科學(xué)跨學(xué)科概念的價(jià)值意蘊(yùn)、聯(lián)結(jié)方法與教學(xué)路徑

［摘 要］科學(xué)新課標(biāo)首次提出了跨學(xué)科概念。如何在教學(xué)中落實(shí)跨學(xué)科概念是一線教師必須解決的問(wèn)題。小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科概念具有促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化、助力學(xué)生構(gòu)建科學(xué)觀和素養(yǎng)觀、促進(jìn)學(xué)生能力與素質(zhì)全方位發(fā)展等價(jià)值意蘊(yùn)。在教學(xué)中，教師可以通過(guò)探尋學(xué)科核心概念、尋求概念鏈接錨點(diǎn)等方式將跨學(xué)科概念與學(xué)科核心概念聯(lián)結(jié)起來(lái)，使跨學(xué)科概念真正落到實(shí)處，不斷提升學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］小學(xué)科學(xué) ；跨學(xué)科概念；學(xué)科核心概念

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G623.6 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1007-9068（2025）06-0087-03

科學(xué)跨學(xué)科概念是科學(xué)研究中的一個(gè)概念范疇。它能超越學(xué)科界限，將多個(gè)學(xué)科中的零散知識(shí)整合為統(tǒng)一體，便于學(xué)生思考并內(nèi)化知識(shí)，進(jìn)而逐步探求科學(xué)的本質(zhì)。《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“科學(xué)新課標(biāo)”）中明確提出了13個(gè)學(xué)科核心概念和4個(gè)跨學(xué)科概念。其中的13個(gè)學(xué)科核心概念覆蓋了1～9年級(jí)科學(xué)課程的全部知識(shí)，是學(xué)生需要掌握的核心內(nèi)容，但科學(xué)新課標(biāo)并沒(méi)有給出4個(gè)跨學(xué)科概念的具體內(nèi)容和學(xué)業(yè)要求，而是讓學(xué)生通過(guò)學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)一步理解跨學(xué)科概念。

一、跨學(xué)科概念的價(jià)值意蘊(yùn)

1.促進(jìn)學(xué)生形成系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化的認(rèn)知

跨學(xué)科概念從一個(gè)新的橫向視角看待科學(xué)，把多個(gè)學(xué)科核心概念共有的次位概念綜合為一個(gè)概念，因此一個(gè)跨學(xué)科概念常常聯(lián)結(jié)多個(gè)學(xué)科核心概念，與學(xué)科核心概念屬于一個(gè)知識(shí)層級(jí)。學(xué)習(xí)跨學(xué)科概念能夠幫助學(xué)生形成一個(gè)更加完整、系統(tǒng)的知識(shí)體系，促進(jìn)知識(shí)的整合與結(jié)構(gòu)化，對(duì)學(xué)生系統(tǒng)、整體認(rèn)識(shí)科學(xué)具有重要價(jià)值。

2.助力學(xué)生構(gòu)建整體的科學(xué)觀和素養(yǎng)觀

跨學(xué)科概念是學(xué)生認(rèn)識(shí)自然界的基本思想工具。科學(xué)課程作為一門(mén)綜合性課程，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)跨學(xué)科概念，能夠促使他們?cè)诙鄠€(gè)學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)概念之間建立有機(jī)聯(lián)系，并提煉出這些概念的本質(zhì)特征。這一過(guò)程有助于學(xué)生從宏觀角度全面把握科學(xué)概念，形成科學(xué)領(lǐng)域必需的跨學(xué)科素養(yǎng)，進(jìn)而構(gòu)建整體的科學(xué)觀和素養(yǎng)觀。

3.促進(jìn)學(xué)生能力與素質(zhì)的全方位發(fā)展

跨學(xué)科概念教學(xué)能夠突破單學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域的界限，將多個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行交叉、融合，讓不同學(xué)科的知識(shí)實(shí)現(xiàn)融會(huì)貫通。這不僅能讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科思維方式之間的轉(zhuǎn)化，加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維能力和問(wèn)題解決能力，不斷激發(fā)他們的創(chuàng)新思維和批判性思維，促進(jìn)其能力與素質(zhì)的全面發(fā)展。

