小学科学跨学科教学的特点及实施路径

摘 要：小学科学跨学科教学的不可或缺性源自培养学生核心素养的迫切需求，应对现实生活复杂问题的实际需要，以及促进终身学习理念的持续发展需要。小学科学跨学科教学强调不同学科知识的融合，以导向性、综合性和探究性为特点，以标准为导向，深化课程实践和改进评价体系等路径可以促进跨学科教学实践，增强跨学科教学实效。

关键词：小学科学；跨学科教学；教学特点；实施路径

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（简称《课程标准》）明确提出“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”［1］。这是我国小学科学课程标准历经多次修订，首次引入跨学科概念。可以说，超越单一学科、注重关联性的跨学科教学已经成为我国基础教育领域探索人才培养的一种积极又稳妥的策略。这一策略旨在通过优化课程内容、教学方法和评价体系，适应新时代对人才的需求，促进学生全面发展，提高教育质量。跨学科课程建设不仅关注知识的传授，更强调能力的培养和素质的提升，是推动教育改革、实现教育现代化的重要途径。

一、小学科学开展跨学科教学的必要性

小学科学是培养学生科学思维和实践能力的重要学科。随着科学技术的发展，跨学科教学在小学科学教学中的必要性日益凸显。以下从发展核心素养的要求、现实问题的复杂性和终身学习的理念三个维度，阐述小学科学开展跨学科教学的必要性，旨在通过跨学科教学，培养学生的核心素养、创新能力和问题解决能力，以适应未来社会需求。

（一）核心素养的要求决定了跨学科教学的必要性

科学教育旨在塑造学生的核心素养，涵盖了在学习科学课程过程中逐渐养成的、符合个人终身成长及社会进步需求的正确价值观、基本品质和关键能力，是科学课程育人价值的集中体现，包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面。［2］小学阶段是学生认知发展的关键时期，科学教育在这一阶段扮演着启蒙和基础建设的角色。小学科学开展跨学科教学不仅有助于发展学生的核心素养，也为教育者提供了新的教学方向和方法。首先，核心素养强调的是跨学科整合。在现实世界中，问题往往是多维度且复杂的，单一学科往往无法提供全面的解决方案。跨学科教学能够帮助学生从不同角度理解问题，培养他们多学科视角的思考和分析能力。其次，核心素养要求学生具备跨学科的创新能力。在创新过程中，学生不仅需要科学知识，也需要艺术、人文等领域的灵感。这意味着小学生在学习科学时，需要将科学知识与数学、语文、艺术等其他学科知识相结合，进行综合性的思考和应用。例如，在学习生态系统时，学生不仅要了解生物和环境的关系，还要运用数学知识进行数据分析，运用语文知识撰写观察报告，甚至要通过艺术形式表达对自然美的感受。这种综合性的学习方式能够激发学生的创新思维，培养他们未来面对社会挑战的能力。因此，小学科学教育应当注重跨学科创新能力的培养，为学生的全面发展奠定基础。再次，跨学科教学能够帮助学生树立正确的价值观。跨学科教学鼓励学生参与实践活动，如科学实验、社会调查和项目设计等，这些活动可以让学生在实际操作中学习和应用科学原理，增强他们的实践技能和创新能力。通过这种方式，学生不仅能够深刻领悟科学知识与现实世界之间的联系，还能明确对科学技术的正确态度，认识到科学研究背后所蕴含的社会价值和伦理责任。

