跨学科概念在小学科学大单元创新教学探究

《义务教育科学课程标准（2022年版）》提出的“跨学科概念”包括物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化四个核心。这些概念有助于学生在理解科学核心概念的基础上，形成超越单一领域的整体认识，将多学科知识整合为连贯的框架。本研究深入探讨了这四个跨学科概念在小学科学大单元教学中的创新应用。通过设计跨学科教学内容和方法，本研究展示了如何帮助学生构建立体性知识框架，并灵活运用多学科知识解决现实问题。同时，大单元教学设计的实施过程也充分激发了学生的创新欲望和创造发明能力。一、理论框架构建我国2022年新颁布的《义务教育科学课程标准》规定了13个学科核心概念作为学生必修的科学课程核心内容，提出通过对学科核心概念的学习，理解物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化4个跨学科概念。跨学科概念是指能够涵盖和解释不同学科内部纵向和横向间的知识发展和关联的上位概念，具有高度的抽象性、包容性和解释力。单元教学设计则是教师整合教学内容、提升教学质量的有效手段。在设计与实施教学时，需综合考虑学习需求、教学目标、资源及评估方式，确保教学效果。基于跨学科概念的小学科学大单元设计，旨在通过整合相关知识、概念与技能，以任务为导向，促进学生综合学习和解决问题能力的发展。这一研究不仅关注跨学科概念的融合，还探索其对学生学习的影响，为小学科学教学提供理论支持和指导。二、研究方法本研究以小学科学教材为基础，致力于跨学科概念与大单元课程内容的融合，搭建设计与实施的课程体系。采用文献研究法，深入分析跨学科概念和大单元设计的最新成果；运用课堂观察法，深入实际教学现场，记录跨学科概念和大单元设计的实施情况；通过课例研讨法，组织教师分享跨学科概念和大单元设计的教学经验；最后，以案例研究法，剖析具体案例，分析教学效果及存在的问题。这些方法将为本研究提供理论支撑、实证资料和改进建议，推动小学科学大单元设计的优化与发展。三、跨学科概念在小学科学大单元教学中的创新实践（一）教学内容设计：跨学科概念的融入与整合。跨学科内容整合是跨学科教学的关键。小学科学大单元教学中，教师需深究各领域间的内在联系，找出共通点，实现有机融合。以“制作我们的小船”大单元为例，教师结合课程标准设计《制作我的动力小船》。学生为船设计驱动装置，如磁力、风力、蒸汽等。教师适时引入物质的结构与性质、物质的变化与化学反应、物质的运动与相互作用、能的转化与能量守恒、地球系统、技术、工程与社会、工程设计与物化等学科核心概念，帮助学生理解跨学科概念，并将其应用于解决实际问题。此举不仅丰富了教学内容，也提升了学生的综合能力和创新思维，为跨学科教学注入了新的活力。（二）教学方法选择：跨学科概念导向的教学方法创新。跨学科概念教学呼唤教学方法的革新。传统的讲授式教学已难满足需求，需探索新方法。项目式学习尤为适用，设计跨学科项目任务，让学生在实践中综合应用各科知识。通过项目式学习，学生深化理解核心概念，提升跨学科应用能力和问题解决能力。合作学习也是常用方法，分组探究问题，相互启发，全面理解跨学科概念。探究学习则强调学生主动性，引导其提出问题、设计方案、进行实验，发现跨学科规律。这些方法共同推动跨学科概念教学的深入发展。（三）教学评价：跨学科概念教学效果的评估与反馈。跨学科概念实践需创新内容与方法，强调教-学-评一体化，促进学生科学素养与综合能力发展。首先，创新教学策略，促进跨学科概念的理解与应用。以大问题、大情景、大任务引导，设计综合性任务，引导学生主动探究、合作学习，解决实际问题中深化理解并应用概念。利用现代技术手段，提供直观生动的学习体验，激发学生学习兴趣和探究欲望，全面促进学生科学素养与综合能力的发展。其次，创新教学评价，实现教-学-评的有机结合。在教学评价方面，我们改良传统的评价方式，采用多元化评价手段，全面评估学习成果。注重过程与结果评价结合，既关注学习过程又重视成果质量。强调评价反馈作用，及时将结果反馈给学生，助其了解学习状况，调整策略，提升效果。此举旨在实现教-学-评的有机结合，促进学生全面发展。（四）实施案例展示与效果分析。为深入剖析跨学科概念在小学科学大单元教学中的创新实践效果，我们选取《制作我的动力小船》与《微型生态园》两个典型案例进行展示与分析。《制作我的动力小船》案例旨在通过动手制作与实践，让学生感受科学的魅力。针对不同学段，我们设计了不同难度的任务。低年级学生制作磁动力小船，初步接触磁铁性质与力的相互作用；中年级学生挑战风动力与电动力小船，深入了解风能转换与电路知识；高年级学生则制作蒸汽动力小船，综合运用多学科知识，实现复杂工程设计与物化。此案例有效锻炼了学生的实践能力与创新思维，提升了他们的科学素养。《微型生态园》案例则注重物质变化、生命系统、生物与环境等领域的知识融合。通过构建微型生态系统，引导学生探索生物与环境间的相互作用。低年级学生通过《“叶”之礼》大单元，了解植物作用与生存条件，树立环保意识；中年级学生设计《未来动物园》，观察生物生长规律与生物间关系，提升实践能力与创新意识；高年级学生则打造《微型生态园》，亲手构建微型自然环境，理解生态系统原理与生态平衡。此案例让学生在跨学科学习中体验科学乐趣，培养观察、记录与分析能力。四、研究结果（一）创新实践效果。在小学科学大单元教学中实施跨学科概念的创新实践，取得了显著的效果。首先，学生的学习兴趣得到了极大的提升。跨学科概念将不同领域的知识融合在一起，使得科学课程变得更加生动和有趣。学生在探究跨学科问题时，能够主动思考、积极参与，表现出浓厚的学习热情。其次，学生的综合素质得到了全面的提升。最后，教学效果得到了显著的改善。通过跨学科概念教学的实施，学生的学业质量有了明显的提升。（二）反思与改进。首先，教师跨学科素养的提升是关键。为了更好地实施跨学科概念教学，教师需要不断更新知识、提升能力，以更好地应对