二、跨學(xué)科概念與學(xué)科核心概念的聯(lián)結(jié)方法

在科學(xué)新課標(biāo)中，跨學(xué)科概念、學(xué)科核心概念、技術(shù)與工程實(shí)踐共同構(gòu)成了科學(xué)課程內(nèi)容的三個(gè)維度。其中，跨學(xué)科概念的作用是聯(lián)結(jié)學(xué)科核心概念，整合科學(xué)課程內(nèi)容。教師要尋找學(xué)科核心概念與跨學(xué)科概念之間的聯(lián)系，從而有意識(shí)地設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在生活情境中開(kāi)展探究活動(dòng)，以深入理解跨學(xué)科概念并從科學(xué)的角度理解世界的本質(zhì)。

1.探尋學(xué)科核心概念

單元教學(xué)目標(biāo)或課時(shí)教學(xué)目標(biāo)通常指向的是一般概念，教師需要先根據(jù)一般概念找到與之有關(guān)的重要概念，再進(jìn)一步尋找它的上位概念，即學(xué)科核心概念。

例如，教科版科學(xué)教材三年級(jí)下冊(cè)“動(dòng)物的一生”單元中的養(yǎng)蠶活動(dòng)，教師需要提取單元目標(biāo)中相關(guān)的學(xué)科核心概念。如單元目標(biāo)“動(dòng)物生存需要空氣、水、溫度和食物等適宜的條件”對(duì)應(yīng)科學(xué)新課標(biāo)中學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)內(nèi)容是“人和動(dòng)物通過(guò)獲取其他生物的養(yǎng)分來(lái)維持生存”，其上位概念是學(xué)科核心概念“生物體的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)”；單元目標(biāo)“動(dòng)物與植物以及其所生活的環(huán)境存在相互依存的關(guān)系”對(duì)應(yīng)的上位概念是學(xué)科核心概念“生物與環(huán)境的相互關(guān)系”。以此類(lèi)推，教師可以通過(guò)單元目標(biāo)及科學(xué)新課標(biāo)，進(jìn)一步挖掘單元內(nèi)容涉及的學(xué)科核心概念。

2.尋求概念鏈接錨點(diǎn)

下面以“物質(zhì)與能量”跨學(xué)科概念在“動(dòng)物的一生”單元中的滲透為例，說(shuō)明如何確定學(xué)科核心概念與跨學(xué)科概念之間的鏈接錨點(diǎn)。

生命是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的高級(jí)形式，在整個(gè)生命過(guò)程中始終貫穿著物質(zhì)與能量的交換。在學(xué)科核心概念“生物體的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)”的學(xué)習(xí)中，學(xué)生明白了食物經(jīng)過(guò)消化與吸收變成能量，使得生物體能夠進(jìn)行各種生命活動(dòng)，教師可以相機(jī)滲透跨學(xué)科概念“物質(zhì)與能量”。此外，學(xué)生經(jīng)歷了采摘桑葉喂養(yǎng)蠶的過(guò)程，也關(guān)注到桑葉的生長(zhǎng)。桑葉通過(guò)光合作用獲得了能量，而蠶吃桑葉使能量從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，這些都涉及跨學(xué)科概念“物質(zhì)與能量”。

三、跨學(xué)科概念的教學(xué)路徑

在教學(xué)中，筆者摸索出一條有效落實(shí)跨學(xué)科概念的教學(xué)路徑：設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈—研制目標(biāo)層—設(shè)計(jì)任務(wù)鏈—過(guò)程探究—遷移運(yùn)用。仍以教科版科學(xué)教材三年級(jí)下冊(cè)“動(dòng)物的一生”單元中的養(yǎng)蠶活動(dòng)及其涉及的“物質(zhì)與能量”跨學(xué)科概念為例。

1.設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈

問(wèn)題鏈?zhǔn)且幌盗杏羞壿嫛⒂袑哟蔚膯?wèn)題，不僅能引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究概念的本質(zhì)和內(nèi)涵，還能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和自主學(xué)習(xí)能力。為了在教學(xué)設(shè)計(jì)中滲透跨學(xué)科概念，教師需要在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)巧妙融入跨學(xué)科概念，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的問(wèn)題鏈來(lái)引導(dǎo)學(xué)生深入理解概念、掌握知識(shí)并提高思維能力。

2.研制目標(biāo)層

KUD（Know-Understand-Do）模式由美國(guó)學(xué)者林恩·埃里克森提出，旨在推動(dòng)學(xué)生從事實(shí)性知識(shí)走向概念性理解。在“動(dòng)物的一生”單元中，筆者依托KUD模式制訂目標(biāo)如下。

