“物質的變化”單元跨學科教學實踐

跨學科概念往往具有高度的概括性、系統性和整體性，能給學生一個用于認識世界的組織架構，幫助他們跨學科、跨學段地理解和聯結學科核心概念。在小學科學教學中融入跨學科概念，不僅有利于培養學生跨學科應用遷移和創新實踐能力，還能提升他們跨領域認知自然世界的水平，幫助其形成連貫、系統、科學的世界觀。教師在進行跨學科學習設計時，應將核心觀念、思維品質、學科能力、正確價值觀有機融合其中，引導學生學會做人、學會做事、學會共處、學會求知，以便更好地應對多變、復雜的未來。[1]

科學課程標準提到，設立跨學科學習活動，加強學科間相互關聯，帶動課程綜合化實施，強化實踐性要求，認識物質是變化的，物質的變化伴有能的轉化，有助于學生形成物質與能量、穩定與變化等跨學科概念。設計好的跨學科主題活動，幫助學生提升科學素養，是每一名科學教師都應該去努力探索的。[2]

一、設計要點

基于跨學科概念的單元主題學習，應立足學生的學習基礎，以單元為主體，引導他們在學習中從真實情境發現問題，綜合、關聯和辯證地運用不同學科的知識、觀念與方法分析問題，有機整合不同學科的工具、思維與資源，創造性地解決問題。

1.確定學習主題

確定學習主題，是跨學科學習單元設計的重點和難點。初步確立學習主題，需要經歷分析單元學習內容、分析學生學習基礎和聯結真實生活情境等過程，梳理跨學科交叉內容。

第一，以學科核心素養為設計起點。教師要研讀教材，通讀課程標準，把握本單元所體現的學科核心概念和基本問題。

第二，以學生學習基礎為設計依據。教師要知道學生目前的發展水平，尤其是他們關注、感興趣的點，從而合理設定跨學科單元將實現學生的何種發展。

第三，以真實生活情境或材料為設計源泉。教師要將單元學習內容與真實生活鏈接，引導學生綜合運用多學科知識、能力、思維解決問題。

2.制訂學習目標

跨學科學習的目標制訂，以核心素養發展為主線，通常設立“學科素養—跨學科素養”兩層學習目標。學科素養，既包括科學學科核心素養，如科學觀念、科學思維、探究實踐與態度責任，也包括物理、化學、勞動、藝術等各學科核心素養?？鐚W科素養包括批判性思維、創造性解決問題、合作與溝通、社會交往以及學會學習、自主學習等。在學科素養層面，強調學生通過體驗、認識及內化等過程逐步形成相對穩定的思考和解決學科問題的思維方法。在跨學科素養層面，強調學生在探究實踐和創新創造過程中，運用各學科知識解決問題和完成復雜性任務。

3.設計學習活動

跨學科學習活動，倡導在真實生活情境中發現問題、分析問題和解決問題；以多個問題串聯成問題鏈，借助開放性問題激發學生運用不同學科知識、觀念與方法，驅動學生深度學習；以環環相扣的子任務形成任務鏈，促使學生在探究實踐中提升素養。

4.創新學習評價

教師需要明確的是，開展跨學科學習評價不能僅僅運用紙筆測試的方式，因為指向真實情境的問題，很多時候是開放性的，是沒有標準答案的，也很難把學生的創造性、合作能力、批判性思維能力等量化出來。評價跨學科學習中學生的學習成果，應以表現性評價為主，運用多種評價方式作為補充。

表現性評價是根據教學目標和教學內容，在真實情境中設置任務，對學生完成任務的過程及其成果進行評價。也就是說，在表現性評價中，除了學習成果，學習過程也是很重要的評價維度。

表現性評價由4個基本要素構成。①評價目的?？鐚W科學習主要是為了發展學生的跨學科素養，培養他們創造性解決問題的能力。②表現性任務。一般來講，表現性任務包含的基本要素有問題情境、任務內容、解決標準等。③觀察證據。基于證據對學生能力進行評估，如收集學生學習過程中的產品、設計方案、分工、小組合作中的表現等。④模型解釋。呈現學生不同能力水平的表現差異。

