李玉蘋

〔摘? ? 要〕? 如何在新課標(biāo)背景下有效地實(shí)踐跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，是開展具體教學(xué)實(shí)踐的關(guān)鍵問題?！澳M溫室大棚”項(xiàng)目是將遠(yuǎn)東版四年級自然的單元主題內(nèi)容和學(xué)生真實(shí)生活情境進(jìn)行鏈接，挖掘其中可用于學(xué)生探究和實(shí)踐的內(nèi)容。學(xué)生在開展跨學(xué)科探究實(shí)踐的過程中，主動將分學(xué)科知識進(jìn)行融合，創(chuàng)造性地解決生活中的真實(shí)問題。本研究以“模擬溫室大棚”為例，探索培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的載體和路徑。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；跨學(xué)科主題項(xiàng)目；“模擬溫室大棚”；探究實(shí)踐

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 14? ? 037-039

《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》指出，要優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)和組織形式，設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動，加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，強(qiáng)化實(shí)踐性要求?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提到，在科學(xué)課程內(nèi)，可以跨“課程內(nèi)不同學(xué)科領(lǐng)域”或跨“學(xué)科核心概念”為主題組織學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式。如何在新課標(biāo)下有效地實(shí)踐跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是開展具體教學(xué)實(shí)踐的關(guān)鍵問題?？鐚W(xué)科，簡而言之就是跨越不同學(xué)科，以學(xué)科間有關(guān)的共同問題為研究對象，運(yùn)用多學(xué)科的理論和方法，探討解決真實(shí)問題的途徑。小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，如何進(jìn)行跨學(xué)科主題項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施？我們可以以現(xiàn)行的學(xué)科界限為基礎(chǔ)，以合并、融合或廣域課程的形式整合課程。

根據(jù)遠(yuǎn)東版四年級第二學(xué)期“能量”單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容，結(jié)合小學(xué)科學(xué)核心素養(yǎng)的基本要求，本研究將單元知識進(jìn)行了跨學(xué)科活動的整合與設(shè)計(jì)。通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道植物的生長需要能量，結(jié)合本校四年級學(xué)生的認(rèn)知水平，他們了解了影響植物生長的因素很多，有陽光、空氣、水、溫度等等。學(xué)生在真實(shí)生活情境中發(fā)現(xiàn)學(xué)校“一米菜園”中的蔬菜在面對季節(jié)變換中表現(xiàn)出許多不適應(yīng)：春天雨水過多，低洼地方的蔬菜被淹死；夏天天氣炎熱干燥，澆水不及時(shí)讓很多辛苦種植的蔬菜都因干旱而死；冬天天氣寒冷，辛苦培育的大包菜被凍傷；向陽處的植物長勢粗壯，背光處的則長得矮小……如何解決由于季節(jié)更替帶來的雨澇、暑熱、寒凍及光線強(qiáng)弱等環(huán)境條件改變引起的植物生長受創(chuàng)問題呢？我們將學(xué)生的單元學(xué)科知識植物生長需要能量和學(xué)生生活中植物生長受創(chuàng)的真實(shí)問題進(jìn)行整合，設(shè)計(jì)了“模擬溫室大棚”這個(gè)跨學(xué)科主題項(xiàng)目。

在真實(shí)問題驅(qū)動下，學(xué)生自主查閱了相關(guān)資料，小組進(jìn)行討論分工，教師則挖掘其中可用于學(xué)生探究與實(shí)踐的內(nèi)容。內(nèi)容不能超過現(xiàn)有學(xué)生的認(rèn)知水平，需貼近學(xué)生的生活實(shí)際，需要學(xué)生綜合應(yīng)用多學(xué)科知識、能力才能解決問題。

一、真實(shí)問題，整體設(shè)計(jì)

在解決實(shí)際問題的過程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)，溫室大棚要解決的問題比較多，根據(jù)本校四年級學(xué)生的認(rèn)知水平和興趣度，最終確定小組先解決大棚溫度和水分的問題。從方案設(shè)計(jì)到模型搭建、實(shí)驗(yàn)測試、反思完善、項(xiàng)目展示等，學(xué)生自主探索，經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過程。學(xué)生在實(shí)踐中將自然（植物生長條件控制）、數(shù)學(xué)（PVC管長度計(jì)算、接頭選擇等）、美術(shù)（方案設(shè)計(jì)）、勞技（動手搭建）等各學(xué)科知識進(jìn)行融合應(yīng)用，利用跨學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)體系和思維方式，最終完成了“模擬溫室大棚”的搭建。

