小学科学跨学科主题学习设计探究——以项目式学习“生活中的锈”为例

广东省深圳市福田区东海实验小学 周 燕

一、背景介绍

2021年，“双减”政策正式出台。“双减”政策明确提出，全面压减作业总量和时长，减轻学生过重的作业负担。作业变革让学生有了丰富的课余时间，如何利用这些时间，同时提升学生的科学探索兴趣，这是科学教师面临的一个新挑战。

2022年，教育部印发新的科学课程标准，其中提到“设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求”，让学生“认识物质是变化的，物质的变化伴有能的转化，有助于学生形成物质与能量、稳定与变化等跨学科概念”。如何设计好跨学科主题活动，帮助学生建立良好的科学素养，是每一个科学教师都应该去努力探索的。

二、设计理念

（一）用“KUD模型”进行教学目标分析

笔者围绕教科版科学六年级下册第二单元的第五课《铁生锈了》和第七课《控制铁生锈的速度》设计了项目式学习“生活中的锈”， 通过观察、实验获得证据，让学生确定铁锈是一种不同于铁的新物质；通过交流研讨，让学生自主确定研究问题，制订严谨的实验方案；根据实验方案，让学生在课外主动探究铁生锈的原因，对观察结果进行简单整理、分析，并概括总结，逐步形成科学概念。

1.学生将知道（K）

（1）如何设计铁生锈的对比实验。

（2）铁生锈的原因。

（3）如何控制铁生锈的速度。

（4）如何防锈。

2.学生将理解（U）

（1）从“假设—检验”得出结论的科学探究方式。

（2）确定一种物质是否新物质需要有足够的证据，培养证据意识。

（3）意识到可以利用科学有效的方法防止铁生锈，大大减少资源的损失。

3.学生将做到（D）

（1）自己设计实验方案，主动探究铁生锈的原因，对观察结果进行简单整理、分析，并概括总结，逐步形成科学概念。

（2）通过观察、实验获得证据，确定铁锈是一种不同于铁的新物质。

（3）用“科学讨论会”的方法进行合作学习，互相启发，以便更好地得出科学结论。

（4）分享汇报自己的学习成果并完成反思。

（二）用小组合作的项目式学习方式完成探究

项目式学习是“从真实情境出发，解决实际问题”。本案例围绕小学科学的核心素养设计，促进学生积极参与、主动探究，引导学生做好每一个实验。在案例设计中引入 PBL （基于问题的学习）项目式学习的理念，巧妙设计引入环节，引导学生思考锈从何而来。围绕驱动问题，让学生主动探究，小组合作，设计实验方案，完成实验观察。在实验的基础上，设计出防锈方案，解决地下车库的生锈问题。 同时，结合 PBL 的黄金标准，设计出层层递进的学习任务，培养学生的合作交流能力、创新能力和解决问题的能力。

（三）以科学学科为主的跨学科设计

本案例以生活中的锈为研究对象，探讨如何解决学校停车库的生锈问题。以科学学科为主，融入语文的观察、数学的数据分析进行设计，以观察、记录、调研、设计、展示为主，提升学生的综合学科素养。

三、解决方案：设计小组项目式学习方案

（一）用PBL理念设计学习任务

在项目导入环节，笔者首先让学生观看视频，思考：为什么4S店仓库的新车会生锈？开启自主研究，通过一系列学习任务依次推进学习研究，了解“铁为什么会生锈”和“如何控制铁生锈的速度”，最后完成学校的地下车库防锈方案。

（二）全员参与，分组探究

在六年级全年级展开“生活中的锈”的项目学习。项目从4月中旬开始导入，到5月底完成项目展示，6月中旬收齐所有的试验记录单等，完成项目汇报和反思。

每个班自由分组完成任务，学生以小组为单位自主进行实验，在完成实验和方案后以小组为单位进行全班展示汇报。

（三）自主设计，激发兴趣

学生根据自己已有的经验以及自主学习成果，通过合作、沟通，设计出本组实验方案（每个组选择的实验材料可能不同），他们因为拥有了学习的自主性，所以学习的热情变得高涨了，通过不同小组的分享，他们还发现了很多课本没有提到的知识。

（四）多元评价，鼓励探究

本案例的评价将过程性评价与总结性评价、表现性评价结合起来，进行多元评价，鼓励学生大胆发现，勇于创新（见表1）。

表1 评价方式

现场展示的时候，学生根据表2的评价标准进行点评。

表2 作品评价方案

（五）综合利用跨学科学习工具

在作业设计中，笔者综合运用了网络调查、课本阅读、KWL表格、实验设计单、观察记录单、小组分工表、任务进度表等跨学科学习的工具，帮助学生更有序地自主完成学习任务。

四、实践过程

（一）精心设计并安排每个阶段的学习任务

笔者整合单元学习的内容，以科学学科为主，结合语文、数学等学科知识，设计出8个学习任务（见表3）。

表3 各阶段学习任务

（续表）

（二）学习任务完成良好，学习成果丰富

学生在整个学习阶段完成了实验设计、观察记录、实验报告、小组汇报和设计防锈方案，还有个别学生结合研究过程和发现撰写了研究小论文。

五、成效影响和反思总结

在这个项目里，每个学生都有着不同的收获，实验激发了学生学习的积极性，以小组合作并进行演示文稿汇报的方式培养了学生团队协作能力、沟通能力以及口头表达能力等，锻炼了学生对项目式学习与日常学习做出合理规划的能力。同时，培养了学生每天观察的习惯，提升了学生拍照和整理文档的能力。在汇报过程中，学生发现其他同学优秀的地方，从中取长补短。学生有了主动学习的意识，他们在科学观察实验中不再是“走马观花”，而是细心观察，共同讨论。最后的复盘，帮助学生提升自信心和成就感，总结收获。

通过理论联系实际的实验和探究，学生对跨学科核心概念“物质的结构与性质”有了进一步认识，学生的科学核心素养得到了增强，他们的观察能力、合作能力、沟通能力、设计能力也都有较大提升。

本项目受到学生和家长的好评，同时获得福田区项目式学习教师赛特等奖、广东省项目式学习案例二等奖、广东省青少年科技创新大赛二等奖。

未来如果再带领学生进行“锈”的学习，笔者会考虑加大数学的元素，增加设计方案的成本预算，找到更好、更经济、更美观的防锈方案。