（二）现实问题的复杂性决定了跨学科教学的必要性

当今社会我们所面临的重大问题，如气候变化、能源危机、DNA测序技术、肥胖症、全球饥荒、宇宙起源之谜、大规模流行性疾病的防控，以及文化认知与艺术表达等，均无法仅凭单一学科的力量独立解决。［3］这些问题复杂多元，需要跨学科的知识和方法的相互融合，共同帮助我们寻求解决方案。小学科学开展跨学科教学有利于帮助学生更好地理解和解决复杂的现实问题，提高他们的综合能力和适应未来挑战的能力。首先，现实问题的多维度要求我们超越学科界限。以水污染为例，学生将学习造成水污染的化学和生物过程，以及可能加剧这一问题的社会因素和经济因素。他们也可能从伦理和政治维度探讨水污染，考虑公正和水资源的分配。通过跨学科教学，学生将看到水污染不仅仅是科学问题，还是社会和政治问题。他们将更好地思考问题，并设计出具有创造性和创新性的解决方案。其次，世界发展的多样性要求开展跨学科教学。现实世界的问题和情境是多样且复杂的，跨学科教学能够更好地反映这种多样性，使学生在真实的世界中应用所学到的知识和技能。跨学科教学能够提升学习的深度和广度。在跨学科教学中，学生能够从多个角度理解和探究问题，从而获得更深入的知识和更全面的理解。例如，在小学科学教学中，学生可以从生物学的角度来研究植物和动物的生长发育过程，从地质学的角度来研究地表的水和营养物质的循环，从天文学的角度来研究太阳能的作用。如此，学生自然而然能够从多角度来理解世界发展的多样性。再次，对社会协作能力的需求呼吁跨学科教学。跨学科教学强调团队协作性，鼓励学生与来自不同学科背景的同学合作，共同完成项目或解决复杂问题。这种合作过程能够锻炼学生的团队协作能力，使学生学会在多元化的团队中发挥自己的作用，同时也教会学生理解和尊重他人的观点和贡献。

（三）终身学习的理念决定了跨学科教学的必要性

在知识爆炸、科技飞速发展的背景下，终身学习成为个人知识和技能匹配未来就业趋势和需求的必然要求。［4］终身学习强调的是一种持续的、自我导向的学习过程，它要求个体在不同的人生阶段都能够不断地获取新知识、新技能，以适应不断变化的环境和社会需求。跨学科教学，作为一种整合不同学科知识、促进综合能力发展的教学模式，正是终身学习理念在教育领域中的具体体现和实践。在小学阶段，科学教育的跨学科教学模式正是终身学习理念的实践。首先，终身学习的理念要求教育体系能够提供更加灵活、多元的学习途径。跨学科教学通过将不同领域的知识有机结合，便于学生能够在解决实际问题时运用多学科的知识和方法。这种教学模式更符合终身学习的要求。例如，在苏教版五年级上册第四单元《水在自然界的循环》教学过程中，教师可以结合地理知识讲解地球的水资源分布，通过数学知识来计算水的蒸发量，通过阅读相关的文章进行科普等。这种跨学科教学有助于学生形成系统的知识结构。这样的知识结构可以为终身学习打下坚实的基础。其次，跨学科教学能够激发学生的学习兴趣和动机。跨学科教学通过将科学知识与其他学科知识相结合，内容丰富多样，能吸引学生的注意力。例如，教师通过艺术创作来表达科学概念，或者通过故事讲述来引入科学实验。这样的教学方法有利于培养学生对科学的热爱和对知识的渴望。这样的热爱和渴望是学生终身学习的重要动力。再次，跨学科教学有助于培养学生的综合能力。而综合运用能力恰恰是终身学习所必需的。例如，在教师根据教科版六年级下册《环境和我们》开展环保知识教学时，学生不仅要了解科学知识，还要通过语文写作表达自己的观点，甚至要通过道德与法治了解环保的社会意义。这样的教学活动不仅提高了学生的科学素养，也锻炼了他们的问题解决能力。

二、小学科学跨学科教学的特点

小学科学跨学科教学能够整合不同学科的知识、资源和方法，创造出更加丰富和多元的教学内容。教师结合课堂观察研究和文献分析研究，从课堂教学的实际出发，结合期刊资料中的经验，就可以发现小学科学课程跨学科教学具有导向性、综合性和探究性的特点。

（一）导向性：强调跨学科与核心素养的有机结合

基于核心素养导向的教学目标的设计，要将核心素养的具体表现体现出来，如科学核心素养所要求的科学思维能力、科学探究和实践能力、科学态度与社会责任感等，这些核心素养要体现在教学目标中。这些目标不仅要具体明确，还应与课程的核心素养要求相符合，确保学生通过学习能够获得相应的核心素养。跨学科教学目标的设计还需要考虑到核心素养的整体性和阶段性。这意味着设计教学目标时不应孤立地看待每一个核心素养，而应该看到它们之间的联系和互动，以及它们在不同学习阶段中的发展需求。可以看出，跨学科教学和核心素养的有机结合，为学生提供了一种全面的学习方式，这种方式有助于他们适应未来社会的需求。