“模擬溫室大棚”項(xiàng)目主要包括六個(gè)課時(shí)的內(nèi)容，模擬溫室大棚：要素及問題（1課時(shí)）、模擬溫室大棚模型搭建（1課時(shí)）、模擬溫室溫度和濕度控制探究（2課時(shí)）、完善模擬溫室大棚（1課時(shí)）、項(xiàng)目成果展示交流（1課時(shí)）。整個(gè)項(xiàng)目圍繞“如何解決由于季節(jié)更替等環(huán)境條件引起的植物生長受創(chuàng)”核心問題，將項(xiàng)目任務(wù)分解為“模擬溫室大棚：要素及問題”“模擬溫室大棚模型搭建”“模擬溫室溫度和濕度控制探究”“完善模擬溫室大棚”“項(xiàng)目成果展示交流”。學(xué)生綜合運(yùn)用自然、數(shù)學(xué)、勞技、美術(shù)等多學(xué)科知識原理和方法，分析問題、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)制作、實(shí)驗(yàn)測試、反思完善、得出結(jié)論，最后進(jìn)行項(xiàng)目成果展示。

二、提亮特色，優(yōu)化評價(jià)

（一）項(xiàng)目引領(lǐng)，激發(fā)學(xué)生探究興趣

學(xué)生從親身觀察與種植體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)“一米菜園”植物生長過程中的問題，小組合作討論解決辦法，查閱資料進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生自主探究解決生活中的真實(shí)問題，改進(jìn)的欲望來源于學(xué)生的問題發(fā)現(xiàn)與探究過程。整個(gè)過程以跨學(xué)科主題項(xiàng)目為載體，學(xué)生完整經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題—做出假設(shè)—設(shè)計(jì)方案—實(shí)驗(yàn)操作—得出結(jié)論”全過程，教師適時(shí)提供實(shí)驗(yàn)器材輔助以及方法指導(dǎo)，將更多的空間留給學(xué)生進(jìn)行自主與合作探究。把課堂主體地位交給學(xué)生，充分體現(xiàn)了教師引導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)模式，關(guān)注了學(xué)生創(chuàng)新意識的樹立，落實(shí)了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）技術(shù)支持，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

溫控器、加熱裝置、雨水收集器等技術(shù)設(shè)備的支持，也是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)。溫度傳感器和濕度傳感器的使用可以使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大、加快，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可視性。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，注重通過實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，讓學(xué)生體驗(yàn)到“猜想—驗(yàn)證—?dú)w納”的科學(xué)探究過程，初步掌握科學(xué)研究的方法。傳感器的應(yīng)用大大提高了探究過程的實(shí)效，使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)儀器能更準(zhǔn)確地利用數(shù)據(jù)說明問題，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

（三）任務(wù)驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生自主評價(jià)

教師引導(dǎo)學(xué)生項(xiàng)目研究的方向，學(xué)生根據(jù)驅(qū)動任務(wù)進(jìn)行資料收集、設(shè)計(jì)制作、交流討論、模型制作。在學(xué)習(xí)活動中，將任務(wù)與評價(jià)要求有機(jī)融合，是支持學(xué)生完成探究的有力保障。任務(wù)單上設(shè)計(jì)對應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟和方法的評價(jià)單，通過評價(jià)引導(dǎo)學(xué)生明確活動要求，主動承擔(dān)活動責(zé)任。這既是對教學(xué)資源開發(fā)與利用的促進(jìn)，也能更好地引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考。

（四）對比實(shí)驗(yàn)，親歷科學(xué)探究過程

設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)是一般科學(xué)實(shí)驗(yàn)中最基本的一種方法，但模擬大棚水分和溫度問題比較復(fù)雜，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果，把問題聚焦于“種植盆內(nèi)一次性澆多少水滿足植物生長也節(jié)約水資源”和“溫度過高和過低會對植物產(chǎn)生什么影響”。

水分探究小組在探究澆水量的問題上層層深入，根據(jù)實(shí)際分解問題，利用數(shù)學(xué)平均數(shù)的知識，設(shè)計(jì)測量時(shí)的每次澆多少水和最終一次性澆多少水的兩個(gè)對比實(shí)驗(yàn)，分步解決最終問題。

溫度探究小組在“溫度過高或者過低會對植物產(chǎn)生什么影響”的問題上，設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行長周期觀察記錄，親歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，在活動中提高觀察分析、實(shí)驗(yàn)操作的能力，逐步形成了計(jì)劃為先、團(tuán)隊(duì)合作、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)則意識。

