C-POTE模型在《增加船的载重量》教学中的应用

〔摘" "要〕" C-POTE模型是以大概念为基础的跨学科主题学习模型，基于C-POTE模型与小学科学学习的契合点，探寻学习路径：明确概念群，驱散跨学科交融迷雾；串联问题链，激发跨学科联动学习；细化目标层，指引跨学科素养方向；构建任务簇，深化跨学科探究实践；汇集证据集，增强跨学科思辨深度。将C-POTE模型融入课堂，促进学生核心素养全面跃升。

〔关键词〕" 小学科学；C-POTE模型；跨学科主题学习

〔中图分类号〕" G424" " " " " " " " 〔文献标识码〕" A" " " " "〔文章编号〕" 1674-6317" " （2025）" 08" " 007-009

2022年修订的《义务教育课程方案》指出，要在学科类课程标准中“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”，注重培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力。在小学科学教学中，新增的技术与工程领域板块适合开展跨学科主题学习，C-POTE模型基于真实情境，通过探究实践，培养创新思维和问题解决能力，促进学生核心素养发展。

一、C-POTE模型

“C-POTE模型”是由华南师范大学博士生导师詹泽慧团队所建构，以“概念群—问题链—目标层—任务簇—证据集”为核心来设计和组织教学的跨学科主题学习模型。

二、C-POTE模型在小学科学教学中的应用实践

《增加船的载重量》是教科版小学科学教材五下“船的研究”单元第4课，隶属于技术与工程领域的跨学科主题学习单元，以本课为例，基于C-POTE模型与小学科学学习的契合点，开展课堂教学实践。

（一）明确概念群，驱散跨学科交融迷雾

从涉及学科的一级学科概念梳理开始，寻找上位二级核心概念，指向三级跨学科概念，构建清晰的概念群，以驱散学科交融的迷雾，帮助学生明确跨学科核心概念。

一级学科概念。

科学：物质具有一定的特性与功能；技术与工程创造了人造物，技术与工程改变了人们的生产和生活；工程需要定义和界定；工程的关键是设计；工程是设计方案物化的结果。

数学：主要是模型思维（船舱原型）的构建。利用底面积、船舷高来计算方形铝箔小船的体积，探索船的载重量与其体积的关系。

语文：在工程任务中将初始想法、实践数据、现在想法进行观察、分析、梳理，并尝试用科学、完整的语言表达自己的观点和发现。

技术与工程：船的载重量须综合考虑船的材料、结构、货物放置的位置、造船工艺等多种因素。帮助树立批判性、综合性、复杂性的问题解决意识。

二级核心概念。

物质的结构与性质，技术、工程与社会，工程设计与物化。

三级跨学科概念。

结构与功能、稳定与变化。

《增加船的载重量》除科学外，还涉及数学、语文、技术与工程等学科，寻找上位二级核心概念，即物质的结构与性质，技术、工程与社会，工程设计与物化。船模型的结构影响船的载重量和稳定性，指向三级跨学科概念，即结构与功能、稳定与变化。在教学实践中，教师应以培育学生的核心素养为教学导向，立足于主学科的视角，整合不同学科的内容，精准选择学科内的关键概念。

（二）串联问题链，强化跨学科联动学习

围绕核心问题设计内在联系紧密的问题链，强化跨学科问题之间的联动学习，形成连贯的跨学科思维与探究实践能力。参考布卢姆等教育专家的目标分类理论，将问题区分为低阶和高阶两大类。低阶思维层次通常涵盖知识的识记、理解、应用；而高阶思维层次则涉及分析、评价和创造。

问题1～4属于记忆、理解、应用的低阶思维层次，答案往往指向直接、明确符合预设，无须进行复杂的思维活动。

问题5～9属于分析、评价、创造的高阶思维层次，学生需要掌握一定的科学思维方法，还要能综合运用所学知识来解决问题。串联紧密的问题链让思维更加具有灵活性、批判性和深刻性，高阶思维在研讨交流、科学论证的碰撞中深化，探究实践显成效。

