教育数字化转型正逐步成为世界教育变革的共同行动，开展跨学科主题活动、项目式学习是《义务教育课程方案（2022年版）》的要求。教育部2023年《基础教育课程教学改革深化行动方案》提出，充分利用数字化赋能基础教育，构建数字化背景下的新型教与学模式，助力提高教学效率和质量；加强科学类学科教学，强化跨学科综合教学。怀进鹏部长在2024世界数字教育大会上讲到，引导课堂教学深化应用数字教育，将国家中小学智慧教育平台资源和服务嵌入到教育教学之中。

我们进行了《依托国家中小学智慧教育平台开展跨学科项目化学习中培养学生科学思维的策略研究》的课题研究，课题组成员来自不同年级和学科，有二、三、四、六年级的科学、语文、数学、美术、信息技术，大家以本学科为基础，聚焦学生科学思维，依托国家中小学智慧教育平台资源导学、导读、导做、互动，线上线下相辅相成，实现学思结合、知行合。

一、准备阶段创建稳定基础

1.做问卷调查，得到家长的支持

通过问卷调查，得到了家长的认可和支持，从思想上和行动上做好了项目学习的基础，也宣传和推广了国家中小学智慧教育平台，端正了学生正确使用手机作为学习工具的态度。

2.建立班级群，凝聚学习者的共识

每位老师在国家中小学智慧教育平台建立自己的班级群，科学创新三九班、三九班语文群、二三班语文群、四年级美术群等，做好学习、互动的准备。

二、实施阶段整合解决问题

跨学科项目化学习是在真实问题解决中，有意识地学习不同学科的知识并创造性地整合以解决问题、形成成果，还意味着要让学生拥有从不同学科专家的视角去看待和分析问题的经历。

1.任务驱动，源于核心而真实问题

跨学科项目式学习往往以解决复杂真实的问题为目标并被实践问题所驱动，真实问题来自于课前、课中、课后，问题的解决需要多个学科的综合知识和能力，要能够激发学生的好奇心和求知欲，能够刺激学生主动生成问题并持续探究实践。

比如，《水结冰了》是小学科学教科版三年级“水”单元第3课。以往的学习中，利用普通水温计不易观察到结冰后更低的温度，无法突破“冰水混合物长时间保持在0℃”，更难以形成“水在结冰过程中要向周围放出热量”的科学概念。“怎样在常温下让一杯水结冰”就成了驱动问题。数字化实验和国家中小学智慧教育平台相结合，就能完成跨学科项目学习。

语文《在牛肚子里旅行》项目：学生在阅读中体会青头和红头这两只形象鲜明的人物深厚的友谊，分角色有感情的朗读，激发了孩子们的兴趣，厘清了红头在牛肚子里的旅行路线，唤发学生的科学意识，提出“牛有哪四个胃”“牛吃食为什么反刍”的问题，这就转化成学习任务，国家中小学智慧教育平台上的“漫游科技馆”就能解开谜团。

提出一个优质的跨学科驱动问题，要基于学科核心知识和学生现实困惑。这就需要教师深入研读各学科课程标准和教材，梳理并找到相关的学科核心知识之间的本质联系；启发学生提出现实需求或者困惑；任务需要具有挑战性，能激发学生的高阶思维，引发学生的认知冲突或价值判断；需要考虑驱动问题的导向性和开放性，一个好的驱动问题可以带动整个项目的良性发展，串联并聚焦整个研究过程，同时能进一步引发新的问题。

驱动任务能覆盖重要的学科和跨学科学习实践，学生在解决实际问题中培养科学思维，实现核心素养的发展，国家智慧教育平台能起到非常重要的作用。

2.设计方案，符合逻辑而具有挑战性

活动是项目式学习的载体，根据学生的兴趣和能力，设计具有挑战性的跨学科项目，融合不同学科的知识和技能，将学习目标前置，以终为始，逆向设计学习活动。

比如《水结冰了》项目，有以下几个环节：创情境，明确任务，制作冻盐水冷环境，进行结冰数字化实验（观察感知-数据推理），第一次家庭实践（平台传输-评价），科普阅读（导读-家庭亲自阅读-交流-评价），问题查询（导学-信息教室实践-交流-评价），总结提升。问题解决中包含了信息技术、数学、语文、美术、劳动等多学科相关的知识和能力。

通过项目学习，形成科学观念、探究实践能力、创新思想以及节气、安全、审美、信息素养的提升。

《牛肚子里旅行》项目，制定了如下计划：提出科学问题，搜集资料、设计反馈，汇报“牛的反刍”相关内容，阅读科学童话，学生创编科学童话，创作科学童话绘本，评价鼓励。问题解决中包含了科学、数学、信息技术、美术等学科知识。

因此，在设计活动流程时，要根据知识探索逻辑和学生认知发展。不同活动的内在逻辑，可以是层层递进的，也可以是并列统一的；考虑与核心素养的关联性，即每个活动设计的目的指向核心的知识、关键的能力和相应的品格；考虑学生的认知和能力发展，既能让学生感受到挑战又能让学生通过努力获得成功体验；让不同学科知识在真实情境中为解决问题而深度融合。

