科学思维培养下小学科学跨学科教学设计与实践

□福建省厦门市湖明小学 林惠明

科学跨学科教学既是科学课程改革和发展学生核心素养的应然要求，也是对科学知识多维度与多层次融合的一种实践要求，是科学课程育人价值的一种体现。在跨学科教学设计与实践中，应注重学生的科学思维培养，使学生在跨学科中既能学习不同学科的知识，也能形成科学思维，达成核心素养的教育目标。

一、基于科学思维培养的小学科学跨学科教学设计思路

核心素养教育指导下，小学科学教师除了教给学生理论知识外，也应注重学生科学思维的培养。本章节将结合科学思维培养，分析小学科学跨学科教学设计思路。

（一）学生主体思路

跨学科学习有助于学生思维方法与价值意义维度的知识学习。在设计跨学科教学时，教师可以从学生主体角度出发，围绕学生的认知、兴趣来设计跨学科教学方案，以构建高效化的小学科学课堂，助力学生形成科学思维。

以苏教版“善用自然资源”跨学科教学为例。课程目标是让学生了解一些自然资源，并能树立循环利用资源的意识。在跨学科教学设计环节，可以从学生兴趣角度出发，例如，学生对生物知识感兴趣，在自然资源中就可以多引入生物资源，提升学生对课程知识的探究欲望；学生对科学知识感兴趣，就可以从善用自然资源角度，引入当前先进的能源利用技术，以满足学生的学习要求。从学生角度进行跨学科教学设计，可以促进学生科学思维形成。

（二）教学方法思路

科学跨学科教学不仅是科学课程改革和学生核心素养发展的应然要求，也是理解科学知识多维与多层的必然要求，亦是科学课程育人价值体现的必然要求。好的教学方法可以营造趣味生动的课堂氛围，让学生能积极主动地投入学科知识学习。教师可以从多样化教学角度设计跨学科教学，以培养学生的科学思维。

以苏教版“多样的生物”跨学科教学为例，课程目标是了解生物的一些生存条件，以及生物的多样性。在本课程的跨学科教学设计方面，可以从主题情境、实验活动、生活话题等角度展开，例如，引入主题情境教学方法，从生物、语文等角度展示一些生物的生存习性，在情境氛围的影响下，学生会提升对生物生存条件的认识。开展有关探究生物生存条件的实验活动，让学生在观察、实验中进行分析推理，逐步掌握生物的有关知识，了解生物与生存条件之间的关系。从生活话题角度，引入当前社会发展与环境保护、生物保护方面的科学技术等，在生活话题的引导下帮助学生逐步建立生物多样性保护的价值观念。通过多样化教学手段，教师不仅提升了本课程的教学效果，同时也能促进学生科学思维形成。

二、基于科学思维培养的小学科学跨学科教学实践举措

上述分析总结了小学科学跨学科教学的一些思路，结合这些思路能达成科学思维培养的目标。但在实践过程中教师可能会受到教学方法的制约，导致实践教学效果不理想，以下将对教学方法进行详细阐述。

（一）建立情境，推动跨学科实践

科学思维也是跨学科素养的重要组成部分之一，能够帮助学生发展综合性的思维能力。实践环节教师可以结合情境引入跨学科教学，生动趣味的情境氛围能激发学生学习主动性，让学生在疑问、探究、总结中逐渐形成科学思维。

以苏教版“空气有质量吗”跨学科教学为例，课程目标是让学生认识空气，了解空气具备一定的质量，并在探究中测量空气的质量。从课程内容来看，跨学科教学时可以从物理、数学的角度开展，例如，从物理的角度，可以搜集一些有关于空气的物理知识，使学生知道物体质量属于物理学中的一个基本概念，也是物体所具有的物理属性；从数学的角度，可以计算测量空气的实际质量，在动手测量中实现对物体质量的探讨。课前准备方面，教师需要做好物理素材与数学测量工具的准备，并拟定完善、合理的教学方案，设计符合学生探究学习的情境；学生准备方面，指导学生在课前预习之前学过的知识，在此基础上，思考空气是否有质量、空气的质量为多少等，以便于后续课程的探讨。在课堂教学环节，教师先从物理学科角度创设“空气中的物理”情境，利用多媒体设备的方式播放有关物理方面的空气知识，之后引导学生在小组合作中实现探究，以帮助学生了解物理方面有关空气的知识。之后再从数学层面出发，设计“空气与数学”的实践情境，让小组学生设计测量空气质量的方案，并依靠一些数学工具与数学方法进行测量。在情境的指导下，学生通过合作能有效了解空气质量方面的知识，从而实现对本课程知识点的探究，形成科学思维。等课程结束之后，教师在课后作业环节可以从历史学科角度设计阅读任务，例如，阅读一些与空气有关的科学材料，丰富学生的科学认知，以加深学生对“空气”认识，从而助力学生形成科学思维。