（三）细化目标层，指引跨学科素养提升方向

要基于学科的核心大概念，将跨学科学习目标层细化为一系列可操作、可评估的教学目标，指引明确的学生素养提升方向。

教师基于科学课程标准，对标数学、语文课程标准，明确素养要求的耦合点。一是多领域构建“结构与功能、稳定与变化”的跨学科概念，如在科学课程标准中涉及“技术、工程与社会，工程设计与物化”等的概念建构，其中模型意识及推理意识在数学课程标准中有所要求。二是多维度思考“船的载重量与船只体积大小关系”的推理论证与数学思维中的推理意识耦合。三是多角度探究船舱（即底部方方小船）所需要的模型建构能力，需要迁移数学素养的模型意识、数据意识、推理意识。四是多层次感悟“船的载重量”，该课将科学探究与技术工程有机融合，从小组数据到全班数据，从小组论证到班级论证，从模型到原型，深切体会到影响载重量的因素很多，体积是主要影响因素之一。

（四）构建任务簇，深化跨学科探究实践

任务簇是指存在层次递进活动的任务群，构建层次递进的任务簇，确保跨学科实践能够循序渐进，引导学生深入理解和应用跨学科知识，逐步深化探究实践过程。这些任务被巧妙地拆解为多个紧密相连的核心活动，运用已经形成的跨学科概念去直面现实挑战。

《增加船的载重量》一课，首先回顾了船只的演变，在文化自信和科学观念上得到了提升。接着船型设计与猜测激发了学生的创造力和科学思维，也锻炼了语言运用和初步的数学观察能力。在船型制作与测试中，实践技能和模型意识得到加强，学会了如何将数学思维应用于现实问题的解决。数据分析与交流研讨进一步锻炼了逻辑推理和科学论证能力，同时提高了数学语言表达的素养。最后问题解决与拓展迁移将所学知识与现实世界相联系，培养了学生的综合素养和终身学习能力。这种设计不仅加深了对科学概念的理解，而且促进了语文和数学素养的融合，为全面发展奠定了坚实的基础。

（五）汇集证据集，增强跨学科思辨深度

证据集是支撑科学论证和探究结论的关键，它能够帮助学生构建知识、深化理解和发展核心素养。通过交流研讨，展示自己的证据集，接受同伴的质疑和反馈，从而提升论证的严谨性和说服力，增强了跨学科思辨的深度。C-POTE模型为学生提供了一个全面、系统的学习框架，有助于在科学探究中形成有力的证据。

证据收集：本课基于初始想法和观点，通过制作不同体积的铝箔船，并进行载重量测试，收集船体积与载重量之间关系的实验数据。

数据分析：整理和分析比较不同船型的载重量数据，发现数据之间的关联性。

科学论证：先组内论证展示自己的发现，使用数据支持自己的观点，接着组间论证接受同伴的质疑和反馈，最后集体论证形成班级观点。

科学论证是一个内隐的思维活动，需要外显的思维支架。学习单作为《增加船的载重量》一课中证据集的最佳载体，帮助收集和分析证据，提供了思维支架。学生通过实际操作收集证据，不仅增强了对科学概念的理解，而且锻炼了实证意识。在集体论证环节，需要将自己的发现和论证过程与同伴分享，这不仅促进了交流研讨，也锻炼了批判性思维和反思能力。

三、反思与展望

C-POTE模型的应用不仅促进了学生对科学概念的深入理解，而且通过跨学科的概念群和问题链，激发了学生的探究兴趣和创新思维。目标层的细化具体，为提升学生素养提升指明了方向。而任务簇的构建则使学生在实践中逐步深入，有效提升了问题解决能力。证据集的汇集，更使学生在交流研讨中更加自信和有说服力，培养了学生的批判性思维和科学论证能力。

未来，我们应继续不断探索并优化C-POTE模型，丰富跨学科主题学习的教学应用。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]郭华.跨学科主题学习：提升育人质量的一条新路径[J].人民教育，2023（2）：25.

[3]詹泽慧，季瑜，赖雨彤.新课标导向下跨学科主题学习如何开展：基本思路与操作模型[J].现代远程教育研究，2023（1）：49-58.