首先，跨学科教学能够促进学生对科学知识的意义与作用的理解。通过跨学科学习，学生不仅要理解科学知识内在的纵向与横向关系，还要理解科学与其他学科之间的知识关系，进而在不同学科知识的融合应用中看到科学知识的功效并进行完整的知识关系建构。这种学习方式鼓励学生跳出传统的学科界限，将不同的知识点联系起来，从而更好地理解复杂的问题和现象。其次，跨学科教学有助于提升学生的创造性思维能力。在面对新的问题时，学生需要灵活运用自己的知识体系来解决问题。培养这种能力不仅需要学生掌握各个学科的基础知识，更需要他们能够将这些知识综合应用于实际情境中，从而产生新的想法和解决方案。再次，跨学科教育和核心素养的有效结合有助于教师的专业发展。在跨学科教学中，教师不仅需要具备跨学科教学的意识和能力，还需要引导学生进行深度学习，激发学生的自主性，实现课堂教学与学生实际需求之间的有效对接。这就要求教师应不断提升自己的专业素养和教学方法，以更好地适应教育改革的需求。

（二）综合性：侧重于以知识的综合运用提高问题解决能力

《课程标准》的发布，是我国义务教育阶段科学教学的一次重大改革。《课程标准》明确指出：“义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。”［5］科学课程的综合性特点为跨学科主题学习提供了可行依据。这一点与科学课程的发展方向不谋而合。小学科学跨学科教学的综合性体现在三个方面。一是跨学科教学能够帮助学生建立起知识之间的联系。小学科学作为义务教育阶段的基础学科，其教学内容主要涵盖了物质科学、生命科学、地球与宇宙科学以及技术与工程四个领域。这些内容旨在为学生提供一个全面的科学知识体系，帮助他们建立起对自然世界的基本认识和理解。二是小学科学跨学科教学强调实践导向和以学生为中心的教学方法，通过“基础知识＋原理方法＋实践训练＋视野拓展”的模块设计，促进学生科学素养的提高和探究能力的发展。学生在掌握基础知识的基础上，进一步深入学习原理方法。这有助于学生构建更为坚实的知识体系。此外，通过结合实际操作训练，学生能够将学到的知识应用于解决具体问题，从而培养解决实际问题的能力。小学科学跨学科教学还强调视野拓展。学生可以探究不同学科之间的联系，理解科学与其他领域（如艺术学、社会学等）的相互作用。这种视野拓展有助于培养学生对多样性的欣赏，从而培养更加全面的科学素养。三是跨学科教学的综合性能够提高学生的问题解决能力。在跨学科教学中，教师通常会采用支架式或者探究式的教学方式。这两种方式都有助于学生深入理解知识，并将知识应用于解决实际问题。教师通过给学生布置有挑战性的学习任务，激发学生的创新思维，使他们能够提出新颖的解决方案，提高学生的问题解决能力。

（三）探究性：跨学科教学中学生自主性的体现

跨学科教学是整合两种或两种以上学科的观念、方法与思维方式以解决真实问题，产生跨学科理解的课程与教学取向。［6］由于其内容的综合性和丰富性，所以学习方式也是多样化的，这就更加需要学生能够积极地参与其中，在探究的过程中积极地体验与学习。这也是小学科学跨学科教学的重要特征之一。在跨学科教学中，教师应当发挥引领作用，积极引导学生参与自主探究活动，并及时关注学生在活动中的表现，为他们提供必要的指导，确保学生能够顺利进行自主探究学习。小学科学跨学科教学的探究性主要体现在问题式学习、参与式学习、探究式学习、授导式学习和项目式学习等多个方面。

