基于单元设计探索小学美术与科学跨学科教学的实施路径

卢凯

摘要：跨学科单元教学如何达成深度学习是当下跨学科教学的一大难点。以单元教学研究为基础，以小学美术“玩具造型美”与科学“生活中的力”为单元教学内容，通过“会跳的玩具”“会游的玩具”等美术课例，充分结合“弹力”“重力”“浮力”等知识，整合重组构成“力与美”跨学科主题单元教学设计，以单元设计的形式探索小学美术与科学跨学科教学深度学习的实践研究。

关键词：小学美术；小学科学；跨学科；单元教学；力与美

自20世纪初，跨学科教学以其在回归学生生活世界、提升问题解决能力、达成深度学习等多方面的价值被许多国家广泛采纳。《义务教育艺术课程标准（2022年版）》（以下简称新课标）提出“突出课程综合”的课程理念，强调“重视艺术与其他学科的联系，充分发挥协同育人功能”[1]。这一理念的核心在于通过跨学科教学，将艺术与多个领域的知识和技能进行有机融合，以培养学生的综合素质和创新能力。然而在具体实践过程中，美术跨学科教学面临着内容组织简单化、知识浅表化、评价形式化、资源匮乏化等困境，这极大影响了跨学科教学的实效。因此，明确美术课程跨学科单元教学的价值导向、探究教学模式，是课程教学发展的必然逻辑，也是落实新课标理念、充分发挥协同育人功能的重要途径。

一、美术与科学跨学科单元教学的价值起点

美术和科学是两个看似不同但实际上密切相关的学科。科学体现了对自然现象的解释和探索，而美术则通过艺术作品表达了对这些现象的感知和理解。美术与科学跨学科单元教学作为一种创新的教学表现形式，超越了传统的教学模式，倾向于多元化、探究性、合作化和跨学科性的方式。这种教学方法将美术与科学两个学科的知识进行有机整合，并将单元教学融入到情境性和实践性的教学中。通过这种方式，学生可以在一个开放、互动的环境中主动学习，深入探索，不断思考并付诸实践。美术与科学跨学科学习是以美术课堂教学为基础，关注学生审美感知、艺术表现、创意实践等素养要求的教学模式，要求教育者找准对科学学科知识点的整合，巧妙地将两个学科组合在一起，让学生的思维碰撞出火花。

（一）跨学科单元教学是新课标要求的明确任务

在美术学科中，新课标将“融入跨学科学习”作为课程内容的一个重要板块，要求教师要主动“组织学生以个人或小组合作的方式，将美术与自然、社会及科技相融合，探究各种问题，提高综合探究与学习迁移的能力[2]。”这为教育教学方式的改革和美术课程内容的深化指明了方向，也对新发展阶段需要培养什么样的人做出了明确回答。

（二）跨学科单元教学是提升素养的重要路径

在核心素养时代，美术教学方法与教学理念应当以培养“全面发展的人”为核心，强调综合素养和跨学科能力的重要性。美术教学需要变革学习内容与教学方法，转向跨学科教学。这种教学方式注重学生的自主合作探究学习，通过融合不同学科的思维方式和研究方法，学生可以更深入地思考问题和理解知识，从而促进其核心素养的形成。通过引导学生进行跨学科深度学习，构建更加全面和系统的知识体系，进而提高他们的创新创造力、批判性思维及跨学科发展等能力。

（三）跨学科单元教学研究能为教师提供教学范式

在新课标理念下，探索美术与科学跨学科深度学习的单元教学范式，需要以问题为导向，以主题为线索，将美术和科学的知识和技能进行有机融合，同时注重学生的探究和实践能力，鼓励他们通过观察、实验、创作等方式来解决问题[3]。通过深入研究和教学实践，总结有效的教学策略和优秀的教学范式，为教师提供更多的选择和参考，帮助教师更好地实现教学目标和制定评价标准。

二、美术与科学跨学科单元教学的模式构建

跨学科单元教学的模式构建需要教师在整体上思考“为什么教”“教什么”“怎样教”这三个基本问题。具体而言，则是要在选题、设计和实施三个维度建立起系统化框架，并实现各个维度的整体规划。

