小学科学跨学科主题学习单元设计

[摘 要]核心素养视域下的跨学科主题学习是小学科学教学改革的重要方向。教师可通过科学观念整合、跨学科内容设计、探究实践组织和多维度评价四方面策略，以有效提升学生对科学概念的理解深度与跨学科知识的综合运用能力，同时促进了学生责任意识与科学态度的养成，为跨学科教学模式的优化提供参考。

[关键词]核心素养；小学科学；跨学科；主题；单元设计

《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》[1]强调，核心素养是学生通过课程学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力，是培养全面发展人才的重要依据。其中，小学科学核心素养涵盖科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四个维度，是课程育人价值的集中体现。[2]跨学科学习作为一种强调学科知识融合、解决实际问题的学习模式，与核心素养的培养高度契合，已被广泛应用于国际教育实践。[3] 我国基础教育阶段的跨学科探索仍处于发展阶段，亟须有效教学范式的实践验证。本文以小学科学四年级“呼吸与消化”单元为例，构建跨学科教学设计，通过科学与其他学科的整合，探索在核心素养视域下提升学生科学能力与跨学科综合素养的教学路径。

一、整合科学观念，构建跨学科主题单元框架

跨学科主题单元的构建应以小学科学核心素养中的科学观念为核心，明确学生需要在学习中达成的知识、能力、态度与价值观目标。[3]要以科学学科的核心内容为主导，系统梳理科学内容中最能体现核心素养要求的概念和方法并从相关学科中提取与主题契合的关键概念，构建跨学科知识网络（见表1）。科学学科的核心内容应在主题单元中占据主导地位，而其他学科的知识则需围绕科学主题以支持性和延展性的角色出现。为使单元框架更具方向性，教师应基于核心素养的要求制定多维度单元目标。在目标制定上，教师要关注知识的传授，还需注重学生批判性思维、逻辑推理能力和跨学科整合能力，将情感态度与价值观目标纳入框架中。最后，教师通过分层次嵌入不同学科内容，构建具有逻辑性、科学性和教育价值的教学框架。分层次的内容设计需从简单到复杂、从具体到抽象递进展开，以科学学科的核心内容为基础，逐步融入其他学科的支持内容，学生的学习过程在系统化和综合化中获得全面发展。通过以上策略，跨学科主题单元设计能够在逻辑性、科学性与教育价值上高度统一，支持学生对科学观念的深度理解，为其全面素养的培养奠定坚实基础。

在教科版小学科学四年级上册第二单元“呼吸与消化”的教学设计中，教师首先应以科学学科的核心内容为主导，从人体的呼吸和消化系统两大主题入手，梳理呼吸系统的结构与功能、气体交换的原理以及消化系统的消化与吸收过程等相关概念。教师再从相关学科中提取与主题契合的关键概念，构建跨学科知识网络（见表2）。同时，教师需基于核心素养制定多维度单元目标，既关注科学知识的传授，也注重学生的批判性思维、逻辑推理能力和跨学科整合能力的发展。知识层面：学生需要掌握人体生命活动的基本原理，如呼吸过程中的气体交换和消化系统对食物的分解与吸收。能力层面：学生应能通过数据分析、实验观察和信息整合等多种方式，解释呼吸与消化系统的工作原理及其与健康的关系，能够运用多学科知识解决实际问题。态度与价值观层面：学生树立科学探究的责任感和健康生活的意识，关注生命健康的重要性，采取行动保护呼吸与消化系统的功能，养成良好的生活习惯。教师通过分层次设计教学内容，逐步实现目标的达成。初级阶段：教师应以呼吸与消化器官的基本结构和功能为教学重点，帮助学生通过观察模型或图示，引导学生识别鼻腔、肺、胃、小肠等器官的形态与位置。中级阶段：教师引导学生探讨呼吸与消化系统的功能细节，氧气的吸收、二氧化碳的排出，食物的分解与养分的吸收等，并通过实验活动进一步验证科学原理。高级阶段：学生应在教师的指导下深入思考两个系统如何协同工作，并结合运动健康、营养摄取等多角度分析其对人体健康的整体影响。

二、拓展科学思维，设计跨学科主题单元内容

教师在设计跨学科主题单元内容时，首先需要细化具体任务，将核心问题拆解为多个逻辑清晰、层次分明的内容模块。[4]教师应先分析科学、数学、语文等学科的核心知识点，明确各学科在主题中的功能与贡献，合理安排任务，确保科学学科的主导性与其他学科内容的有效融合，从而形成多学科协同支持的跨学科探究任务，推动学生逐步发展科学思维。其次，教师应以问题为驱动构建内容设计，通过设置核心问题引导任务展开，同时将核心问题细化为相互关联的小问题，形成逻辑递进性的问题链。教师需要结合多学科的工具和方法，提升内容设计的综合性。在任务中，教师应嵌入科学实验、数据分析、文本撰写等多学科方法，使学生在解决问题时综合运用多学科知识，从而促进知识迁移和能力整合。此外，教师还应注重任务的开放性与挑战性。在设计任务时，教师应设置开放式探究目标，鼓励学生从不同学科视角探索多样化解决路径，避免任务局限于单一解答。同时，教师通过适度增加任务的挑战性，引导学生进行深度思考，优化解决方案，从而激发其探索潜能。通过上述策略，教师能够在单元内容设计中贯穿科学思维的培养，以跨学科内容的融合与递进为支撑，全面提升学生在知识应用与问题解决中的思维能力。