一是问题式学习。小学科学跨学科教学强调通过问题来引导学生进行学习，让学生在解决问题的过程中，将不同学科的知识和方法结合起来，从而达到深入理解和应用知识的目的。二是参与式学习。该方式鼓励学生积极参与到学习过程中，让学生不再是被动接受知识的容器。这种方式通过小组合作、项目探究等形式，让学生在实践中学习，在探索中成长。三是探究式学习。小学科学跨学科教学鼓励学生主动探索未知，通过实验、观察、调查等方式，培养学生的探究思维能力和科学精神。这种学习方式能够让学生在亲身体验和实践中对科学现象产生更深刻的理解和认识。四是授导式学习。教师在跨学科教学中扮演着引导者的角色，通过提供必要的资源和支持，帮助学生构建知识框架，解决学习中的难题。这种方式既能保证教学内容的系统性，又能充分调动学生的主观能动性。五是项目式学习。在小学科学课程中应用项目式教学模式，围绕具体项目展开教学，旨在将跨学科的知识与技能整合起来，以解决现实世界中的问题。这种方式能够让学生在完成具体项目的过程中，实现跨学科知识的综合运用，提高学生解决问题的能力。

三、小学科学跨学科教学的实施路径

《课程标准》对科学课程的核心素养进行了细致的划分，将其归纳为科学观念、科学思维、探究实践和态度责任等方面，要求学生学会在复杂不确定的情境下，综合应用学到的结构化学科知识、探究能力和思维模式，分析问题，提出解决方案，展现科学特质。［7］跨学科教学为学生核心素养的综合性发展提供了可能与抓手，让学生在不同的学科和内容领域里都能有所体验，在将情境与知识进行联系的同时促进学生对知识的应用迁移和深度理解。［8］

（一）以标准为导向，促进跨学科教学实践

在小学科学教育中，以标准为导向的跨学科教学实践不仅能帮助学生建立起知识间的联系，还能激发他们对科学的兴趣和探索欲望。

首先，明确教学目标是跨学科教学实践的基础。小学科学课程标准为教师提供了教学的基本框架。教师应根据标准来设计跨学科的教学活动。例如，在讲授四年级下册第一单元《植物的生长变化》这部分内容时，教师可以将科学知识与地理、数学等学科相结合，通过折线统计图和计数的方式，分析植物的生长规律及分布状况；可以通过介绍城市规划、土地利用、人口迁移等地理知识，让学生了解城市生态系统的特点和城市化对生物多样性的影响。

其次，制订合理的教学计划是实现跨学科教学的重要环节。教师需要根据学生的年龄特点、学习需求以及《课程标准》的要求，精心规划教学内容、教学方法、教学活动和评价方式，以促进学生在科学观念、科学思维、探究实践和态度责任等方面的全面发展。例如，教科版四年级上册《运动和力》这一单元，其教学内容包括了物理、数学、语文等多个学科领域。教师可以设计“垫圈拉小车”的实验，让学生通过分析统计图表，归纳、概括拉力大小与小车运动快慢的关系。

再次，创设真实的学习情境是跨学科教学的重要策略。通过这种策略，学生能够在实际问题解决过程中综合运用多学科知识，增强理解和应用能力。［9］这些情境通常源于日常生活、社会问题或具体事件，能够激发学生的探究兴趣，提升学生的学习动力和成效。例如，教师可以设计一个关于水资源保护的项目，让学生在研究水循环的同时，思考如何节约用水，并将这些知识应用到道德与法治课程中有关环境保护的内容里。

（二）深化课程实践，推动跨学科教学

小学阶段是塑造学生科学思维和培养学生动手操作能力的重要时期。鉴于此，在小学的科学教学中，强化课程实践环节，同时促进学科间的融合教学，对于增强学生的科学素养和综合能力具有重要意义。在课程设置上，教师可以通过设计多样化的实践活动，让学生在实践中掌握科学知识，提高学生的综合能力和创新能力。例如，在讲授教科版四年级下册第一单元《植物的生长变化》时，教师可设计植物观察活动，让学生通过观察和记录植物的生长状况，了解植物的生长需求和生存机制，从而更好地理解生物学知识；在讲授教科版六年级下册《宇宙》单元第4课《认识星座》时，教师可以设计北斗七星的模型，让学生观察，了解星空的组成、位置和地球的运动，激发学生对空间探测技术和天文学的兴趣。在教学方法上，教师可以采用探究式教学和项目式教学等方法，激发学生的学习兴趣和主动性。在教科版三年级上册《水》这一单元教学过程中，教师可开展主题为“水的三态变化”的探究式教学，先让学生提出自己的假设和问题，再组织学生通过查找科学文献设计实验，然后在教师的指导下分组进行实验，观察并记录实验过程和结果，最后总结出水的三态变化的规律并反思自己的实验过程。通过该实验，学生会了解水的物理状态变化及其对地球的气候、生物圈以及人类活动的影响。而根据教科版五年级下册《环境与我们》单元第二课《我们面临的环境问题》中所提及的水污染，教师可设计一个跨学科的项目，如“社区水质调查”。这种项目式教学需要学生利用化学知识来测试水质，利用地理知识来了解水源分布，利用生物学知识来分析水生生物多样性。通过实地考察、数据收集和分析，学生不仅学习了科学知识，还提高了学习积极性和问题解决能力。