（一）选题———“两个支点”确定单元设计

选择一个好主题是顺利开展美术与科学跨学科单元教学的基础。主题必须具备融通性和稳定性，既能够体现该学科的核心概念，又能够连接学科间的知识，进而实现与学生的现实生活相联系、激发学生的学习兴趣和探究欲望。为此，在确定单元设计时要把握住“核心任务”与“关键知识”两个支点。在读懂学情的基础上，通过“两个支点”明确知识的内在联系，构成单元知识谱系。

1.统整核心任务

单元教学需要核心任务，在跨学科教学中把两个及多个学科知识的深度融合，解决单门学科不足以解决的复杂问题时，核心问题就是贯穿整个设计的主线。针对“力与美”单元，如何调动学生的艺术表现，感受玩具的造型美，如何激发学生的科学思维，实现对力的再认识，成为本单元教学的核心任务。

2.梳理关键知识

跨学科教学需要明确的教学内容，并依据内容梳理出关键知识，因为只有抓准关键知识，才能促进跨学科教学的质变。教育科学出版社出版的《科学》教材中“运动和力”“船”等单元通过“让小车动起来”“弹簧测力计”“运动与摩擦”“船的浮力”等课时详细展示了力的各种形式，讓学生体会到了力在生活中的作用。

人民教育出版社出版的《美术》教材中关于玩具的课题有很多，如“会跳的玩具”“会游的玩具”等，诸多玩具本身体现着力学知识及杠杆、轮轴原理。所以，科学教材中“力”和美术教材中“玩具”内容，在知识架构和作业表现形式上有着融合之处，只是科学探索更偏向于理性，艺术实践更偏向于感性。

（二）设计———“三个方向”制定单元架构

当下，国内关于跨学科教学设计的模式研究主要是以STEM/STEAM课程跨学科融合。陕西教育研究院秦德增教授提出了核心素养视角下STEAM跨学科融合模式，包括确定核心素养、选择具体学科、设计主要问题、着手解决问题、开展评价反思等5个跨学科教学阶段（见图1）。“力与美”跨学科单元参照此模式，将教学理念、教学脉络、教学任务作为主线进行单元设计，并立足“三个方向”制定单元架构。分别是，以核心素养为导向明确单元教学理念；以知识整合为指向架构单元教学脉络；以深度学习为面向设置单元教学任务。

1.明确单元教学理念：导向核心素养

提升学生核心素养，是教学的最终目标。“力与美”跨学科单元教学设计，以核心素养为导向，立足美术与科学学科核心素养，聚焦教学内容，明确融合方向。

科学学科核心素养。科学学科的核心素养包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面，意在通过学习物质科学、技术与工程领域、生命科学等科学课程，帮助学生形成适应社会生存、个人终身发展的必备品格和关键能力。

美术学科核心素养。艺术课程要培养的核心素养主要包括审美感知、艺术表现、创意实践、文化理解等。科学学科核心素养中的科学观念拓展了学生的知识体系，科学思维素养则有助于学生理性习惯和辩证思维的养成，同时结合艺术课程素养艺术表现和创意实践两方面素养，立足“力”任务驱动，认识艺术与生活的广泛联系，综合运用多学科知识，紧密联系现实生活，进行艺术创新和实际应用，促进学生掌握艺术表现的技能。

2.架构单元教学脉络：指向知识整合

观念统整，归纳单元知识脉络。跨学科是本单元的核心观念，“力”和“美”是本单元的两条线路。科学和美术的跨界，既要有序整合两个学科的知识内容，也要梳理归纳本单元的知识脉络。跨学科教学是基于真实情境的，主要包括认识、理解、应用3个递进过程。因此，本单元的知识脉络定位成认识弹力、重力、浮力，理解“力”在传统玩具中的作用，最终通过美术造型、色彩语言等艺术手法将“力”与艺术材料进行融合，应用到美术作品的设计制作中，通过课堂任务来检测美术活动与“力学”实践之间的交互学习是否达成对学生核心素养的提升。

