践行学科融合理念 优化项目式教学

◇刘秋莲 吕二盼（河北：保定市竞秀区教师发展中心）

小学科学课程是伴随着社会发展和教育改革应运而生的，是一门旨在培养学生科学素养的基础性、综合性、实践性课程。STEAM 和项目式学习教育理念的核心是多学科整合，就是要把科学与相关的课程结合起来，让学生亲身体会到科学包罗万象的学科知识。小学科学课程标准对学生综合能力提出更高要求，利用教育科学出版社小学科学教材单元主题明晰、结构完整，以大单元来编排内容的优势，将科学课与其他学科进行融合教学，引导学生建立不同学科间的联结，在保持兴趣的同时，结合生活实际，在现实情境中解决实际问题。

以教育科学出版社科学二年级上册“材料”单元为例，以生活中真实的问题情境——“按自己需求做一顶帽子”为项目主题，以各种物体的不同材料为纽带，贯穿整个单元。立足于此项目进行激发学生科学思维的项目式学习活动设计，将项目挑战分成几个序列。首先，学生从材料的视角来认识“我们生活的世界”，知道自然世界和人工世界不一样，体会生活中使用的科技产品为人类带来的益处。之后借助“不同材料的餐具”，学生认识到应根据不同的需求选择不同的材料。“书的历史”“神奇的纸”进一步让学生通过多种方式，多角度地认识材料，了解不同材料具有不同的特征。“椅子不简单”在前几节课的基础上，初步让学生综合运用，认识不同材料有不同功能。经过这样一系列的体验和探究活动，最后“做一顶帽子”是完成项目的关键阶段，属于“技术与工程”领域的课程内容，在限定时间范围内，学生体验像设计师、工程师一样，自己计划、综合运用已有的多学科知识与技能来解决问题，经历“问题驱动—回顾与建构—选材与设计—实施与评价—展示与汇报—分析与改进—反思与迁移”的完整过程，将最终成果进行交流、展示。整个过程伴随评价、反思、修改，需要严谨的科学思维，在项目活动过程中，教师应深入把握项目教学的内涵，灵活结合教学实际，需要关注每组甚至每个学生遇到的问题以及创新性，最终学生能够获得知识、开发智力、提升能力、发展思维。有利于学生综合素质的提升，使之成为具备核心素养和全面发展的有用之材，这也是我国实现科教兴国战略的一个重要落脚点。本文通过全面呈现并分析科学课程学科融合教学及跨学科概念学习的具体案例，引导广大一线教师将学科融合的理念落地，为优化项目式教学提供理论与实践参考。

一、科学教学与数学融合

数学是一门实用的工具学科，在小学不同学段的科学学习中都会应用到数学的计算和逻辑。科学推测或结论的得出，需要实验来证明，那么探究活动的测量、记录、汇总、作图等环节都离不开数学方法和工具的使用。

对比小学数学教材和教育科学出版社的科学教材，不难发现：书中很多知识密切联系，彼此还可以作为情境创设问题、探究问题，巧妙地把数学知识融合进科学教学中，激发学生对科学的热爱，同时达到培养科学思维、增强应用意识、促进跨学科概念掌握、提升学科素养的目的。下面举两个低、中学段的实例。

（一）测量

科学实验活动要想得出正确的结论，学生准确测量是前提，可靠的原始数据才能保证后续的科学分析有意义。小学科学课程涉及许多测量项目，如，桌子的长度、空气的质量、运动与静止的时间、小车运行的距离、物体的温度等。所以科学教师必须对数学课的进度以及学生数学知识的掌握程度有所了解，要考虑学生对尺子、计算器、秒表等能否熟练应用。在进行数据分析和处理时，也要考虑到学生掌握精确度、小数、约数等方面的能力，例如，科学四年级上册“运动与力”单元，围绕“设计制作运动的小车”项目主题，开展系列科学探究实践活动。在进行小车运行距离长短、时间长短的比较等活动时，需要学生测量距离并对数据进行处理。求出平均数，必然要用到数学计算，在没有学到小数的时候，可以安排学生估算，而学完小数之后，就可以将数据精确到小数，从而使结果更接近于真实值。把科学与数学融合起来，学生所获得的知识能有效迁移，就能避免重复教学，提升学习效率。

科学一年级上册有“比较与测量”单元，可围绕“制作测量纸带”项目主题开展系列科学实践活动。学生将观察事物间的异同，用不同的工具和方法测量一些物体的长度，逐渐感知尺子的演变过程。通过“比较—确定起点和终点—用拃测量—用不同物体测量—用统一物体测量—测量纸带—尺子”这样循序渐进、进阶式的学习过程，使学生获得丰富的“比较和测量”的学习经历。他们会更加明白确定起点和终点、使用标准测量工具的重要性,体会测量在科学研究中的重要作用。再次加深对“比较和测量”中的公平、方便、准确等原则的认识。数学二年级上册“量一量，比一比”单元、三年级上册“测量”单元，都和科学教材内容有紧密联系，跨学科融合教学，能提高教学效果，事半功倍。

（二）对称

科学二年级下册《观察我们的身体》一课，认识了人体的外部组成后，需要让学生了解外形结构对称的特点。这是本课的难点，让学生自己发现并说出“对称”这个词是很难的。恰巧同学期的数学课有“图形的运动”单元，学生认识了对称现象并学过了轴对称图形，课本中有一节课是让学生剪手拉手的四个小人（剪纸）。按教材编排顺序，数学课应该先讲相关内容，那么进行科学教学时，有了数学课的基础，“对称”就不再是难点了。在进行学情分析时，除了考虑学生在科学方面的知识储备和具备的技能，还需要和其他学科教师多交流，了解学生各学科的基础和能力也是非常必要的。充分诊断学情，能够帮助教师更准确地把握重点，找到更适合的方法去突破难点，从而达到精准施教的目的。