（三）改进评价体系，增强跨学科教学实效

高品质的科学教育评价是推动科学教育向前发展的“指挥棒”。［10］跨学科教学是小学科学实现高质量发展的重要教学策略，有利于帮助学生建立全面的知识体系，培养学生的综合思维和创新能力。然而，要真正发挥跨学科教学的实效，就必须改进现有的评价体系，使之更加科学、合理，不仅要全面反映学生的学习成果和能力发展，而且要反映教师对跨学科知识的理解和教学能力。

一方面，学校应重视对学生跨学科学习和探究能力的评价。学校应当依据课程目标和学业质量标准，建立起以素养为核心的全面评价体系，发挥评价与考试的导向功能、诊断功能和教学改进功能。同时，学校也应注重评价主体的多元化，评价主体要涵盖学校、教师和学生，以充分调动他们在评价活动中的主动性和参与度。学校通过整合不同评价主体的反馈信息，可以推动教学和学习方式的革新。此外，学校也可以采用多样化的评价方法，例如，将定性评价与定量评价相融合，将单项评价与整体评价相整合，以及结合纸笔测试与表现性评价等多种方式，以确保评价结果的准确性和有效性。

另一方面，学校应重视对教师跨学科教学的评价，将其纳入教师的考评指标。通过综合考查方式，学校可以评估教师的教学效能，以便鼓励教师在保证学科教学的基础上，能在教学中以主题为引领，将其他学科知识融会贯通。如在评估教师教学能力时，学校不仅应注重教师教学设计、教学实践的效果，还需要考量教师是否能在教学中融入其他学科知识，是否能激发学生的学习兴趣和创造性思维，是否能帮助学生建立起多学科知识结构等。同时，学校可与高校研究者加强合作，积极开展跨学科教学模式研究［11］，并搭建符合学校实际的教学评价系统，以提升教师的跨学科教学能力。

四、结语

跨学科教学是教育改革的重要方向之一，它能够推动教育理念、教学方法和评价体系的创新。小学科学跨学科教学是提升学生科学素养和综合能力的重要途径。小学科学课程开展跨学科教学不仅有利于学生的全面发展和个性成长，还能激发学生的探究兴趣和创新能力，为未来的学习和生活奠定坚实基础。以标准为导向、深化课程实践和改进评价体系等路径，可以有效推动小学科学跨学科教学的实施与发展。因此，教育者应积极探索跨学科教学模式，共同促进小学科学教育的高质量发展，培养更多具备综合素养和创新能力的人才。

参考文献

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［3］郝莉，冯晓云，宋爱玲，等.新工科背景下跨学科课程建设的思考与实践［J］.高等工程教育研究，2020（2）：31-40.

［4］石伟平，林玥茹.新技术时代职业教育人才培养模式变革［J］.中国电化教育，2021（1）：34-40.

［6］万昆.跨学科学习何以发生？［J］.电化教育研究，2024（4）：74-80.

［7］杨向东.关于核心素养若干概念和命题的辨析［J］.华东师范大学学报（教育科学版），2020（10）：48-59.

［8］安桂清.基于核心素养的课程整合：特征、形态与维度［J］.课程·教材·教法，2018（9）：48-54.

［9］穆瑶甲，刘春琼.跨学科主题教学设计的关键问题与实践路径［J］.教育理论与实践，2024（8）：9-14.

［10］钱佳，崔晓楠，代薇.指向高质量发展：科学教育评价的价值取向和路径优化［J］.中国教育学刊，2024（4）：58-63，95.

［11］任学宝.跨学科主题教学的内涵、困境与突破［J］.课程·教材·教法，2022（4）：59-64，72.