深度学习理念下小学科学跨学科教学实践

深度学习的“深”，并不是指知识难度或知识量的累加，而是教师对教学内容的深度和广度进行拓展，[1]即在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与，体验成功，获得发展的有意义的学习过程。

深度学习理念下的小学科学跨学科教学，能让学生掌握科学学科的核心知识，理解科学学习的一般过程，把握科学学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机，综合运用多学科的知识和技能，从多学科视角分析和解决问题、完成任务、解释现象，成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的社会未来人才。[2]

一、教学架构

深度学习是基于价值引领的、真实情境的、高质量问题的、学科内和学科间整合的、思辨的、微探究的一种认知活动。[3]在这样的指导思想下，小学科学跨学科教学中采用的教学架构如图1所示。

1.情境：模拟实际场景，增强亲身体验

在小学科学教学中，情境可以理解为学生从事学习活动、产生学习行为的一种环境和背景。如今，学界普遍认同应从零散的、孤立的、脱离实际情境的知识传授向融合的、整体的、实践性的素养培养转变。情境是素养培养的重要载体，能将真实的生活与学习联系起来，实现知识迁移，从而发展学生的综合素养。在深度学习过程中，学生需要将所学知识灵活应用于各种具体情境中，以解决实际问题。[4]

因此，教师要充分利用发生在学生身边的事件、新闻中的科学元素创设真实的情境。在真实的情境中，学生会更强烈地融入其中，他们的学习不再是被动的行为，而是自愿、主动地参与活动。通过创设真实情境，教师可以重新设计科学知识与学生以及他们所处世界之间的联系，将真实世界和科学学科相连接。

学生在科学教学中所获得的科学素养不应该仅限于在科学课堂中有应用价值，也不应该只在科学考试中才显现价值，而应该成为他们在未来解决更为复杂的真实跨学科问题的基础。[5]现实生活中的问题通常并不是某一个具体的学科，而是跨学科。在真实情境中解决这些跨学科问题是提升学生核心素养的必要途径。

值得强调的是，在科学教学中，情境不应该仅仅用于导入环节，而应该贯穿始终。学生整节课的学习都应该融入教师创设的情境之中。

2.任务：聚焦真实挑战，促进学科应用

任务在小学科学教学中代表了需要完成的具体事项。教师应当根据学生的学情来设置任务，并提出具体的要求，从而促进他们的深度体验和未来成长。

在科学课的教学中，目标的实现需要以任务为载体，否则会让学生感觉自己只是在被动地接受科学知识，从而失去学习的兴趣。因此，教师可以将教学目标作为一条贯穿始终的“暗线”，用一个适合学生操作的、具体的、真实的任务作为“明线”，贯穿整个科学教学过程。

“活动与体验”是深度学习的核心特征，据此设计教学有助于培养学生解决真实问题的能力。小学科学的教学应关注学生的学习过程，教师要通过设计以任务为中心的学习活动，引导他们实现知识的“意义建构”。[6]

一个贯穿始终的任务会有效增加学生的体验感，让他们为完成一个具体的任务而努力。在完成任务的过程中，学生会自然地建构科学概念、提升科学技能、发展科学思维，并且树立正确的科学态度和责任心。

3.探究：整合学科方法，解决实际问题

探究是指先提出科学问题，再针对这些问题进行合理猜想和假设，然后制订计划并搜集证据，最终得出结论。科学课程标准提倡以探究和实践为主的多样化学习方式，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究以及技术与工程实践的过程。

科学问题应该以科学的方法进行研究。跨学科教学是对分科教学的补充、巩固和深化，[7]而非对分科教学的否定，也没有超越学科的框架。在小学科学的跨学科教学中，教师仍然应将探究作为概念建构的主要学习方式。在聚焦问题之后，根据“提出假设—实验设计—数据收集—数据分析—得出结论”的范式展开探究活动，以促进概念的有效建构，从而提升学生的科学素养。

