考。

3.課后拓展延伸

沒有應(yīng)用的學(xué)習(xí)缺乏深度，沒有真實(shí)應(yīng)用的學(xué)習(xí)，既缺乏深度，也缺乏意義。因此，在學(xué)生初步獲得了科學(xué)知識之后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生在課后將學(xué)到的知識加以應(yīng)用（通常會揭示一些應(yīng)用的范例，以幫助學(xué)生更快地投入實(shí)踐）。

實(shí)踐證明，這個(gè)模式對于提高小學(xué)生在日常生活中的科學(xué)關(guān)注、科學(xué)觀察、科學(xué)探究和科學(xué)應(yīng)用與創(chuàng)新，確實(shí)是有效果的。除此之外，課題組外的其他教師，尤其是青年教師在采用這一教學(xué)模式后，也能更好地把握科學(xué)教育的實(shí)質(zhì)，課堂教學(xué)的效果也比較好。

通過以上各門課的有機(jī)整合，教師把學(xué)生看作一個(gè)整體的人來培養(yǎng)。將科學(xué)與其他學(xué)科進(jìn)行結(jié)合后，學(xué)生學(xué)會了深層次地思考科學(xué)知識，以及科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)思考、科學(xué)探究的方法。原來冰天雪地里不知道防滑的學(xué)生現(xiàn)在知道理論聯(lián)系實(shí)際了，不愿意數(shù)垃圾的學(xué)生現(xiàn)在開始認(rèn)真統(tǒng)計(jì)。學(xué)生天天都盼著上科學(xué)課，實(shí)驗(yàn)操作測評優(yōu)秀率也提高了28%，主動探索生活現(xiàn)象的學(xué)生人數(shù)增長40%。從一節(jié)節(jié)經(jīng)典的案例、一件件極具創(chuàng)意的作品、一串串增長數(shù)字，讓我欣喜地看到，學(xué)科整合全面提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了多方位立體化育人的目標(biāo)。