总之，科学和数学学科的内容相互交叉、渗透，数学将科学学科某些概念进行深化和细化。科学教师在教学时，需要引导学生将两个学科知识进行联结，互补互促。

二、科学教学与语文融合

（一）引导学生进行科学探索

语文课的学习内容本身包含许多自然科学知识，在课堂中，如果能引导学生挖掘更深入的科学知识，就能避免语文学习犹如蜻蜓点水，从而使知识在学生脑海中根深蒂固。

科学二年级上册“各种各样的天气”“不同的季节”、三年级上册“天气”单元、六年级上册“地球的运动”单元，均涉及了关于四季方方面面的知识。而语文教材一年级上册《四季》、一年级下册《四个太阳》《春夏秋冬》、二年级上册《田家四季歌》、二年级下册《雷雨》等课文也都讲到了季节的知识，可以互相补充、促进和理解。通过融科学知识于语文课堂，融习作、口语于科学探索，在增长学生科学知识的同时，更使学生增加了对大自然探索的兴趣，使课文内容在学生脑海中留下深刻的印象。将科学探究活动融入语文课堂中，不仅能调动学生学习的积极性，提高学生的参与度，还能让课文中隐含的科学知识变得直观、可感。

语文课堂多通过一个个鲜明的形象渗透情感、美感，陶冶学生情操，而科学学科的学习过程更多的是理性认识、辩证思维。培养学生“联结”能力的同时，还能启迪智慧、开发多向思维。

（二）提高观察和口语交际能力

小学科学课程对于低学段的学生有一个非常重要的内容，就是观察方法和观察顺序。学生观察能力的培养是一个持续和长期的过程。为什么作文中学生在描写事情、景物时三言两语就结束了？除了词汇的缺乏以外，不善于观察、不善于抓住事物的变化也是一个原因。在科学探究活动中，要教给学生科学的观察方法，提高细致观察和详细记录能力。比如，观察事物可以通过眼睛、耳朵、鼻子、舌、皮肤等不同的感觉器官，还可以借助工具；按照从整体到局部、从外部特征到内部结构去观察。通过颜色、形状、软硬、轻重、材料等不同特征对事物进行描述，甚至抓住事物之间的异同点进行比较描述。我们尝试带着学生观察动植物的生长变化过程，比如，观察凤仙花（四年级）、蚕的一生（三年级）。掌握细致而科学的观察方法和观察顺序，对提高学生的语文写作水平有非常大的帮助。

科学探究活动后往往需要学生进行汇报交流，把自己的想法或者小组讨论的结果，组织语言表达出来。如果教师在科学课上能给学生更多锻炼的机会，并在这个过程中注重言语表达的训练，相信学生的口语交际能力会在不知不觉中有所突破。

三、科学教学与信息技术融合

把信息技术融入小学科学教学中，学生的学习方式会发生很大变化，呈现方式不仅限于文字、图片，学生的视、听感官同时得到刺激，更直观地获取生动形象的信息。与录音机和投影仪不同，多媒体或交互式一体机能提供人机交互的实验环境，从而提高学生学习的积极性和主动性。“身临其境”的感觉更能激发学生的学习兴趣和探究欲望，从而给科学课堂提质增效。

在科学教材中，有一部分拓展性知识需要学生自己搜集查找资料。在信息技术课上，教师可以指导学生利用网络自主学习，通过网络搜索获取新知识，然后与其他学生交流讨论，从而掌握更多的科学知识或方法。在网络环境下，学生学习的主动性和热情高涨。课堂教学在面向全体学生的基础上，也要给学生个性化发展空间。信息技术课程与科学课程相融合后，不仅可以提高科学教学效果，而且师生的信息技术操作应用、信息处理能力也会逐步提高。

小学科学教科书中的十八大概念涉及物质、生命、地球与宇宙、技术工程四个学科领域，并强调科学、技术、工程与社会的联系，学生经常需要到室外观测。由于生活环境及各方面条件的限制，很多学生对自然界缺乏感性认识。信息技术可以很好地解决这一难题，能够让学生更多地接触、了解世界，通过自己的探索，去发现、去获取更丰富的自然科学知识，能更有效地领悟科学思想和方法，真正去理解一些抽象概念。学生能以更直观的方式了解事物发展变化的规律，提高学习效率，获得良好的体验感、代入感，激发对科学的浓厚兴趣。比如，动植物的生长发育过程、地球宇宙知识、地理环境、事物的演变发展历史等，都可以利用现代高科技方式来呈现，使学生如临其境，印象深刻。

通过对多学科融合教学的研究与实践，选取真实问题作为教学突破点，促进学生深度学习，使学生在探究性学习活动中，掌握方法、获得技能、建构科学概念并进行知识迁移，在解决一个个实际问题的过程中或完成项目的体验中，发展多方面能力。在有限的科学课堂中最大限度地提升学生的科学素养和综合素质，用科学的思维去解决生活、学习中遇到的问题，在反复的尝试过程中锻炼心智。基于多学科融合教学的理念来优化教学设计，打破不同学科间的障碍，建立学生思维的多元联结。今后，我们仍将立足小学科学教学，聚焦课堂实际问题，力求做到“研训教”一体化，综合运用多学科知识进行深入探索和实践。