4.反思：拓展思维辨析，升华学习成果

理解与反思是深度教学的重要特征，[8]反思作为深度学习过程的关键环节，对于确保深度学习的实施至关重要。

在引导学生总结反思时，教师可以采取多种策略。例如，从内容上引导学生回顾解决问题的过程，思考收获和不足之处，并提出改进计划；让学生想象如果再次面对相似问题要如何处理，与之前的行动有何异同；引导学生思考今天解决问题的经验如何应用在其他情境中，适用于解决哪些问题；等等。学生在总结反思中会获得小学科学学科素养和跨学科素养，这将会影响他们在接下来的学习和生活中的表现。

5.评价：综合评量方法，注重过程监控

深度学习强调知识的迁移应用和问题解决能力，[9]其目的是实现学生的全面发展，培养学生核心素养。仅仅死记硬背答案是无法实现知识迁移的，教师要通过恰当的评价标准和方式，将教学与评价融为一体，引导学生深度学习。

为确保学生深度学习，教师要监控并调整他们的学习过程，及时提供反馈信息，引导他们自主调整学习活动。同时，为了确定学生是否达到了深度学习的水平，实现了深度学习的目标，教师需要制订一套完善的评价标准，充分发挥评价的诊断、导向和激励功能，促进深度学习的自然发生。

二、教学实践

基于上述教学架构，我们对“怎样才能投掷得更远”项目开展了如下教学实践。

1.教学流程设计

情境。在学校前段时间举行的运动会上，有一个投掷项目，以投掷距离为标准，投得越远越好。

任务。究竟怎样才能投得远呢？出手的角度会影响投掷距离吗？

探究。①猜想出手角度是多少度时投得远？②小组讨论，设计对比实验并交流。③小组动手实验，收集“弹弓”在不同发射角度时“炮弹”的距离数据。④分析角度和距离的数据关系，得出结论：发射角度是45°时，发射的距离最远。⑤根据实验所得，练习以45°进行投掷。

反思。回顾学习过程中的方法，思考遇到其他类似问题时可以怎么解决。

评价。①过程性评价：实验设计、数据收集、小组合作、汇报交流。②终结性评价：出手角度是（"" ）时，投掷的距离最远。

2.教学过程

（1）创设情境，激发学生内在学习动机

在“怎样才能投掷得更远”项目中，教师聚焦学校运动会上的一个投掷项目，介绍评判标准就是谁投得最远。这个真实的情境立刻把学生拉入比赛的现场，成绩好的学生想知道自己为什么能够胜出，成绩不好的学生想知道下次怎样能投得更远，这激活了学生学习的内在动机。

（2）设置任务，关注学生处理信息能力

教师在教学中设置了这样的任务：为了拿到更好的成绩，我们需要解决哪些问题呢？经过思考与交流，学生梳理出了以下关键问题：①什么角度出手，投掷得最远？②投掷的标准动作是什么？③怎样才能发出最大的力？

这三个问题有明显的学科属性，第一个问题属于科学学科范畴，后两个问题属于体育学科范畴。在解决这个问题的过程中，数学能力也是必需的。学生在解决真实生活中的跨学科问题时，需要通过对情境的理解分析出其中隐藏的科学问题与体育问题，这些问题具有挑战性，还具有结构性。科学问题的解决为体育训练提供了理论基础，体育训练是科学理论的应用实践，两者相辅相成，共同促进学生素养的形成。

基于科学学科的跨学科教学，还需坚持学科立场，强调以本学科内容为主干，整合其他学科的相关知识与方法，以有效避免“重经历过程、轻知识学习”的现象，促使知识的学习与能力的发展同步发生。[10]因此我们将“什么角度出手投掷得最远”作为重点的研究任务。