课标指引，架构单元教学目录。跨学科教学需要对融合学科知识进行细化梳理，“力”是本单元跨学科教学的支点，笔者与团队科学教师对“弹力”“重力”“浮力”知识进行了详细分析，结合各种“力”的特征，推敲美术课堂教学研究方向。

3.设置单元教学任务：面向深度学习

明确单元目标。“力与美”跨学科单元教学设计的核心目标是借助玩具为载体，在美术教学中理解“弹力”“浮力”“重力”的科学知识，并能够将“力”的知识运用到美术作品制作中，促进学生素养提升，让学生达到深度学习的目标（见表1）。

提炼核心任务。明确的学习任务指引教学实施的方向，是培养学生核心素养的有效路径。“力与美”跨学科单元教学设计依据科学和美术学科核心素养，根据学科特征明确美术与科学教学指向，最终确定每一课的核心任务（见表2）。

（三）实施———“三种策略”达成单元目标

实施阶段回应的是“怎样教”的基础问题。在核心素养的导向下，跨学科单元教学要实现高质量育人目标，使学生养成科学思维、达成合作学习、生成艺术美感。基于此，开发了实验研究、真实情境和学科本位三种策略。

1.实验研究养成科学思维

以实验为平台，进行力学实践。探究实践是科学学习必不可少的一部分，也是科学核心素养的四大维度之一。只有通过科学实验，学生才能将自己所思所想变成现实，培养科学探究能力、自主学习能力、技术与工程实践能力等帮助学生适应终身学习的复杂能力。“力与美”跨学科单元教学设计特别强调关注这些高阶思维能力，这能帮助学生在美术课堂中善于思考，积极动手，做到学、思、行相结合进行美术创作。例如，在“会浮的玩具”一课中，我们分别设置载重、风力、橡皮筋动力条件下的小船浮力，通过真实实验，发现“小船的底面积越宽阔，小船越稳定”等科学原理，让学生尝试在符合美学造型的基础上加大小船的底面积。通过实验，促进学生养成使用科学理性思维分析问题的习惯。

以問题为牵引，开展探究学习。问题是科学探究的起点，也是激发深度学习的源泉，学生只有在学习中不断产生问题，才能积极地去探究，让学习效果不断提升。“力与美”跨学科单元教学设计按照基本问题、关键问题、生成小问题等流程，开展探究性学习活动。如在“会跳的玩具”一课，我们依据大观念和核心素养目标、任务提出“怎样把‘弹力应用到玩具中”这一基本问题，梳理影响玩具跳动因素的关键问题，如“如何让自己的玩具跳得更高呢？同样的弹簧，玩具的形状、重量对高低、远近有什么影响？”诱发并生成“还可以用什么材料制作会跳的玩具”“会跳的玩具可以制作成什么形象”等小问题，引导学生开展探究性学习活动（见图2）。

2.真实情境达成合作学习

搭建真实情境。基于真实情境的教学，能更高效地提升跨学科教学效率。“力与美”跨学科单元教学设计，每一课都基于学情和教学任务精心设计教学情境。如“认识弹力”一课，教师将不同大小、不同材质的弹簧带入课堂，学生通过真实触摸，压一压、拉一拉，感受弹簧的弹力大小，增加对弹力的充分认识，为“会跳的玩具”制作做好铺垫。

注重合作学习。跨学科教学任务需要教师注重培养学生的合作能力、团队精神等，将美术与自然、社会及科技相融合，探究各种问题，提高综合探索与学习迁移的能力。本单元的教学活动设计也是将合作学习作为教学的主要形式。如“会游的玩具”一课，为了促进学生充分发挥团队合作力量，我们组织学生6人一组设计各种会游的玩具。首先是发挥头脑风暴，组长整合建议，并用草图呈现。然后组内根据草图，再分成两小组制作。这样既可以保证作品完成时学生的参与度，又可以在完成作品后，对同一设计版本的作品进行比较，促进学生考虑造型、稳固等方面的原因对玩具游水效果进行理性分析，从而达成“学中做”“做中比”的效果，将团队合作学习的效果做到最佳。

