小學科學跨學科主題學習單元設計

[摘 要]核心素養視域下的跨學科主題學習是小學科學教學改革的重要方向。教師可通過科學觀念整合、跨學科內容設計、探究實踐組織和多維度評價四方面策略，以有效提升學生對科學概念的理解深度與跨學科知識的綜合運用能力，同時促進了學生責任意識與科學態度的養成，為跨學科教學模式的優化提供參考。

[關鍵詞]核心素養；小學科學；跨學科；主題；單元設計

《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》[1]強調，核心素養是學生通過課程學習逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力，是培養全面發展人才的重要依據。其中，小學科學核心素養涵蓋科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任四個維度，是課程育人價值的集中體現。[2]跨學科學習作為一種強調學科知識融合、解決實際問題的學習模式，與核心素養的培養高度契合，已被廣泛應用于國際教育實踐。[3] 我國基礎教育階段的跨學科探索仍處于發展階段，亟須有效教學范式的實踐驗證。本文以小學科學四年級“呼吸與消化”單元為例，構建跨學科教學設計，通過科學與其他學科的整合，探索在核心素養視域下提升學生科學能力與跨學科綜合素養的教學路徑。

一、整合科學觀念，構建跨學科主題單元框架

跨學科主題單元的構建應以小學科學核心素養中的科學觀念為核心，明確學生需要在學習中達成的知識、能力、態度與價值觀目標。[3]要以科學學科的核心內容為主導，系統梳理科學內容中最能體現核心素養要求的概念和方法并從相關學科中提取與主題契合的關鍵概念，構建跨學科知識網絡（見表1）。科學學科的核心內容應在主題單元中占據主導地位，而其他學科的知識則需圍繞科學主題以支持性和延展性的角色出現。為使單元框架更具方向性，教師應基于核心素養的要求制定多維度單元目標。在目標制定上，教師要關注知識的傳授，還需注重學生批判性思維、邏輯推理能力和跨學科整合能力，將情感態度與價值觀目標納入框架中。最后，教師通過分層次嵌入不同學科內容，構建具有邏輯性、科學性和教育價值的教學框架。分層次的內容設計需從簡單到復雜、從具體到抽象遞進展開，以科學學科的核心內容為基礎，逐步融入其他學科的支持內容，學生的學習過程在系統化和綜合化中獲得全面發展。通過以上策略，跨學科主題單元設計能夠在邏輯性、科學性與教育價值上高度統一，支持學生對科學觀念的深度理解，為其全面素養的培養奠定堅實基礎。

在教科版小學科學四年級上冊第二單元“呼吸與消化”的教學設計中，教師首先應以科學學科的核心內容為主導，從人體的呼吸和消化系統兩大主題入手，梳理呼吸系統的結構與功能、氣體交換的原理以及消化系統的消化與吸收過程等相關概念。教師再從相關學科中提取與主題契合的關鍵概念，構建跨學科知識網絡（見表2）。同時，教師需基于核心素養制定多維度單元目標，既關注科學知識的傳授，也注重學生的批判性思維、邏輯推理能力和跨學科整合能力的發展。知識層面：學生需要掌握人體生命活動的基本原理，如呼吸過程中的氣體交換和消化系統對食物的分解與吸收。能力層面：學生應能通過數據分析、實驗觀察和信息整合等多種方式，解釋呼吸與消化系統的工作原理及其與健康的關系，能夠運用多學科知識解決實際問題。態度與價值觀層面：學生樹立科學探究的責任感和健康生活的意識，關注生命健康的重要性，采取行動保護呼吸與消化系統的功能，養成良好的生活習慣。教師通過分層次設計教學內容，逐步實現目標的達成。初級階段：教師應以呼吸與消化器官的基本結構和功能為教學重點，幫助學生通過觀察模型或圖示，引導學生識別鼻腔、肺、胃、小腸等器官的形態與位置。中級階段：教師引導學生探討呼吸與消化系統的功能細節，氧氣的吸收、二氧化碳的排出，食物的分解與養分的吸收等，并通過實驗活動進一步驗證科學原理。高級階段：學生應在教師的指導下深入思考兩個系統如何協同工作，并結合運動健康、營養攝取等多角度分析其對人體健康的整體影響。

二、拓展科學思維，設計跨學科主題單元內容

教師在設計跨學科主題單元內容時，首先需要細化具體任務，將核心問題拆解為多個邏輯清晰、層次分明的內容模塊。[4]教師應先分析科學、數學、語文等學科的核心知識點，明確各學科在主題中的功能與貢獻，合理安排任務，確保科學學科的主導性與其他學科內容的有效融合，從而形成多學科協同支持的跨學科探究任務，推動學生逐步發展科學思維。其次，教師應以問題為驅動構建內容設計，通過設置核心問題引導任務展開，同時將核心問題細化為相互關聯的小問題，形成邏輯遞進性的問題鏈。教師需要結合多學科的工具和方法，提升內容設計的綜合性。在任務中，教師應嵌入科學實驗、數據分析、文本撰寫等多學科方法，使學生在解決問題時綜合運用多學科知識，從而促進知識遷移和能力整合。此外，教師還應注重任務的開放性與挑戰性。在設計任務時，教師應設置開放式探究目標，鼓勵學生從不同學科視角探索多樣化解決路徑，避免任務局限于單一解答。同時，教師通過適度增加任務的挑戰性，引導學生進行深度思考，優化解決方案，從而激發其探索潛能。通過上述策略，教師能夠在單元內容設計中貫穿科學思維的培養，以跨學科內容的融合與遞進為支撐，全面提升學生在知識應用與問題解決中的思維能力。