三、跨學(xué)科融合，實(shí)踐創(chuàng)新

（一）資源運(yùn)用，促進(jìn)教師和學(xué)生發(fā)展

在環(huán)境創(chuàng)設(shè)中充分運(yùn)用跨學(xué)科知識資源、本土資源，拓寬教師思維，結(jié)合學(xué)校的地理特點(diǎn)，以開放式的梯田確保學(xué)生的實(shí)踐空間。學(xué)生將各學(xué)科知識融合應(yīng)用于真實(shí)生活，利用跨學(xué)科思維解決生活中的真實(shí)問題。學(xué)生與自然有一種天生的親近感，好奇心與求知欲強(qiáng)，在發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上開展以學(xué)生為主體的“模擬溫室大棚”跨學(xué)科主題項(xiàng)目活動，將課堂所學(xué)應(yīng)用于真實(shí)生活，讓學(xué)生學(xué)會尊重身邊的人和事物，促進(jìn)自身全面發(fā)展。

（二）自主探索，助力學(xué)生思維發(fā)展

“模擬溫室大棚”的建造是基于學(xué)生在“一米菜園”中發(fā)現(xiàn)植物生長問題而提出的解決辦法。課堂上，學(xué)生是主體，自主選擇感興趣的跨學(xué)科主題進(jìn)行研究，在探究水分和溫度問題中不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，提升解決問題能力。教師是課堂的引導(dǎo)者和協(xié)助者。最后經(jīng)過探究，水分探究小組發(fā)現(xiàn)一次性澆400mL的水比較合適，溫度探究小組發(fā)現(xiàn)20℃的溫度最適合上海青幼苗的生長，5℃，35℃三天左右植物就有萎蔫死亡的跡象。

在后續(xù)的自主探索中，學(xué)生對模擬溫室大棚進(jìn)行了升級，利用簡單編程學(xué)知識和植物光合作用的知識對大棚光照、智能澆灌系統(tǒng)進(jìn)行初步探索。他們自主自發(fā)地繼續(xù)探索溫室大棚的條件，學(xué)會了探究的基本方法，為將來高階思維的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（三）層層深入，激發(fā)學(xué)生探究欲望

學(xué)生搭建好“模擬溫室大棚”的基本框架后，遇到了各種各樣的新問題：從解決植物生長受創(chuàng)的問題到解決溫室大棚水分和溫度的問題再到一次性澆水量和大棚溫度如何控制的問題……學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題太多不能一次性解決，就分階段完成。他們選擇自己感興趣的方向進(jìn)行小組合作，探究解決溫室大棚合適水分和溫度的問題。在設(shè)計(jì)方案和模型搭建好后，實(shí)驗(yàn)測試又出現(xiàn)了新的問題，學(xué)生一步步深入，研究的問題越來越細(xì)化，最后把問題聚焦在探究“溫室大棚一次性澆多少水合適”和“低溫和高溫會對植物產(chǎn)生什么影響”上。隨著研究的深入，學(xué)生的探究欲望越來越強(qiáng)烈，將學(xué)科知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，在實(shí)踐中大膽假設(shè)、不斷驗(yàn)證，這也是本主題探究實(shí)踐的意義所在。

（四）跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，落實(shí)核心素養(yǎng)培育

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)要充分貫徹素養(yǎng)導(dǎo)向，有效結(jié)合學(xué)生生活中的真實(shí)問題，以核心素養(yǎng)培育為目標(biāo)，將單元學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生真實(shí)生活情境進(jìn)行鏈接，挖掘其中學(xué)生可用于探究和實(shí)踐的內(nèi)容?！澳M溫室大棚”跨學(xué)科主題項(xiàng)目以學(xué)生在學(xué)校種植過程中發(fā)現(xiàn)的植物生長的真實(shí)問題為出發(fā)點(diǎn)，學(xué)生自主查閱資料、設(shè)計(jì)方案、實(shí)踐創(chuàng)新、探索解決方法。學(xué)生在開展跨學(xué)科探究實(shí)踐的過程中，主動將分學(xué)科知識進(jìn)行融合應(yīng)用，變個(gè)人學(xué)習(xí)為團(tuán)隊(duì)合作探究學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性地解決生活中的真實(shí)問題。最終完成“模擬溫室大棚”的搭建，創(chuàng)造性地解決了植物生長受創(chuàng)的問題，這既豐富了教學(xué)形式，也落實(shí)了學(xué)生核心素養(yǎng)的培育。

通過實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)，在跨學(xué)科主題項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)有效地將單元學(xué)習(xí)內(nèi)容鏈接真實(shí)的問題情境，更能激發(fā)學(xué)生的自主探究欲望。學(xué)生在進(jìn)行一個(gè)個(gè)主題式探索的過程中，可以有效地將各學(xué)科知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，利用跨學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)體系和思維方式開展學(xué)習(xí)探究?？傊?，跨學(xué)科主題項(xiàng)目打破了傳統(tǒng)的學(xué)科邊界，深度變革了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，是落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的最好載體和路徑。

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