學(xué)生將知道（Know）：（1）蠶卵里孕育著新生命，蠶卵孵化需要適宜的溫度、濕度。（2）蠶各個(gè)階段的外部形態(tài)特征、生活習(xí)性、生存條件等。根據(jù)蠶的生命周期來(lái)認(rèn)識(shí)變態(tài)昆蟲(chóng)，依據(jù)昆蟲(chóng)的特征認(rèn)識(shí)更多的昆蟲(chóng)。（3）動(dòng)物的一生都要經(jīng)歷出生、成長(zhǎng)、繁殖、死亡的生命歷程。

學(xué)生將理解（Understand）：（1）動(dòng)物生存需要空氣、水、溫度等適宜條件。（2）動(dòng)物通過(guò)獲取其他生物的養(yǎng)分來(lái)維持生存。（3）生命的整個(gè)過(guò)程需要能量的驅(qū)動(dòng)。（4）通過(guò)桑蠶文化理解人類(lèi)的生活環(huán)境。

學(xué)生將能做（Do）：（1）親自喂養(yǎng)蠶、觀察蠶、從蠶卵開(kāi)始記錄蠶一生的生長(zhǎng)變化情況。（2）查閱中國(guó)的桑蠶文化，感受中國(guó)悠久的發(fā)展史。（3）創(chuàng)意實(shí)踐，利用蠶繭制作手工藝品等，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

3.設(shè)計(jì)任務(wù)鏈

筆者根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，基于生活情境，將子問(wèn)題轉(zhuǎn)換成若干項(xiàng)解決問(wèn)題的任務(wù)（見(jiàn)表1），圍繞核心問(wèn)題設(shè)計(jì)與概念層、問(wèn)題鏈相適應(yīng)的任務(wù)鏈。

4.過(guò)程探究

教師需要在真實(shí)、開(kāi)放的問(wèn)題情境中開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，并將任務(wù)鏈轉(zhuǎn)化為活動(dòng)鏈（見(jiàn)表2）。

5.遷移運(yùn)用

教師可以引導(dǎo)學(xué)生用新知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題，進(jìn)行概念的遷移。例如，為實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科概念“物質(zhì)與能量”在“動(dòng)物的一生”單元中的遷移運(yùn)用，教師可以設(shè)計(jì)以下活動(dòng)：（1）創(chuàng)意設(shè)計(jì)，動(dòng)手實(shí)踐。組織學(xué)生通過(guò)制作動(dòng)物模型、繪制生命周期、編寫(xiě)生命故事、繪制養(yǎng)蠶流程圖（標(biāo)注能量流動(dòng)）等方式來(lái)加深對(duì)跨學(xué)科概念的理解。（2）閱讀資料，交流分享。提供拓展閱讀資料，引導(dǎo)學(xué)生理解昆蟲(chóng)的變態(tài)對(duì)其生存的重大意義，明白昆蟲(chóng)的變態(tài)是適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。（3）搜集資料，分析理解。了解一種卵生動(dòng)物的一生變化并分析這樣變化的原因，進(jìn)一步理解生命是物質(zhì)的、物質(zhì)與能量之間是能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)化的。

綜上，在科學(xué)教學(xué)中，教師要了解跨學(xué)科概念的價(jià)值意蘊(yùn)，并主動(dòng)將跨學(xué)科概念與學(xué)科核心概念進(jìn)行聯(lián)結(jié)，將跨學(xué)科概念有效落實(shí)在日常教學(xué)中，為培養(yǎng)跨學(xué)科人才奠定基礎(chǔ)。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 胡衛(wèi)平，劉守印.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2022.

[2] 管敦好.小學(xué)科學(xué)“跨學(xué)科教學(xué)”的實(shí)踐意義與實(shí)施策略[J].天津教育，2024（9）：65-67.

[3] 王文娟，閆白洋.基于核心概念和“問(wèn)題鏈”的初中生命科學(xué)和地理跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐：以“吐魯番的葡萄熟了”為例[J].中學(xué)生物學(xué)，2022，38（2）：88-91.

[4] 孫杰.KUD模式下基于生物學(xué)大概念的單元目標(biāo)及課時(shí)目標(biāo)確立：以“細(xì)胞的結(jié)構(gòu)”單元為例[J].中學(xué)生物教學(xué)，2022（13）：34-37.

[5] 朱莉·斯特恩，克里斯塔·費(fèi)拉，朱麗葉·莫肯.中學(xué)概念教學(xué)工具：為深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)教學(xué)和評(píng)估[M].鐘驚雷，譯.福州：福建教育出版社，2023.

（責(zé)編 廖婷婷 杜 華）