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基于科学思维培养的小学科学跨学科教学设计与实践研究

黄淑萍
  
创新版媒体号
2024年83期
福建省泉州市丰泽区云山实验小学

摘要:新课标教育改革背景下,强调知识之间的联系,并提出综合实践活动、主题活动等教学模式,推动教师在课堂中建立学科知识间的联系。而跨学科教学作为新兴教育理论,与教育改革要求一致。将跨学科教学融入小学科学教学中,能够推动学生科学思维发展,突破学科间的壁垒,多角度思考问题、知识,形成深度理解。因此,文本从项目式学习、情境化教学、问题性教学三方面探究基于科学思维的小学科学跨学科教学策略。

关键词:科学思维;小学科学;跨学科;教学

引言

跨学科教学在小学科学课堂中的运用,要围绕科学知识选择适宜的学科内容进行教学,基于学生实际能力、素养等方面选择跨学科知识难度,并注意跨学科尺度和深度、广度,保障跨学科教学符合学生实际情况。而教师在开展跨学科教学时,要基于小学科学教学内容性质,选择适宜的教学手段,充分发挥跨学科教学优势,推动学生发展科学思维。

一、立足跨学科教学模式构建项目式学习,培养科学思维

小学科学是具有综合性特点的学科,是物理、生物、地理等学科的前传,对学生理性思维、综合学习能力等方面具有推动价值。基于小学科学综合性特点,教师在开展科学教学活动时,也不能局限于小学科学,而是基于跨学科教学模式,联系学生前后学习的知识,设计项目式学习,为学生提供充足、丰富的跨学科知识,并以合作形式进行分析、探索,实现综合学习。

例如,教科版小学科学“合理利用能源”一课中,教材主要探究化石燃料燃烧造成的污染与生活需求间的矛盾的解决,侧重于自然可再生能源的利用,包含风电、水电、火电等,并展示具体占比。其中,包含物理、化学、数学等学科知识,教师可以以此设计项目学习,以“能源的循环利用”为项目主题,为学生提供风力发电的“风车”、水力发电的建筑以及电塔的工作原理,渗透物理知识,并展示污水处理厂对污水的处理以及循环使用原理,渗透化学知识等,以此类推,为学生提供丰富、多元、综合的学习资源。在此基础上,教师可以将学生基于科学能力分成不同小组,以小组形式梳理、探究、分析教师提供的资料,从化学、物理、生物、数学等多学科视角看待能源的利用,形成节约用水、用电的意识,真正落实跨学科教学,有效培养学生科学思维[1]。

二、立足跨学科教学模式构建情境化教学,提升科学思维

科学思维是学生成长过程中的必备素养和技能,是综合能力发展的前提。基于跨学科教学在小学科学课堂中的落实,为提升学生科学思维,教师可以从历史视角构建科学教学情境,让学生基于科学理论研究过程中,科学家对假设、实验、数据等方面的严谨态度和思考模式提升科学思维。从科学理论形成之始理解其发展历程,能够促使学生在情境下深度感知科学知识,获得科学思维的锻炼,并利用科学思维反作用于课堂学习,提升科学知识认识、理解深度。

例如,教科版小学科学“用浮的材料造船”一课中,隐含浮力的运用原理,即通过减轻重量或增加材料与水的接触面积的方式造船,而减轻重力或增加水与材料的接触面积就是利用浮力、增加浮力的体现。教师在开展课堂教学活动时,可以运用绘本的方式展示阿基米德发现浮力的故事,并持续运用绘本的方式展示科学家们基于对浮力的研究做出的实验以及数据记录、讨论过程,并让学生基于绘本画册上的内容用语言表达,以趣味且直观的方式明确浮力探究过程,整合历史、语文学科,创设出趣味、探究情境。在此基础上,引导学生回归教材,分析用浮的材料制造船的原理,即材料的重量小于浮力,并持续探究“用沉的材料的造船”,明确其中蕴含的物理原理,有效提升学生科学思维,促使学生在课程获得发展与提升。

三、立足跨学科教学模式构建问题式教学,发展科学思维

为在跨学科小学科学教学中培养学生科学思维,教师要引导学生在课堂中进行探究和思考,只有基于思维逻辑、学科知识进行思考、探究,学生才能真正实现科学思维的发展,为其他综合能力的提升铺垫基础。因此,教师可以基于多学科视角设计教学问题,带领学生在课程中真正操作、思考、探究,落实教学目标。但教师在设计教学问题过程中要注意其他学科知识难度和与科学知识的贴合程度,启发学生思维的同时使其深入科学领域进行探究。

例如,科教版小学科学“做个保温杯”一课中,借助温度与水的变化、热在金属中的传递等知识进行实践,不仅是为学生整合、迁移知识提供机会和平台,更是为学生思考、分析科学原理提供素材。教师在开展课堂教学活动时,学生首要任务是明确不同材质水杯的散热效果,教师可以让学生提前准备不同材质的杯子,如塑料杯、铁杯、不锈钢杯、铝杯等,并在杯内倒入热水,用盖子盖紧,并将各材质杯子静置,一段时间后,分别测量温度,选择温度最高材质的杯子,并引导学生分析其散热慢的原因,提出教学问题,如你认为不同材质杯子散热速度受什么影响?有什么依据吗?等,融入化学、物理知识。在此基础上,教师可以再次引导学生分析不同隔热层的保温效果,如毛巾、泡沫、塑料等,并设计探究性问题:外壳与保温内胆间的空间是否影响保温杯性能?外壳与保温内胆距离越近保温效果越好是真的吗?等,设计简易保温杯,使学生基于多学科知识,真正明确保温杯制作原理,将前面所学知识整合用于实际,推动学生发展科学思维[2]。

结束语

综上所述,将跨学科教学融入小学科学课堂中,不仅能够培养学生科学思维,还能推动学生积累各学科知识,获得学习上的启发,为后续学习相关知识构建基础。文本通过构建项目式学习、情境化教学、问题式教学落实跨学科教学理念,将多学科知识与小学科学建立联系,使学生在思考、探究过程中深度理解、掌握科学知识。基于教育改革理念、方向看,跨学科教学逐渐成为素质教育、全面发展下的必然趋势,需要教师不断探究和分析。

参考文献:

[1]郭晶晶.小学科学跨学科项目化学习的设计与实施[J].新智慧,2023,(36):91-93.

[2]张淑娟.设计多元活动让小学科学课堂更高效[J].小学生(下旬刊),2023,(12):49-51.

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