新課程標準視域下小學科學跨學科概念的理解與教學

《義務(wù)教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《新課標》）首次將科學觀念、科學思維、探究實踐和態(tài)度責任作為教育的核心要求，并將13個學科核心概念以及4個跨學科概念納入教學體系。教師應(yīng)該深入理解這些概念，并將它們?nèi)谌虢虒W實踐中，以達到更好的教育效果。通過這種方式，才能真正理解新課程中涉及的跨學科概念的重要性和意義。

一、新課標視域下小學科學跨學科概念的理解

《新課標》中的跨學科概念包括了物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化?！按嬖诜绞健焙汀跋到y(tǒng)”是自然和科學世界的基礎(chǔ)，而“靜態(tài)屬性”則是由“物質(zhì)與能量”“結(jié)構(gòu)與功能”組成的，它們可以用來分析復雜的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)由物質(zhì)構(gòu)成，它們之間還可以相互轉(zhuǎn)換，從而使自然和科學世界中的各種事物都具有獨特的結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)又可以發(fā)揮出它們各自的功能?！胺€(wěn)定與變化”是一種具有跨學科特性的“動態(tài)屬性”，它體現(xiàn)了一種動態(tài)發(fā)展的辯證法，受到內(nèi)外部因素的影響，系統(tǒng)能夠不斷地進行平衡、失衡和再平衡的循環(huán)?！澳Ｐ汀笔且粋€跨學科的學習機制，它鼓勵學生通過不同的思考方式來構(gòu)建和分析模型，并以此為基礎(chǔ)來解釋和預測問題。具體見圖1。這四個方面的結(jié)合，可以為教師提供一個完整的、系統(tǒng)的科學課程，幫助他們更好地理解科學概念，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

二、新課標視域下小學科學跨學科概念的教學

利用多種視角、多種實例理解并加強一個跨學科概念。通過“結(jié)構(gòu)與功能”的跨學科概念教學，學生不僅能夠深入理解眾多學科的核心概念，而且能夠?qū)⑵渑c物質(zhì)科學、生命科學等內(nèi)容聯(lián)系起來，從而更好地掌握和運用知識，從而更好地構(gòu)建跨學科概念。

如圖2所示，“物質(zhì)的運動與相互作用”和“生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次”都涵蓋了物質(zhì)科學和生命科學領(lǐng)域，其中“物質(zhì)的運動與相互作用”旨在讓學生掌握電路的基本原理，深入理解不同的元件如何在閉合電路中發(fā)揮其獨特的功能；“生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次”則聚焦于植物的根、莖、葉、花、果實，讓學生更加清楚它們的結(jié)構(gòu)和功能；“地球系統(tǒng)”則聚焦于地球和宇宙科學，讓學生更加深入地探索它們的奧秘。通過研究，學生可以了解到，土壤的不同構(gòu)成元素對于動植物以及整體的生態(tài)系統(tǒng)都具有重要的影響。在“結(jié)構(gòu)與功能”課堂上，首先要讓學生深入了解其結(jié)構(gòu)和功能之間的聯(lián)系，以便更好地掌握知識。然后，鼓勵學生回顧和記住每個結(jié)構(gòu)的功能，并且進行討論，以確定哪些功能可以直接觀察，而哪些則無法直接觀測，最終通過實驗來加深對它的理解。通過深入的探究和討論，學生可以更加清晰地了解結(jié)構(gòu)和功能、部分功能和整體功能的聯(lián)系，并從中提煉出更多的概念，從而更好地理解和應(yīng)用物質(zhì)的本質(zhì)。

通過一個現(xiàn)象、一種事物聯(lián)系與整合多個跨學科概念。通過“冰水”教學，我們可以幫助學生更好地理解自然界與科學事物之間的關(guān)聯(lián)，從而培養(yǎng)出完善的認知能力。具體來說，我們可以通過展示一杯冰水，引導學生觀察、思考，從而更好地理解所接觸的知識，具體見圖3。通過“物質(zhì)與能量”這一跨學科的概念，學生可以更加深刻地理解冰水的特性。他們可以從不同的視角探究它的特性，例如，一些學生認為它是固體，另一些學生則認為它是液態(tài)，并且它的形成需要消耗大量的能量。隨后，我們將引入“穩(wěn)定與變化”這一跨學科的理論，以便學生從中獲得新的思考和表達。一些學生發(fā)現(xiàn)，杯中的冰塊正在發(fā)生變化；另一些學生則認為，杯中的水和冰的比例保持恒定；此外，杯子表面還會出現(xiàn)一些細微的水滴，隨著時間的推移而發(fā)生變化。通過使用一杯冰水，我們可以將“物質(zhì)與能量”“穩(wěn)定與變化”兩個跨學科的概念進行綜合，從而增強學生對自然界的認知和理解。教師應(yīng)該靈活運用各種跨學科的知識，而不僅僅局限于一節(jié)課，應(yīng)該盡量避免將太多的跨學科知識融合到一節(jié)課中，而應(yīng)該將兩個知識點有機地結(jié)合起來。

在常規(guī)課堂教學后抓住跨學科概念教學的契機。采取“空隙”的學習模式，可以幫助學生更好地運用他們的已學知識，并且能夠更加深入地探索“光合作用”中的概念，從而更好地掌握“系統(tǒng)與模型”。此外，一些老師還會根據(jù)以往的研究成果，制定出任務(wù)單，以幫助學生更好地理解“系統(tǒng)與模型”。如圖4所示，首先，通過“輸入輸出”的光合作用模型，幫助學生深入了解植物的結(jié)構(gòu)和功能，并將重點放在葉上，以便更好地闡述和分析它們在光合作用中的重要性。其次，通過研究“系統(tǒng)與模型”中的各種植物組成的系統(tǒng)，以及它們與人類及其他自然界元素的相互作用，學生可以利用自己在學習其他自然界元素時所獲得的知識，來探索這些系統(tǒng)之間的復雜聯(lián)系，從而更好地理解“系統(tǒng)與模型”。