在教科版小学科学四年级上册“呼吸与消化”单元中，教师应围绕核心问题设计层次分明的探究任务，逐步引导学生拓展科学思维，具体每课内容详见表3。

三、开展探究实践，组织跨学科主题单元实践

在开展探究实践时，教师应先根据单元内容制订详细的实践活动计划，明确探究目标与实施路径。教师将单元的探究目标细化为若干阶段性任务，并通过科学实验、数据处理、成果展示等环节，使学生在实践中逐步构建起对跨学科知识的理解和应用能力。教师设计实施步骤，分阶段分层次推进任务开展，帮助学生由浅入深地完成知识探索与综合应用。教师再整合多元资源。校内资源的优化利用是实践活动成功的基础，包括实验室设备、图书馆资料、技术工具等，可为学生提供理论与实践结合的条件支持；校外资源的拓展应用能够拓宽学生的探究视野，包括借助社区设施、在线平台或行业资源，帮助学生在更广泛的情境中进行实践操作。此外，教师还应引入统计软件支持数据分析、可视化工具帮助图表制作、写作模板用于报告撰写，从而为学生提供多维度的实践支撑。同时，教师需注重协作学习的组织。通过小组合作形式，明确学生在实践任务中的角色分工，使成员在不同学科的背景下共同完成任务；教师应引导学生在合作中相互借鉴和整合学科思维。通过以上策略，教师能够构建一个系统化探究实践体系，使学生在明确目标和任务驱动的指导下，综合运用科学和其他学科知识解决问题，从而深化对单元内容的理解并提升跨学科实践能力。

在教科版小学科学四年级上册“呼吸与消化”单元教学中，教师需要通过细致设计实践活动，引导学生在动手探究中加深对跨学科知识的理解与应用能力，详见表4。

四、培养态度责任，实施跨学科主题单元评价

在跨学科主题单元中，为培养学生的科学态度与责任感，教师首先需要制定多维度的评价指标体系。教师评价涵盖知识理解、实践能力、合作精神和责任意识等多个维度，确保学生在多方面获得全面发展的机会。教师在单元实施的不同阶段设置评价环节，既关注学生在任务完成过程中参与的积极性和能力展现，也考查最终成果的质量和对主题核心目标的达成度，从而全面记录学生的动态成长轨迹。同时，教师应运用多主体评价方式，从不同角度客观评估学生的表现。学生自评：学生对自己的学习过程和任务完成情况进行反思；同伴互评：同伴帮助学生在合作中发现自身与他人的优势与不足；教师评价，教师对学生的学习效果进行全面分析。此外，教师在评价过程中应及时向学生反馈评价结果，明确其改进方向。通过多维评价，教师能够有效培养学生的责任感与科学态度，使其在跨学科探究中获得更高层次的成长与收获。

在教科版小学科学四年级上册“呼吸与消化”单元中，教师需围绕知识理解、实践能力、合作精神和责任意识等核心素养要求，制定多维度评价体系，并贯穿于每一课的教学中，详见表5。

在核心素养导向的教学改革背景下，跨学科主题学习为小学科学教学提供了重要的发展方向。本文根据科学观念整合、跨学科内容设计、探究实践组织和多维度评价四个方面，提出了系统化的教学策略，旨在提升学生的科学思维、综合实践能力以及责任意识。未来应进一步深化对跨学科主题学习的探究，完善教学方法与评价机制，探索更广泛的实践应用，为培养适应未来需求的全面发展人才提供理论与实践支持。

参考文献：

[1]教育部关于印发义务教育课程方案和课程标准（2022年版）的通知[EB/OL]（2022-04-08）[2024-12-14]http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/202204/t20220420_619921.html.

[2]颜丽平.指向核心素养的小学科学单元作业设计[J].名师在线，2024（34）：28-30.

[3]冯彩萍.探究小学科学跨学科主题学习的实践路径[J].学苑教育，2024（30）：55-57.

[4]于鑫.基于科学思维培养的小学科学跨学科教学分析[J].中国多媒体与网络教学学报（下旬刊），2024（09）：165-167，171.

（责任编辑：朱福昌）