表現性評價設計的基本原則是：要與跨學科學習目標匹配，要有助于學生建構大概念，具有綜合性和開放性，對他們具有實際意義。

基于跨學科概念的單元教學設計，聚焦學生核心素養的發展，以學科核心概念的進階學習作為認知發展路徑，以單元為教學單位，整體考慮并系統設計教學各要素，從而充分體現學科核心概念的重要教育價值，優化科學課堂教學效果。[3]

二、實踐案例

基于此，教師針對六年級“物質的變化”單元設計了跨學科學習。

1.確定學習主題

“物質的變化”單元主要探究物質的各種變化，幫助學生形成一個系統的、有結構的知識體系，與課程標準中跨學科概念物質與能量、穩定與變化聯系緊密，從而建構科學概念：物質在變化，其構成物質可能改變，也可能不改變。

學生在3～4年級了解了物質變化的特征，即有些物體的形狀或大小發生了變化，被切成小塊、被擠壓、被拉伸等，構成物體的物質沒有變化。學生在本單元中更深入地學習物質變化的特征，即知道有些物體發生了變化，其構成物體也發生了變化。在這一階段主要幫助學生實現對客觀對象的感知、概念內容的理解，并解釋概念的內涵。通過對物質變化的學習，為后續理解物理變化和化學變化等學科概念做鋪墊（如圖1）。

2.制訂學習目標

結合課程標準要求及學科核心素養內涵，教師確定了“物質的變化”單元的學習目標：知道有些物體發生了變化，其構成物質也發生了變化，以掌握基本的學科知識，形成初步的科學觀念；針對具體問題提出假設，基于交流情境提出觀點，建立證據與假設或觀點之間的聯系，以掌握基本的思維方法，具有初步的科學思維能力；能用科學語言記錄整理心得，表述探究結果，并運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結論與假設是否一致，以掌握基本的科學方法，具有初步的探究實踐能力；能以事實為依據做出獨立判斷，面對有說服力的證據，愿意調整自己的想法，并樂于嘗試運用多種思路和方法完成探究和實踐，初步具有創新的興趣，以樹立基本的科學態度和正確的價值觀。

3.設計學習活動

聚焦物質變化的現象，著眼于物質變化的過程，引發學生思考“發生變化的物質與原來的還是同一種物質嗎”，這是本單元的核心問題。本單元教學分三個課時（如圖2），從物質的變化角度分析，對應了化學變化中的條件、過程和現象。性質發生變化指的是鐵和鐵銹，發光發熱指的是蠟燭燃燒以及顏色發生變化，其本質都是產生了新物質。

4.創新學習評價

學習評價應與科學素養緊密聯系，既要考查學生對科學知識以及科學與技術、社會、環境關系的理解，也要掌握他們的科學探究能力，還要涉及其科學態度的變化情況。

一是書面測試（見表1）。

二是對學習成果進行評價。在教學過程中，教師通過分析學生的發言、學生參與科學實踐活動、完成學習單的情況，評價他們在科學態度方面的發展情況。例如，在小組合作中，學生是否積極探究與實踐，是否尊重他人的情感和態度，能否分享自己的觀點等。再如，對個人和小組的作品進行評價和收集，包括書寫的密信、檢驗食物酸堿性的實驗視頻、生活中物質防銹處理辦法的總結等。

（作者單位：北京師范大學亞太實驗學校）

參考文獻

[1]陳成，熊詩瑩.跨學科學習的體系化設計——以小學科學為例[J].基礎教育課程，2023（14）.

[2]周燕.小學科學跨學科主題學習設計探究——以項目式學習“生活中的銹”為例[J].小學教學研究，2023（05）.

[3]胡衛平，李霞，陳輝.基于科學學科核心概念的單元教學設計[J].基礎教育課程，2023（06）.