（3）开展探究，促进学生有效建构概念

第一步，提出假设。教师：你认为什么角度出手投掷得更远呢？（30°、45°、60°）

第二步，设计实验。学生开展小组讨论，设计严谨、可行的对比实验。在实验设计中，学生会遇到一个比较难解决的问题：如何保证出手的力度是一致的？如果出手力度不能保持一致，就无法建立角度和距离之间的关系证明。于是，教师提供了一个自制学具“炮弹发射器”（如图2）。这样的自制学具可以通过控制每一次拉动皮筋的距离来保证发射的力度一致，再通过控制量角器来调整发射平台和支架之间的角度关系，实现不同的发射角度。

第三步，收集数据。在收集数据的阶段，小组合作收集“炮弹”的发射角度和飞行距离的数据，每个小组收集发射角度分别为30°、45°、60°的三组数据，每组实验3次。

第四步，分析数据。将每组的3次数据通过求算术平均数的方法进行处理。

第五步，得出结论。汇报小组通过分析实验数据得出结论——发射角度为45°时，“炮弹”发射得最远。

学生只有经历真正的、完整的探究过程，才能建构概念，并加以运用。

（4）注重反思，助力学生知识形成结构

在本项目教学中，我们的引导问题是“为了投掷得更远，还有哪些事情是要做的？”“回顾学习过程中的方法，思考遇到类似问题时可以怎么解决？”用这样的问题引导学生进行反思，不但是对事实性知识的回顾，而且是对解决这个问题的过程中所运用的程序性知识的反思与拓展，这对跨学科教学尤为重要。

（5）评价上强调真迁移，有效提升学生科学素养

学习之后，学生记住以45°发射“炮弹”能投掷得最远并不难，之后在体育的练习中通过反复训练，达到动作定型。为了促进科学观念、科学思维、探究实践、态度责任目标的监控及达成，我们制订了如下评价标准（见表1）。

在评价标准中，对于科学知识的理解只占10分，更多的是指向对过程性技能的评估。评价表的使用不是在课堂的最后才呈现给学生做自评或互评，而是在情境导入、任务明晰之后就给学生，让他们在探究活动过程中，始终有评价表在手，实现“教—学—评”一体化。

小结

在深度学习理念的指引下设计跨学科教学，其实质是打破学科已有界限，对学科内容进行整合和情境化设计，进行跨界教学与应用，以培养学生的批判思维、问题解决和创造思维能力。深度学习不仅是全面深化义务教育教学改革的内在要求，而且是在教学中做好科学教育加法的实施路径。以深度学习理念引领小学科学跨学科教学改革创新，有助于提升教学效能、整合多种资源、促进科学评价方式的探索，强化学科实践、知识技能、核心素养统一、和谐发展的目标。

[课题1：全国教育科学规划2021年度一般课题“基于中国农业科技史的中小学科学课程开发研究——教育重演论再认识”，编号：BHA210154。课题2：南京市2022年度教研课题“以评价为导向的小学科学实验教学设计研究”，编号：2021NJJK14—L04]

参考文献

[1]李雯靓，周海银.指向深度教学的教师课程能力提升[J].西北成人教育学院学报，2020（06）.

[2]郭华.深度学习及其意义[J].课程·教材·教法，2016（11）.

[3]朱开群.基于深度学习的“深度教学”[J].上海教育科研，2017（05）.

[4]阎乃胜.深度学习视野下的课堂情境[J].教育发展研究，2013（12）.

[5]夏雪梅.学科项目化学习设计：融通学科素养和跨学科素养[J].人民教育，2018（01）.

[6]刘研，顾小清，顾晓莉，等.教育系统变革与以学习者为中心的教育范示——再访国际教学设计专家瑞格鲁斯教授[J].现代远程教育研究，2017（01）.

[7]董艳，孙巍，徐唱.信息技术融合下的跨学科学习研究[J].电化教育研究，2019（11）.

[8]潘道广.大学深度教学：典型特征、肇始语境与达成路径[J].南通大学学报（社会科学版），2020（04）.

[9]安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程·教材·教法，2014（11）

[10]董艳，夏亮亮，王良辉.新课标背景下的跨学科学习：内涵、设置逻辑、实践原则与基础[J].现代教育技术，2023（02）.