3.探究实践，收集证据实现思维跃迁

跨学科项目式学习是典型的深度学习方式，要与实际生活建立联系，开展探究性学习，促进知识和技能内化，增强自信心，培养学生的信息整合、沟通协作、综合运用知识、解决问题、管理和规划任务的能力。

（1）科学《水结冰了》项目：

实验重点、难点集中，分步推进，先观察感知后推理论证。

①始结冰抓冰点

通过观察现象、对比数据，发现当环境低于0℃时，水的温度下降到0℃，水的由液态变成了固态；水结冰后体积增大了。

②观曲线做推理

学生尝试描点画线，直观发现温度下降，观察电脑曲线图，并进行多组比较，发现规律，推想出“冰水混合物长时间保持在0℃”“水在结冰过程中要向周围放出热量”，感受到绘制曲线图是科学研究的一种好方法。

在探究实践-数据分析中，学生感性认识上升到了理性思维，形成了科学观念。

《在牛肚子里旅行》项目：通过想象对话的方式，体会红头对青头的感激之情，分角色有感情的朗读，融入了自己的感情，厘清了红头在牛肚子里的旅行路线。学完课文后孩子仍旧对课文内容有疑惑之处，这些问题大多涉及科学知识，需要借助网络、书籍等形式来解决，所以督促学生以小组合作的方式对问题进行解答，解决这些疑惑。

跨学科项目化学习要求学生亲身经历活动过程，关注证据意识的培养，经由分析论证提升作品的科学性，体现了跨学科项目化学习在化知识为素养方面的重要价值。

4.迁移应用，综合运用知识解决问题

学以致用是学习的目的，解释问题、解决难题、动手实践、制作创作既深化核心概念的理解又渗透科学的客观性。

（1）科学《水结冰了》项目：解释冰现象-认识冰用途-家庭冰实践。

①解释生活中的冰现象，引出立冬一候水始冰，二候地始冻，三候雉入大水为蜃，引导学生关注节气与冰水的关系，为课后搜集资料做出指向。

水管冻裂、冷冻啤酒爆裂，是因为水结冰后体积增大；河面冰融化滑冰会溺水，科学指导学生预防冰危害。

②结冰还有好的应用，为北京冬奥会中国的滑冰、冰壶获奖骄傲，为哈尔滨冰雕兴奋，用冰箱制做可口冷饮欣喜。

③学生第一次家庭实践。教师自制教具演示，引领学生家庭实践热情，制作了电子小冰箱、冻豆腐、小冰雕、小冰花，及时上传到智慧教育平台，师生互动评价鼓励。

伴随项目学习深入，学生获得了更多的综合知识，推理意识也相应提高，进入二次迁移应用，在迭代中提升学生能力。

④第二次家庭实践

项目尾期，将累积的知识和方法运用于实践，通过实践反哺跨学科目标。提高任务难度，开展《做冰花、拍过程、画实验，争做动手小标兵》实践活动，并且解释实验现象。学生自己做好计划安排、组织实施，优化作品质量，提升学生综合运用知识解决问题的能力。这次活动从实践到理论再到实践，学生科学思维能力有很大发展，核心素养得到培养。

（2）《在牛肚子里旅行》项目：掀起科学热，创编科学童话。经过一段时间的学习，学生对于牛的身体结构非常感兴趣，对于牛可以反刍也十分好奇，而本单元的习作要求就是创编属于自己的童话，于是指导孩子根据自己掌握的科学知识创编科学童话。

可以看出这 3个活动逐层递进，学生循着“提出问题—设计方案—探究取证—迁移应用”的认识逻辑，逐渐深入地开展实践，整合运用跨学科知识探索并解决问题，学生科学思维得到发展。

5.实践操作，提供学习支架

在项目学习实践过程中，学生会出现很多困难和需求，教师需要根据提供相应的学习支架，考虑学生最近发展区，创设条件和支持，让他们踮起脚尖既达成学习目标，并在体验科学的研究方法。

（1）科学《水结冰了》项目5个支架：实验记录单、导读视频、导学链接、家庭实践活动方案。

①实验记录单、曲线图记录单

实验记录单1观察水结冰过程中的现象，通过文字填空形式，观察初始温度、记录5个连续数据、盐水杯外壁情况以及始结冰时温度、先结冰的位置、完全结冰后温度和标记，引导学生有条理地观察、将现象和数据相结合。实验记录单2是调取一组学生实验数据，选取5个数据描点画线，发现温度下降，递进到分析系统曲线图，降低难度，并感受到绘制曲线图是科学研究的一种好方法。

②导读视频

科普阅读是解释自然现象、发现科学规律、了解科学本质的优质载体。阅读科普书可以采用片段式阅读、整本书阅读、体系式阅读等方式。

《凝固的水 冰》一书共有五章，每章是一个专题，考虑到三年级学生的阅读能力和信息处理能力还不足，就将任务分解，通过导读视频把阅读方法和实践作业、读书记录表传递给学生和家长，学生通过记录单、音视频、手抄报等方式反馈反馈作业。

