小學科學跨學科項目化學習實踐探究

【摘 要】小學科學跨學科項目化學習實踐的前提是以小學科學為學科中心，關鍵在于強調整合性的跨學科，核心是解決真實問題的項目化。文章以“拯救企鵝”項目為例，探討小學科學跨學科項目化學習實踐的一般路徑，即情境導入，引入項目；以課程標準為導向，分解任務；跨學科融合，制訂框架；任務導向，深化實踐；注重過程，提升體驗。

【關鍵詞】小學科學 跨學科 項目化學習 實踐活動

【中圖分類號】G613" " 【文獻標識碼】A" 【文章編號】1002-3275（2024）14-68-04

一、研究背景

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（本文簡稱課程標準）在“課程實施”中要求“要加強對探究和實踐的研究和指導，整合啟發式、探究式、互動式、體驗式和項目式等各種教與學方式的基本要求，設計并實施能夠促進學生深度學習的思維型探究和實踐”。并在“課程內容”中新增“跨學科概念”，旨在通過學科間相互作用來產生綜合育人合力，增強學生的實踐性體驗，培養學生發現問題、解決問題的能力。小學科學作為一門綜合性、應用性、實踐性較強的學科，知識涉及面相當廣泛，對于培養學生的學習習慣發揮著重要作用。

為了培養學生自主、合作、探究的學習習慣，本文以項目式學習模式為橋梁，針對五年級學生設計“拯救企鵝”的跨學科學習實踐，為廣大教師提供借鑒和參考。在教學中，教師應把握科學跨學科教學設計要素，結合學生實際或社會問題創設真實情境，引導學生像一個真正的設計師、工程師一樣，融合不同學科的知識和技能，不斷改進和完善產品，不斷提升規劃、設計、協作、學以致用的能力，培養學生的創造性思維，提升其科學核心素養。

二、小學科學跨學科項目化學習的內涵

夏雪梅認為跨學科項目化學習是為了解決一個真實且復雜的問題，學生學習并創造性地整合不同學科的核心知識和能力，以形成整合性的項目成果和新理解。［1］從這個定義可以看出，跨學科項目化學習的關鍵是要產生整合性的理解，而不只是簡單地使用多個學科的知識。如果只是知識拼盤或者簡單應用，如只在項目要求中加上“在完成科學報告時用到的語文知識”這類表述就不屬于跨學科項目化學習。

李會民、代建軍認為項目化學習是一種新興的學習方式，是通過對蘊含核心概念驅動性問題的持續探究，引發學生對真實復雜問題的思考和解決，形成公開可視化的成果。［2］這就要求教師在實踐中關注學生的需要，對學科關鍵概念有清晰的理解，同時對各科知識和概念進行整合，形成一個完整的學科體系，從而培養學生理解和應對復雜問題和情境的能力。

本文認為小學科學跨學科項目化學習是一種發展學生核心素養的學習方法，在項目化學習中，學生以真實問題為學習目標，教師在設計項目和相應任務時，融入不同學科的知識，引導學生積極主動地進行實踐和探究，去發現問題、解決問題，最終取得整合性的項目成果和新的知識理解。這種學習方法可以使學生獲得更全面、綜合、深入的學習體驗，從而更好地應對未來的挑戰。

三、小學科學跨學科項目化學習實踐的特征

（一）前提：以小學科學為學科中心

在小學科學跨學科項目化學習實踐中，小學科學貫穿項目化學習的始末，要以小學科學的學科知識、語言符號系統、學習方法為中心。具體體現為以下三點：第一，小學科學知識綜合性較強，與多個學科聯系緊密，可為項目的完成提供穩定支持。第二，基于小學科學的科學語言和符號系統，學生能夠清晰地表達問題，并運用分析與綜合、比較與分類、抽象與概括、歸納等思維方法進行廣泛的研究和分析。第三，在項目中應用觀察、實驗、測量等基本科學學習方法，能夠培養學生的觀察、分析、推理、判斷等能力，從而更好地解決問題。

（二）關鍵：強調整合性的跨學科

跨學科項目化學習強調要形成整合性的項目成果，學生需要將相關學科的概念和信息關聯起來，檢驗不同學科的觀點，豐富對問題的理解。這要求學生從多個學科知識領域（包括技術、工程、數學、藝術等）出發，整合不同學科的知識和方法，并且以創造性的方式將新的理解聚合成可視化的形式呈現出來。

（三）核心：解決真實問題的項目化

雷普克說過，跨學科研究是一個認知進程，個人或群體在此進程中，借鑒學科視野并整合學科見解和思維模式，以提出對復雜問題的認識，這種認識的目的在于應用。在小學科學跨學科項目化學習中，簡單地疊加學科知識是無法讓學生產生深入的跨學科見解的，而是需要形成解決問題的項目邏輯，創造性地轉化知識和整合各學科知識，才能促使學生更好地解決問題。