以苏教版“保护土壤”跨学科教学为例，课程要求学生了解我国当前的土壤现状，知道人类对土壤的一些破坏活动，并能在实验中了解如何保护土壤。本课程可以从历史、语文、化学、思想品德等方面开展跨学科教学，例如，从历史方面可结合史料了解我国土壤资源变化，以及土壤的破坏对人类产生的影响；从语文方面可结合人文活动以及古诗词中找寻赞美土地、赞美土壤的句子，通过优美语句来激发学生对土壤的兴趣；从化学方面可带领学生一起分析土壤的组成部分，了解其中有哪些作物需要的物质元素；从思想品德方面可引导学生认识破坏土壤环境是不对的，让学生在认识与探究中树立保护土壤的价值观念。教学准备方面，主要是搜集与土壤有关的历史、语文、化学、思想品德方面的素材，例如化学方面，可以搜集一些土壤成分的化学实验课件素材，让学生在观看中了解土壤的重要性。学生准备方面，主要是做好之前学过课程的复习巩固，并思考为什么要保护土壤，以及保护土壤有什么价值等，在思考中逐步产生对课程探究的兴趣。在课程教学实践中，教师可以从历史角度设计“我国土壤资源的变迁”的情境，在情境中播放相应素材，让学生在了解与认识中逐步掌握我国土壤资源的情况，并引发学生思考，认识到土壤对人类的贡献。在语文情境活动中，设计“土壤文化”的情境活动，让学生以小组合作的方式探讨有关土壤的古诗词以及优美语句，使学生认识到土壤的重要性。在化学情境活动中，设计“土壤中有哪些植物所必需物质”的情境问题，并播放一些化学方面的探究活动，使学生在播放中更好地认识土壤。在思想政治学科的情境活动中，可以设计“当前我国对土壤资源保护政策”的情境探究活动，让学生在探究中逐步认识我国当前土壤资源保护情况，在探究过程中插入一些破坏土壤资源的活动，让学生对保护土壤资源有更深入的认识，从而形成保护土壤资源的价值观念。在这些学科角度的引导下，学生能有效掌握土壤方面的知识，并能形成科学思维。等课程结束之后，教师还可以从物理角度设计课后作业，比如探究不同类型土壤的质量；探究不同土壤中的成分等，让学生在物理探究中形成科学思维。

（二）结合生活引导跨学科实践

跨学科教学环节，是生活中必不可少的组成部分，在引入跨学科教学时，可以从生活角度出发，让学生结合生活中的情况来进行探究学习，从而实现科学思维培养。

以苏教版“纸”跨学科教学为例，课程内容是让学生认识生活中的纸，探究纸的特征与常用用途，并能逐渐形成节约用纸的观念。在本课程跨学科教学方面，可以从美术、语文、历史、数学、德育角度着手，例如，从美术角度可以带领学生制作一些手工纸制品，让学生在制作中认识纸，能够发现纸中潜藏的美；语文角度可以从书法、剪纸等活动着手，让学生能够在文化艺术中认识纸的重要性；历史角度可以了解纸的由来与发展；数学角度可以测量纸张的厚度、面积、以及周长；德育角度可以对生活中一些纸张用途进行评价，从中体会节约用纸的价值观念。教学准备环节，教师应基于美术、语文、历史、数学、德育等角度做好教学素材、材料工具方面的准备，并拟定生活化的教学方案，让学生在生活体会中学习与探究课程知识点，逐渐形成科学思维；学生准备方面，应让学生对纸的特征与用途进行思考，如自己在日常生活中会用纸做什么等。课程教学环节，从美术角度，可以设计有关纸的美术活动，带领学生一起制作纸制物品，并欣赏一些剪纸方面的艺术，在制作与欣赏中深度了解纸；从语文角度，设计一些与书法有关的话题，让学生探讨什么纸张适合练习书法等，拓展学生对纸张的认识；从历史角度，带领学生一起观看与纸张有关的史料，让学生对纸张的由来以及发展有所了解，认识以前的纸张如何生产制作出来，而现在的纸张是如何生产制作出来。从数学角度，带领学生测量纸张的面积、周长等，认识生活中的纸张一般为什么形状，并思考为什么纸张一般是长方形而不是正方形，从而激发学生的探究意识。从德育角度，播放生活中节约用纸方面的素材，并设计有关纸张的德育交流活动，让学生交流如何在日常生活中节约用纸等，使学生树立节约用纸的观念意识。通过从美术、语文、历史、数学、德育角度的跨学科教学，学生能对纸有比较全面的认识，并能逐步形成科学思维。等课程结束之后，教师可以从语文、美术等方面布置作业活动，让学生逐步加深对课程知识的认识，达成跨学科教学的目标。

