C-POTE模型在《增加船的載重量》教學中的應用

〔摘" "要〕" C-POTE模型是以大概念為基礎的跨學科主題學習模型，基于C-POTE模型與小學科學學習的契合點，探尋學習路徑：明確概念群，驅散跨學科交融迷霧；串聯問題鏈，激發跨學科聯動學習；細化目標層，指引跨學科素養方向；構建任務簇，深化跨學科探究實踐；匯集證據集，增強跨學科思辨深度。將C-POTE模型融入課堂，促進學生核心素養全面躍升。

〔關鍵詞〕" 小學科學；C-POTE模型；跨學科主題學習

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 08" " 007-009

2022年修訂的《義務教育課程方案》指出，要在學科類課程標準中“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，強化實踐性要求”，注重培養學生在真實情境中綜合運用知識解決問題的能力。在小學科學教學中，新增的技術與工程領域板塊適合開展跨學科主題學習，C-POTE模型基于真實情境，通過探究實踐，培養創新思維和問題解決能力，促進學生核心素養發展。

一、C-POTE模型

“C-POTE模型”是由華南師范大學博士生導師詹澤慧團隊所建構，以“概念群—問題鏈—目標層—任務簇—證據集”為核心來設計和組織教學的跨學科主題學習模型。

二、C-POTE模型在小學科學教學中的應用實踐

《增加船的載重量》是教科版小學科學教材五下“船的研究”單元第4課，隸屬于技術與工程領域的跨學科主題學習單元，以本課為例，基于C-POTE模型與小學科學學習的契合點，開展課堂教學實踐。

（一）明確概念群，驅散跨學科交融迷霧

從涉及學科的一級學科概念梳理開始，尋找上位二級核心概念，指向三級跨學科概念，構建清晰的概念群，以驅散學科交融的迷霧，幫助學生明確跨學科核心概念。

一級學科概念。

科學：物質具有一定的特性與功能；技術與工程創造了人造物，技術與工程改變了人們的生產和生活；工程需要定義和界定；工程的關鍵是設計；工程是設計方案物化的結果。

數學：主要是模型思維（船艙原型）的構建。利用底面積、船舷高來計算方形鋁箔小船的體積，探索船的載重量與其體積的關系。

語文：在工程任務中將初始想法、實踐數據、現在想法進行觀察、分析、梳理，并嘗試用科學、完整的語言表達自己的觀點和發現。

技術與工程：船的載重量須綜合考慮船的材料、結構、貨物放置的位置、造船工藝等多種因素。幫助樹立批判性、綜合性、復雜性的問題解決意識。

二級核心概念。

物質的結構與性質，技術、工程與社會，工程設計與物化。

三級跨學科概念。

結構與功能、穩定與變化。

《增加船的載重量》除科學外，還涉及數學、語文、技術與工程等學科，尋找上位二級核心概念，即物質的結構與性質，技術、工程與社會，工程設計與物化。船模型的結構影響船的載重量和穩定性，指向三級跨學科概念，即結構與功能、穩定與變化。在教學實踐中，教師應以培育學生的核心素養為教學導向，立足于主學科的視角，整合不同學科的內容，精準選擇學科內的關鍵概念。

（二）串聯問題鏈，強化跨學科聯動學習

圍繞核心問題設計內在聯系緊密的問題鏈，強化跨學科問題之間的聯動學習，形成連貫的跨學科思維與探究實踐能力。參考布盧姆等教育專家的目標分類理論，將問題區分為低階和高階兩大類。低階思維層次通常涵蓋知識的識記、理解、應用；而高階思維層次則涉及分析、評價和創造。

問題1～4屬于記憶、理解、應用的低階思維層次，答案往往指向直接、明確符合預設，無須進行復雜的思維活動。

問題5～9屬于分析、評價、創造的高階思維層次，學生需要掌握一定的科學思維方法，還要能綜合運用所學知識來解決問題。串聯緊密的問題鏈讓思維更加具有靈活性、批判性和深刻性，高階思維在研討交流、科學論證的碰撞中深化，探究實踐顯成效。