四、小學科學跨學科項目化學習實踐案例設計

基于小學科學跨學科項目化學習的特征，筆者組織學校五年級學生進行“拯救企鵝”的科學跨學科學習實踐，具體措施如下。

（一）情境導入，引入項目

知識與社會情境之間存在緊密的關系，知識并非是孤立存在的，而是在特定的社會情境中被構建和應用的。從某種程度上說，知識的意義取決于情境，知識只有在實際運用中才能夠被真正理解。在項目學習開始前，教師組織學生觀看了一段關于企鵝生活狀況的視頻，讓學生了解到企鵝的生存區域正在不斷變小，由此導致食物短缺，生活較為困難。針對這一情況，教師組織學生探討原因，學生暢所欲言，認為企鵝的生存困境與溫室效應有關。接著教師提出一個驅動性問題：“你有什么辦法拯救企鵝嗎？”并引出跨學科項目化學習的主題：拯救企鵝。教師通過視頻讓學生自主發現企鵝的生存問題，在此基礎上引導學生思考如何運用他們所學的知識來解決實際問題。

（二）以課程標準為導向，分解任務

課程標準指明了學生應該形成的核心能力和學科知識框架。在開展科學跨學科項目化學習之前，教師應以課程標準為導向，將教學設計與課程標準要求相結合，明確學生需要完成的具體任務和達成的目標，幫助學生更好地理解和掌握所學內容，使每個學習環節更具有針對性。學生通過實踐，深化對跨學科知識的理解和運用，提升解決問題的能力。“拯救企鵝”項目共設計了尋找保溫材料、設計“冰屋”、制作“冰屋”模型三個任務，每個任務有對應的目標、子問題、活動內容，如表1所示。

（三）跨學科融合，制訂框架

一個工程的實施往往需要應用多個學科的內容，因此教師在設計工程教學內容時，要聯系不同學科知識，引導學生進行跨學科實踐運用，達到培養學生核心素養的目的。在“拯救企鵝”項目中，學生在認識不同保溫材料、撰寫“冰屋”的設計方案、選擇合適的“冰屋”材料等過程中，需要運用信息技術、美術、數學、勞動等多個學科的知識和能力，如表2所示。

在“冰屋”材料的選擇上，學生需要運用信息技術、道德與法治、數學等跨學科知識，在收集與整理數據、考慮人與自然的關系、比較與分析中，選擇最合適的材料。在“冰屋”的設計上，學生需要運用語文、美術、數學等跨學科知識，概括與表達設計想法，初步設計“冰屋”外形，并考量結構和進行必要計算。在“冰屋”模型制作上，學生需要充分發揮創造性勞動能力，解決制作過程中遇到的問題，完成模型制作。在跨學科項目化學習的整個過程中，學生充分調動自己掌握的知識和技能，在跨學科探究和實踐中，更好地理解和應用知識，提高綜合素質和實踐能力。

（四）任務導向，深化實踐

任務導向的項目化學習是一種以學習成果為中心的教學方法。在設計科學跨學科項目化學習時，教師可以先明確素養目標，再運用任務導向、前置評價、學科邏輯來減少設計過程的主觀性。在制作“冰屋”模型任務中，教師可以從項目準備、項目實施、項目成果發布三個環節出發，確定項目任務的內容和需要解決的核心問題，如表3所示。逆向設計項目任務可以從素養立意和評價前置兩個方面進行設計。一方面，素養立意使學生有機會思考和解決實際問題，鼓勵他們提出創新的問題解決方案，并通過合作與團隊共同完成任務。另一方面，在項目開始之前，教師應該明確任務的學習目標，并制訂評價標準。這樣學生便能知道他們需要達到的要求，更好地規劃探究過程，提高學習效果。

（五）注重過程，提升體驗

課程標準指出，要構建素養導向的綜合評價體系，并且提出以評價促進學生核心素養的發展，以評價改進和優化教學，評價主體多元和方法多樣的建議。此外，項目化學習評價應重視兩個測量維度：一是項目所設計的單一學科或跨學科的知識、能力、態度；二是學生的多種素養（協作、交往、審辯思維、創造性）。因此，教師制作項目評價量表時要注意三個方面。首先，評價單應前置，以便引領學生開展整個工程設計實踐，更好地完成項目化學習。其次，評價重點可放在科學素養、跨學科素養、項目成果、學生參與四個維度。最后，開展學生自評、小組互評、教師評價，使得“拯救企鵝”項目評價主體多元化。為了讓各個維度的評價更加具有針對性和區分度，教師還可以選擇不同的評分尺度。例如在此量表中科學素養與跨學科素養是指向核心認知能力的維度，其子維度評價標準可采用10分制，得10分為高，1分為低。而項目成果和學生參與這兩個維度更側重于實踐操作和個體貢獻，其子維度評價標準采用5分制，得5分為高，1分為低。“拯救企鵝”項目評價量表設計如表4所示。

五、結語

本文設計了一個以“拯救企鵝”為主題的小學科學跨學科項目化學習案例。在一個個新穎的挑戰性任務中，學生充分利用多個學科的知識，不斷改進和完善“冰屋”，逐漸形成和發展設計思維和工程思維，培養科學核心素養和跨學科素養。小學科學教師未來可更進一步探索和優化跨學科項目化學習，從而改善學生的學習體驗和豐富學生的學習成果，促進科學教學的創新和改革。

【參考文獻】

［1］夏雪梅．跨學科項目化學習：內涵、設計邏輯與實踐原型［J］．課程·教材·教法，2022，42（10）：78-84.

［2］李會民，代建軍．基于課程統整的跨學科項目化學習設計［J］．教學與管理，2020（4）：3.