在家长和老师双向指导下，学生生成视频、音频、读书记录、手抄报、小实验、小制作等作品，同时上传平台，参加国家智慧教育平台开展青少年读书行动。

项目学习中的专业阅读，抓住了学生学习需求，亲子阅读促进了学习效果；导读、方法等支架，为学生阅读提供了帮助；任务分解、成果分享，加深了读书感受，学会有条理地处理信息，养成读思结合的学习品质。

④导学链接

伴随着学习实践的深入，学生又生成了新问题。梳理存在的问题，组织学生到计算机教室上网搜索。三上学生刚开始学习计算机，操作技能较差，就提前做好导学方法和问题链接置于桌面，把国家中小学智慧教育平台作为信息源，内容包括物候、冰霜诗词、滑冰安全、北京冬奥、盐与融雪等方面。学生2人一组查找讨论，独自完成记录单，培养学生既有沟通合作又要独立承担的责任意识。

《牛肚子里旅行》项目有2个学习支架。带领学生进入国家中小学智慧教育平台“漫游科技馆”板块，收听“牛为什么反刍”科学知识，学生更准确理解课文；为了更好的创编童话，课前让孩子们自己搜集自己感兴趣的一种神奇的动植物，并抄录下来，习作课时老师也找到了一些神奇动物的知识提供给孩子们作为创作素材。

这一系列的学习支架都给学生提供了一个相对开放的脚手架，让学生既能够在支架的帮助下完成相应的项目任务，又能够激发学生的自主性，探究真实世界中自己感兴趣的的问题。

提供学习支架时需要考虑以下因素：一是学习支架的指向明确，具有明确的目的、任务、方法、路径；二是学习支架需要具有一定的开放性，要给学生留有自主发挥的空间；三是学习支架能够有效支撑项目研究，给学生提供的各种支架应该与项目研究高度匹配。

4.学生评价

在项目化学习中，学生评价的主要内容涵盖学生成长的两个测量维度：一是项目所涉及的单一学科或跨学科的知识、能力、态度；二是学生的多种核心素养。除了用量表对学生进行测评外，几乎所有项目化学习都借助项目的成果作为学生评价的载体。

我们考虑三四小学生自我观察和测试能力不足及项目生成结果的形式多种多样，重点对结果展示评价，以形成性评价和终结性评价为主，尝试自评和互评，。

《水结冰了》项目：形成性评价有4次，嵌入项目化学习进程的时间线.第一次是家庭实践，第二次是科普阅读，第三次是资料查询，都是“某某小达人”单项奖，并创意设计，将学生作品图片印制在奖状上，激发学生学习热情；第四次是再次家庭实践五项、四项、三项全能小标兵。终结性评价是星级量化，在老师指导下，自己测评画星，积极合作1颗星，主动发言1颗星，作业优秀1颗星，每张奖状1颗星，累计总数。按照星级标准，经过两名同学推荐，分别授予“小小科学迷”“小小科学家”称号。荣誉证书一面是评价表，另一面是称号，这样，蕴含科学性、趣味性、激励性。学生评价更激发科学梦想，树立为祖国科技进步而读书的伟大理想和责任。

《牛肚子里旅行》项目：在针对以上各个阶段，对学生进行奖励性评价，颁发奖状进行鼓励：“我来讲牛反刍”的“表达之星”，“创编科学童话”的“童话创编小达人”，“童话绘本”的“绘本创编小能手”。通过这种评价机制激发学生的学习兴趣。

学生的有效学习有赖于在项目中的不断试错，而这种不断试错从而能够获得正确答案的过程，需要教师抓住每一个评价的关键时机，在关键节点回顾学生的进步并提供恰当的反馈鼓励，确保学生有多种机会接受形成性评估，以达到预期的学习目标。

三、总结阶段

项目完成后，同学们反思回顾学习中的点点滴滴，为自己的收获欣喜；老师带领大家全程回顾，产生满满的成就感。学生经历项目导入、项目设计、项目实施、项目展示、项目评价的全过程，依托国家中小学智慧教育平台优质资源，查阅资料、成果展示、作业评价，提高学生信息素养，学会知识的融合与迁移，促进科学思维发展。

国家中小学智慧教育平台依托数字技术，汇聚了全国各地优质教学资源，涵盖各个学段，包括多个学科，实现了智能化、互动化、个性化的教学。除了这两个项目，还有数学学科《认识计时工具》、四年级美术学科《设计一支笔》两个项目，也是在跨学科项目学习中，将智慧教育平台作为资源库和学习交流平台，指导学生和家长根据自己的需求，选择不同的内容进行学习，满足个性化学习的需求。同时，线上线下相结合，学校学习和家庭实践相促进，学生学习兴趣增长，高阶思维能力得到培养，提高了综合运用所学的多学科知识来解决实际问题的能力，跨学科核心素养得到加强。

参考资料：

[1].《学习共同体 走向深度学习》，华东师范大学出版社，陈静静，2020

[2].《凝固的水 冰》，中国社会出版社，林静，2012

[3].《跨学科的项目化学习："4+1"课程实践手册》，教育科学出版社。夏雪梅，2022