以苏教版“食物与营养”跨学科教学为例，本课程的教学目标是让学生认识食物的营养成分及作用，认识不同种类食物中的营养物质，并明白不同种类食物合理搭配的重要性。在本课程的跨学科教学中，可以从音乐、英语、生物、体育等方面着手，例如，音乐方面可以搜集一些与食物、营养方面的歌谣，让学生跟随音乐旋律了解不同食物与营养物质；英语方面可以设计词汇交流大赛，让学生能说出更多有关英语的词汇；生物方面可以引导学生探讨食物中的七大营养素；体育方面可以引入体育与健康话题，让学生交流探讨吃什么食物对身体有好处，以及配合什么体育运动可以让身体保持良好状态。教师准备方面，需要教师做好本课程的素材搜集准备，并能从生活角度引入有关音乐、英语、生物、体育等方面的话题，从而达成跨学科教学的目标。学生准备方面，让学生记录自己每天的饮食状况，思考自己喜欢吃什么食物，不喜欢什么食物，并能了解喜欢食物中的营养物质，从而为后续跨学科教学提供助力。

在教学实践环节，教师可以从生活角度出发，引入音乐课件素材，让学生在欣赏与跟唱中更好地认识食物与营养，并能说出食物中有哪些营养物质，之后教师可以拿出一些食物卡片，让学生说出相应的英语单词，以营造趣味生动的课堂氛围。等学生对食物、营养素方面产生兴趣后，再利用多媒体信息技术播放生物方面的课件，讲解一些生活中常见食物的营养组成。等学生认识食物中的营养素后，可以设计“体育与健康”的生活话题，让学生说一说配合哪些体育运动以及食物，能有一个健康的身体，使学生能够在交流探讨中知道合理搭配食物的重要性，养成不挑食、不偏食的饮食习惯。通过音乐、英语、生物、体育等跨学科教学，学生对食物营养、合理膳食有更加深入的认识，有助于促进科学思维的形成。等课程教学结束之后，可以从语文、体育角度布置实践作业，例如，为自己制定合理膳食方案，每天保持一定的体育运动，并利用语文写日记的方式进行记录与总结。在语文、体育等学科的课后作业巩固中，加深学生对“食物与营养”的认识，有助于培养学生的科学思维。

（三）智慧教学助力跨学科实践

智慧教学是现代化教育手段之一，其利用智慧教育平台开展学科教学，好处在于借助智慧教育平台的各种功能，改革了传统教学模式，有助于培养学生的跨学科思维。

以苏教版“月球”跨学科教学为例，本课程是让学生认识与了解月球，知道月球的一些特征，以及月球的变化规律。在跨学科教学方面，可以从语文、物理、天文、科技角度来设计教学方案，例如，从语文角度搜集一些与月球有关的诗词，在诗词、神话传说中认识月球；从物理角度展示一些物理规律，激发学生对月球的探究兴趣；从天文角度播放有关月球的天文知识，引发学生对宇宙的想象；从科技角度让学生认识当前国家的登月技术，以激发学生的爱国情感。

在预习方面，可以采用智慧教学推送预习任务，可以将本课程的一些素材推送给学生，让学生在课前线上进行预习探究，如推送一些登月方面的资料，让学生在观看中对月球产生想象；推送一些物理方面的探究任务，包括月球中是否有空气、水，以及月球中的重力与地球的差异等，在探究中逐渐形成科学思维。在课堂实践环节，教师可以结合语文、物理、天文、科技等角度设计项目探究任务：任务一，探讨古今有哪些赞美月亮的语句，并说一说古代人为什么要赞美月亮；任务二，小组之间探讨月球方面所蕴含的物理知识；任务三，了解月球的天文特征，以及月球可能由什么形成；任务四，探讨当前我国登月方面的成就，以及在未来是否能实现在月球安家等。在学生探讨项目任务过程中，教师可以配合微课视频，引导学生逐步在任务探究学习中形成科学思维。等课程结束之后，可以布置一些观察任务，如观察清晨时的月球、夜晚时的月球，思考与探究其中蕴含的天文规律，在探究中逐步培养学生的科学思维。

三、结语

综上所述，小学科学教师要重视学生的科学思维培养，在跨学科教学设计时遵循学生主体、教师方法的思路，实践中可以采用建立情境、结合生活以及智慧教学的方法，以打造高效化科学课堂，达成科学思维培养目标。