◇衛 巍(江蘇:蘇州市學士中心小學)
科學課是小學階段的基礎課程,具有綜合性與實踐性特點。它引導學生親近自然,用科學的眼光看待世間萬物,使學生能從整體上認識世界,理解科學與社會生活的關系,從而形成基本的科學素養。因此,科學課對學生的終身發展具有關鍵作用。隨著教育改革的不斷發展,如何綜合地實施科學教學已經成為關鍵課題。2022年新課程標準指出:“科學課程應當設立跨學科主題學習活動,加強學科間相互關聯,帶動課程綜合化實施。”小學科學課堂應當從跨學科融合的角度著手,開啟有效的科學實踐教學,以推動學生科學素養的有效發展。
“科技興國”。未來的社會發展依賴科學與技術,小學生是未來改造社會、發展社會的主力軍,由此,他們科學能力的培養就顯得格外重要。小學科學課雖然只是科學啟蒙,但也融合了科學知識、科學技能和科學方法,是提高學生科學綜合素養的根本。而科學本身就具有極強的綜合性,與多個學科都有密切的聯系,因此,在小學科學課堂開展跨學科融合教學具有十分重要的意義。
首先,跨學科融合教學有利于增進學習趣味。小學生活潑好動,好奇心強,往往對科學現象有著強烈的好奇心。但是如果教師按照傳統方法,只從科學角度來講解,就很難幫助學生全面了解科學奧秘,也會使科學知識晦澀難懂。而跨學科融合教學則給了學生更多的體驗契機,讓他們從不同角度探索和審視科學現象,增加學習趣味。
其次,跨學科融合教學有利于培養學生的創新能力。創新是建立在多元化體驗基礎上的,對于小學生來說,只有積累不同角度的知識,體驗不同角度的探索,他們的思維才能被有效激活,從而實現創新的可能。而跨學科融合教學正是將多個不同角度、不同領域的內容整合在一起,使學生在有限的時間內獲得更多領域的知識,有效激活他們的創新力,發展創新思維。
最后,跨學科融合教學有利于提升學生的綜合素養。科學素養是學生應當具備的關鍵素養,在跨學科融合教學中,學生不僅能多方面地獲取知識,還能接觸不同學科、不同領域的知識技能,能全面提升他們的綜合素養,使他們掌握綜合的科學技能和方法,從而實現綜合提升。
小學科學課本身涉及生命科學、物質科學、地球與宇宙科學、技術與工程等多個領域,具有跨學科特點。教師應當正視科學課的特點,嘗試探索有效的跨學科融合教學策略,以多樣的跨學科方式,推進學生綜合技能的提升,實現他們的全面發展。
概念是科學學習的基礎,是學生了解科學領域的窗口。在小學科學中,涉及眾多領域的科學概念,如,物質科學、生命科學、宇宙科學等領域。每個領域都包含十分重要的學科核心概念,只有將這些概念相關聯、相整合,才能真正幫助學生打好跨學科融合的基礎,促進他們多元認知的發展。因此教師要從概念著手,在教學活動中梳理不同領域的概念,并將其有效地與教學活動整合在一起,以推動學生科學知識體系的全面建構,夯實跨學科基礎。
以教科版五年級上冊《風的作用》教學為例,該課介紹了風對地形的作用,風不僅能打磨沙石,還能吹跑塵土,甚至把樹連根拔起。在對風的作用的研究中,學生會學到很多不同科學領域的核心概念。比如,物質的結構與性質:空氣的流動形成風;物質的變化與反應:風的力量把大塊巖石破碎后形成細小的沙、土并搬運到很遠的地方,只留下大大小小的礫石,形成戈壁灘;等等。教師可以將相關的概念進行整合,引導學生更好地發展跨學科認知。例如,教師可以組織學生開展研討活動,以課本的模擬實驗為根據,引導學生探討“巖石發生了怎樣的改變?”“風對地球表面的巖石、地貌有影響,對地球的生命有影響嗎?”等。依據這些問題,學生可以從不同的概念出發,從生命科學角度了解風的作用,從物質科學角度了解風對物質的影響等。這樣的跨學科概念學習能讓學生更全面地認識科學現象,形成對科學現象的客觀認知,從而提升科學思維。
實驗是科學學習的重要環節,研究科學現象、科學思想都需要實驗來推動。因此實驗貫穿科學教學的全過程。而在實驗中學生往往會遇到很多問題,涉及很多學科領域。即使是實驗的思路、方法等都有可能與其他學科相關,教師不可能將科學知識與其他學科相分離。教師還應當重視實驗環節,從實驗角度著手,引導學生跨學科開展實驗操作,運用多學科知識共同解決實驗操作的問題,有效充實實驗過程,讓學生的科學實驗更加飽滿、有趣,從而增強學生的學習積極性。