在教科版小學科學四年級上冊“呼吸與消化”單元中，教師應圍繞核心問題設計層次分明的探究任務，逐步引導學生拓展科學思維，具體每課內容詳見表3。

三、開展探究實踐，組織跨學科主題單元實踐

在開展探究實踐時，教師應先根據單元內容制訂詳細的實踐活動計劃，明確探究目標與實施路徑。教師將單元的探究目標細化為若干階段性任務，并通過科學實驗、數據處理、成果展示等環節，使學生在實踐中逐步構建起對跨學科知識的理解和應用能力。教師設計實施步驟，分階段分層次推進任務開展，幫助學生由淺入深地完成知識探索與綜合應用。教師再整合多元資源。校內資源的優化利用是實踐活動成功的基礎，包括實驗室設備、圖書館資料、技術工具等，可為學生提供理論與實踐結合的條件支持；校外資源的拓展應用能夠拓寬學生的探究視野，包括借助社區設施、在線平臺或行業資源，幫助學生在更廣泛的情境中進行實踐操作。此外，教師還應引入統計軟件支持數據分析、可視化工具幫助圖表制作、寫作模板用于報告撰寫，從而為學生提供多維度的實踐支撐。同時，教師需注重協作學習的組織。通過小組合作形式，明確學生在實踐任務中的角色分工，使成員在不同學科的背景下共同完成任務；教師應引導學生在合作中相互借鑒和整合學科思維。通過以上策略，教師能夠構建一個系統化探究實踐體系，使學生在明確目標和任務驅動的指導下，綜合運用科學和其他學科知識解決問題，從而深化對單元內容的理解并提升跨學科實踐能力。

在教科版小學科學四年級上冊“呼吸與消化”單元教學中，教師需要通過細致設計實踐活動，引導學生在動手探究中加深對跨學科知識的理解與應用能力，詳見表4。

四、培養態度責任，實施跨學科主題單元評價

在跨學科主題單元中，為培養學生的科學態度與責任感，教師首先需要制定多維度的評價指標體系。教師評價涵蓋知識理解、實踐能力、合作精神和責任意識等多個維度，確保學生在多方面獲得全面發展的機會。教師在單元實施的不同階段設置評價環節，既關注學生在任務完成過程中參與的積極性和能力展現，也考查最終成果的質量和對主題核心目標的達成度，從而全面記錄學生的動態成長軌跡。同時，教師應運用多主體評價方式，從不同角度客觀評估學生的表現。學生自評：學生對自己的學習過程和任務完成情況進行反思；同伴互評：同伴幫助學生在合作中發現自身與他人的優勢與不足；教師評價，教師對學生的學習效果進行全面分析。此外，教師在評價過程中應及時向學生反饋評價結果，明確其改進方向。通過多維評價，教師能夠有效培養學生的責任感與科學態度，使其在跨學科探究中獲得更高層次的成長與收獲。

在教科版小學科學四年級上冊“呼吸與消化”單元中，教師需圍繞知識理解、實踐能力、合作精神和責任意識等核心素養要求，制定多維度評價體系，并貫穿于每一課的教學中，詳見表5。

在核心素養導向的教學改革背景下，跨學科主題學習為小學科學教學提供了重要的發展方向。本文根據科學觀念整合、跨學科內容設計、探究實踐組織和多維度評價四個方面，提出了系統化的教學策略，旨在提升學生的科學思維、綜合實踐能力以及責任意識。未來應進一步深化對跨學科主題學習的探究，完善教學方法與評價機制，探索更廣泛的實踐應用，為培養適應未來需求的全面發展人才提供理論與實踐支持。

參考文獻：

[1]教育部關于印發義務教育課程方案和課程標準（2022年版）的通知[EB/OL]（2022-04-08）[2024-12-14]http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/202204/t20220420_619921.html.

[2]顏麗平.指向核心素養的小學科學單元作業設計[J].名師在線，2024（34）：28-30.

[3]馮彩萍.探究小學科學跨學科主題學習的實踐路徑[J].學苑教育，2024（30）：55-57.

[4]于鑫.基于科學思維培養的小學科學跨學科教學分析[J].中國多媒體與網絡教學學報（下旬刊），2024（09）：165-167，171.

（責任編輯：朱福昌）