3.学科本位生成艺术美感

布置多元作业，拓展表现形式。艺术最大的魅力在于多元，同一个主题，却有着千万种表达方式。“力”与“美”的碰撞同样也能产生多元的形式。“弹力”这个章节，我们设计成两课时，第一课时侧重于基于弹簧作为素材进行设计，第二课时着重关注弹力的不同表现方式，用不同形式的折纸、弹力球、夹子等适合表现弹力的物品进行创作，这样的作品更加凸显了艺术的多元性。

关注学科本位，展现艺术美感。跨学科教学在融合多学科内容的同时，既要兼顾学科之间的知识学习，也要凸显本学科本位特征[4]。“会摇的玩具”一课，仅是科学探究表现“重力”的角度来看，在同一个玩具上，玩具底部重量越高，玩具站立的速度越快，这是玩具与重力的关系，可以加深学生对“重力”的研究。但关注美术学科本位，学生又借助纸张的易塑造性，将弧形与重力结合创作，会摇的玩具造型也就更加丰富多变，更能展示艺术美感。

三、美术与科学跨学科单元教学的评估与反馈

评估与反馈回答了跨学科单元教学“教到什么程度”的问题，不仅是评价学生学习成果的手段，还是推动学生学习的有效工具。在跨学科单元教学中，从任务视角、深度视角、素养视角检测单元教学目标，审视学生高阶思维，对标学生核心素养进行成效反思，可以帮助教师更好地了解学生的学习进展，指导教学策略调整，促进学生自主学习和深入理解。

（一）任务视角检测单元教学目标达成情况

核心任务是单元设计的关键和驱动力，是实现跨学科教学的“纽带”，以目标为导向引发问题，带动任务驱动，让学生主动参与教学设计的学习任务。通过作品的表现来反映教学的实现情况以及学生的学习效果。本单元以美术作品为载体，在艺术作品的制作中，进一步促使学生对“力”知识的认识、理解、应用，通过形态各样的美术作品，以及各项任务的达成，体现了学生对力学原理与艺术思维的迁移，也成功达成了单元目标。

（二）深度视角审视学生高阶思维建立情况

在深度学习视角下，评估应超越传统的知识掌握层面，注重学生的理解、应用和创造。跨学科学习需要达成深度学习，才能促进高阶思维的达成。根据高阶思维6个层级：识记、理解、应用、分析、评价和创造来看，后3个类别处于思维的较高水平，被认为是“高阶思维”。在“弹力”章节，学生能够通过实验分析得出压力越大，弹力越大，在弹力相等的情况下，弹跳高度又受到重力的影响，并对弹力的大小与方向做出评价，以及充分利用不同形态的力进行创造，这属于高阶思维的达成。

（三）素养视角对标学生核心素养提升情况

学生核心素养的提升，是单元教学设计的最终目的。深度学习作为实现核心素养教育的重要途径，回归了学习的本质，强调学习的全面性、系统性和综合性，并注重學习的深度和广度。美术与科学跨学科单元教学与深度学习的内在特征相契合，既满足了学生深度学习的需求，又有效促进了学生核心素养的生成。学生通过对“力与美”跨学科单元的学习，在艺术表现、创意实践的素养培养上获得明显效果，同时更加巩固了科学核心素养中的科学观念，培育学生能够用科学思维分析问题，应用问题，两个学科素养的兼容与碰撞，对学生的成长起到了关键作用。

综上所述，“力与美”跨学科单元教学，借助美术玩具为载体，融合科学“力”的知识，促进学生对力与美的理解升级。通过选题、设计、实施三项教学路径，指向培育学生核心素养的教学实践中，取得了一定效果，落实了新课标任务，积极探索出了提升学生素养的重要路径，为教师进行跨学科教学提供了可借鉴的教学范式。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育艺术课程标准（2022年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2022：5.

[2] 尹少淳.新版课程标准解析与教学指导[M].北京：北京师范大学出版集团，2022：8.

[3] 张华.论理解本位跨学科学习[J].基础教育课程，2018（22）.

[4] 钱初熹.以扩展与挑战培养学生核心素养的“大观念”视觉艺术课程研究[J].美育学刊，2019（4）.

编辑/陆鹤鸣