科學思維培養(yǎng)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(fā)展學生核心素養(yǎng)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(yǎng)，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(yǎng)的教育目標。

一、基于科學思維培養(yǎng)的小學科學跨學科教學設計思路

核心素養(yǎng)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(yǎng)。本章節(jié)將結合科學思維培養(yǎng)，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(fā)，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(huán)利用資源的意識。在跨學科教學設計環(huán)節(jié)，可以從學生興趣角度出發(fā)，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(yǎng)發(fā)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(yǎng)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(fā)展與環(huán)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)的重要組成部分之一，能夠幫助學生發(fā)展綜合性的思維能力。實踐環(huán)節(jié)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(fā)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(xù)課程的探討。在課堂教學環(huán)節(jié)，教師先從物理學科角度創(chuàng)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(fā)，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(yè)環(huán)節(jié)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(yōu)美語句來激發(fā)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(huán)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(fā)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(yōu)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(yè)，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(huán)節(jié)，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(fā)，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(yǎng)。

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(jié)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(fā)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(fā)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(jié)約用紙的價值觀念。教學準備環(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)，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(fā)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(fā)學生的探究意識。從德育角度，播放生活中節(jié)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(jié)約用紙等，使學生樹立節(jié)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(yè)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(yǎng)”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(yǎng)成分及作用，認識不同種類食物中的營養(yǎng)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(yǎng)方面的歌謠，讓學生跟隨音樂旋律了解不同食物與營養(yǎng)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(yǎng)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(tài)。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(yǎng)物質，從而為后續(xù)跨學科教學提供助力。

在教學實踐環(huán)節(jié)，教師可以從生活角度出發(fā)，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(yǎng)，并能說出食物中有哪些營養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)組成。等學生認識食物中的營養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)、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(yè)，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(yè)鞏固中，加深學生對“食物與營養(yǎng)”的認識，有助于培養(yǎng)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(yǎng)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(guī)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(guī)律，激發(fā)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(fā)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(fā)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(huán)節(jié)，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(guī)律，在探究中逐步培養(yǎng)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(yǎng)，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(yǎng)目標。