以五年級上冊《心臟和血液》教學為例,心臟、血管、血液構成了人體的血液循環系統,在人體機能的運轉中發揮著重要的作用。本課探索心跳的意義,讓學生通過模擬心臟跳動和血液流動的實驗來認識心臟、血管的功能,感受真實的生命現象。這個模擬實驗看似較為單一,但實際涉及多個學科。教師可以整合不同學科的知識,引導學生依據多學科知識進行實驗操作,以激活實驗的多元性,提升學習趣味。例如,教師可讓學生結合生物角度的人體結構知識,從物理角度出發,自主選擇類似心臟和血管的工具,如,測量血壓的氣囊球、軟管,然后確定用某種液體代替血液,在實驗中觀察心臟跳動的過程以及血液在血管中流動的狀態。同時還可以讓學生立足化學角度,尋找心臟跳動后,血液運輸的物質與相應的反應,了解氧氣輸送的經過等。通過跨學科的實驗操作,學生很好地將物理、化學、生物等學科緊密關聯,在科學實驗中更積極地探索科學知識。
探究是科學學習的主要手段,是培養學生科學思維和科學技能的不二途徑。對于五六年級學生來說,科學探究往往有較強的綜合性和挑戰性,一般是以完整的項目呈現探究任務,因此,項目學習也是重要的科學教學環節。在實施項目學習的過程中,教師必須積極引導學生跨學科探究,不能局限于科學這一門學科,應當發散思維,拓寬視野,從多個學科、多個領域開啟探究活動,有效地培養學生的綜合能力,使他們更全面地掌握科學探究方法,習得科學研究技能。
以六年級下冊《制作校園生物分布圖》教學為例,該課引導學生了解校園中的不同生物種類以及它們生存的環境,知曉生物間的相互影響,并能用實際行動來保護環境。這一課涉及很多學習內容,既有探索類的也有理論類的,還有分析類的。因此教師可以整合探究過程,設置跨學科探究項目,以推動學生綜合探究能力的發展。例如,在“制作校園生物分布圖”的項目活動中,教師要求學生既能規范地畫出生物分布的具體地理位置,對動植物的種類和數量進行統計,對它們的生長環境進行總結,還要發現動植物生存的問題,并提出保護建議等。在這樣的項目中,學生在繪制地理位置時,需要學習地理學方面的知識,掌握正確的標注位置的方法,還要運用數學知識對生物數量進行統計和分析,同時從生物學角度觀察并總結生物維持生存的環境需求等。整個探究活動充分體現了跨學科的性質,使學生在項目中綜合地提升科學技能。
科學源于生活,科學學習最終也應當服務于生活,因此科學是以實踐為最終目標的。小學科學雖然是學生科學的啟蒙課,但也極其注重實踐能力的培養。學生只有在實際運用科學知識的過程中,才有可能掌握科學的多元化內涵,才能真正實現創新與突破。因此教師要從實踐著手,嘗試組織跨學科的融合性實踐活動,讓學生真正自主地參與到實踐探索中去,從而不斷地提升創新思維與能力,在實踐中靈活地應用各領域知識,發展綜合性的科學技能。
以六年級下冊《廚房里的物質與變化》教學為例。廚房是生活中最常見的區域,也是生活中能接觸到物質變化最多的地方。在廚房中,每天都發生著不同的物質變化,有物理變化、化學變化,等等。教師可以此為主題,組織學生開展實踐活動,挖掘生活中物質變化的過程和原因,體驗不同物質變化的過程等。例如,鼓勵學生在生活中感受蛋白質的變性過程,可以用加熱或者添加化學試劑的方式,來實現這一目標。同時還可以鼓勵學生品嘗不同食材的口感,然后觀察這些物質在不同條件下的變化,如,水結成冰、豆腐發霉、大米煮熟、鐵鍋生銹,等等。在實踐過程中,學生可以接觸更多的物理學科、化學學科內容,發現物質的變化以及基本的自然現象,促進他們進行新的嘗試,探索更多的物質特點,最終推動學生自主創新能力的發展。
跨學科融合不僅是科學自身的特點,也是科學教學的關鍵目標。在跨學科形式下,科學課不僅能為學生提供多元的知識體驗,更能引導他們運用多元技能開展真實的科學實踐,有效增強他們的科學實踐能力。因此,教師應當從科學課整體角度出發,嘗試跨學科概念教學、跨學科情境教學、跨學科項目教學、跨學科實踐教學,讓學生在不斷的探索與實踐中,領悟科學的綜合價值和意義,掌握科學的探究方法和技能,有效打破桎梏,培養綜合的科學素養,提升科學教學效率。