（三）細化目標層，指引跨學科素養提升方向

要基于學科的核心大概念，將跨學科學習目標層細化為一系列可操作、可評估的教學目標，指引明確的學生素養提升方向。

教師基于科學課程標準，對標數學、語文課程標準，明確素養要求的耦合點。一是多領域構建“結構與功能、穩定與變化”的跨學科概念，如在科學課程標準中涉及“技術、工程與社會，工程設計與物化”等的概念建構，其中模型意識及推理意識在數學課程標準中有所要求。二是多維度思考“船的載重量與船只體積大小關系”的推理論證與數學思維中的推理意識耦合。三是多角度探究船艙（即底部方方小船）所需要的模型建構能力，需要遷移數學素養的模型意識、數據意識、推理意識。四是多層次感悟“船的載重量”，該課將科學探究與技術工程有機融合，從小組數據到全班數據，從小組論證到班級論證，從模型到原型，深切體會到影響載重量的因素很多，體積是主要影響因素之一。

（四）構建任務簇，深化跨學科探究實踐

任務簇是指存在層次遞進活動的任務群，構建層次遞進的任務簇，確保跨學科實踐能夠循序漸進，引導學生深入理解和應用跨學科知識，逐步深化探究實踐過程。這些任務被巧妙地拆解為多個緊密相連的核心活動，運用已經形成的跨學科概念去直面現實挑戰。

《增加船的載重量》一課，首先回顧了船只的演變，在文化自信和科學觀念上得到了提升。接著船型設計與猜測激發了學生的創造力和科學思維，也鍛煉了語言運用和初步的數學觀察能力。在船型制作與測試中，實踐技能和模型意識得到加強，學會了如何將數學思維應用于現實問題的解決。數據分析與交流研討進一步鍛煉了邏輯推理和科學論證能力，同時提高了數學語言表達的素養。最后問題解決與拓展遷移將所學知識與現實世界相聯系，培養了學生的綜合素養和終身學習能力。這種設計不僅加深了對科學概念的理解，而且促進了語文和數學素養的融合，為全面發展奠定了堅實的基礎。

（五）匯集證據集，增強跨學科思辨深度

證據集是支撐科學論證和探究結論的關鍵，它能夠幫助學生構建知識、深化理解和發展核心素養。通過交流研討，展示自己的證據集，接受同伴的質疑和反饋，從而提升論證的嚴謹性和說服力，增強了跨學科思辨的深度。C-POTE模型為學生提供了一個全面、系統的學習框架，有助于在科學探究中形成有力的證據。

證據收集：本課基于初始想法和觀點，通過制作不同體積的鋁箔船，并進行載重量測試，收集船體積與載重量之間關系的實驗數據。

數據分析：整理和分析比較不同船型的載重量數據，發現數據之間的關聯性。

科學論證：先組內論證展示自己的發現，使用數據支持自己的觀點，接著組間論證接受同伴的質疑和反饋，最后集體論證形成班級觀點。

科學論證是一個內隱的思維活動，需要外顯的思維支架。學習單作為《增加船的載重量》一課中證據集的最佳載體，幫助收集和分析證據，提供了思維支架。學生通過實際操作收集證據，不僅增強了對科學概念的理解，而且鍛煉了實證意識。在集體論證環節，需要將自己的發現和論證過程與同伴分享，這不僅促進了交流研討，也鍛煉了批判性思維和反思能力。

三、反思與展望

C-POTE模型的應用不僅促進了學生對科學概念的深入理解，而且通過跨學科的概念群和問題鏈，激發了學生的探究興趣和創新思維。目標層的細化具體，為提升學生素養提升指明了方向。而任務簇的構建則使學生在實踐中逐步深入，有效提升了問題解決能力。證據集的匯集，更使學生在交流研討中更加自信和有說服力，培養了學生的批判性思維和科學論證能力。

未來，我們應繼續不斷探索并優化C-POTE模型，豐富跨學科主題學習的教學應用。

參考文獻

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