2022年4月教育部印發(fā)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，強(qiáng)調(diào)小學(xué)科學(xué)是一門綜合性學(xué)科，建議科學(xué)教師在教學(xué)過程中實施跨學(xué)科教學(xué)，嘗試運用STEM教育。STEM教育理念主要包括跨學(xué)科綜合、項目式學(xué)習(xí)、源于生活、真實情境、以學(xué)生為中心的主動實踐、團(tuán)隊合作六個方面?；赟TEM教育理念進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與綜合素養(yǎng)，也能促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展，推動課程改革?；诖?，本文以教科版小學(xué)科學(xué)四年級下冊《植物的生長變化》單元為主要課程內(nèi)容，探索基于STEM教育理念的跨學(xué)科教學(xué)實施路徑。

一、跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

融合STEM教育理念，結(jié)合義務(wù)教育科學(xué)、語文、數(shù)學(xué)、藝術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，制定跨學(xué)科教學(xué)的單元教學(xué)目標(biāo)。

1.知道綠色開花植物的結(jié)構(gòu)組成，這些結(jié)構(gòu)具有幫助植物維持自身生存和繁殖的作用。

2.會栽培植物，基于研究需要制定觀察計劃，提升分析比較、歸納判斷等思維能力。

3.通過文字、圖表、圖畫等方法記錄植物生長變化的信息，認(rèn)識藝術(shù)與生活的廣泛聯(lián)系。

4.通過表格、統(tǒng)計圖等方式整理信息，提升用數(shù)學(xué)工具解決問題的能力。

5.通過觀察記錄描述鳳仙花的生長變化過程，提升語言文字運用能力。

6.形成跨學(xué)科意識，培養(yǎng)跨學(xué)科思維，提升自主探究、團(tuán)隊協(xié)作和創(chuàng)新能力。

二、跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計與實施

基于STEM教育理念，圍繞真實情境問題設(shè)計跨學(xué)科學(xué)習(xí)與活動，滲透多學(xué)科知識與方法，學(xué)生通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)增長知識、發(fā)展思維、提升能力。

第1課以“種子的結(jié)構(gòu)”為主題開展探究活動。在猜測和觀察種子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過圖畫和文字進(jìn)行分享，提升語言表達(dá)、藝術(shù)實踐能力。在拓展環(huán)節(jié)，由美術(shù)教師指導(dǎo)學(xué)生制作種子貼畫，提升學(xué)生的創(chuàng)意實踐能力和審美情趣。

第2課以“種植鳳仙花”為主題，學(xué)生在教師指導(dǎo)下種植鳳仙花，感受勞動的樂趣。為解決真實情境問題“土壤是不透明的，如何觀察種子萌發(fā)時的變化呢？”，學(xué)生各抒己見，引出第二個實踐任務(wù)：制作種植杯來觀察蠶豆種子的萌發(fā)過程，提高探究興趣。針對問題“如何觀察記錄鳳仙花的一生？”，學(xué)生想到測量高度、寫觀察日記、畫圖等方式，綜合運用數(shù)學(xué)、語文、美術(shù)學(xué)科的知識技能，提升了跨學(xué)科意識和問題解決能力。

第3課以“種子萌發(fā)和根的作用”為主題，學(xué)生通過種植體驗、觀察記錄、分享交流，了解種子萌發(fā)相關(guān)知識，進(jìn)而通過實驗探究根的作用。在實驗設(shè)計環(huán)節(jié)，學(xué)生結(jié)合了生活常識和物理學(xué)知識來解決問題，排除實驗的干擾因素。

第4課以“莖和葉的形態(tài)及作用”為主題，學(xué)生首先從數(shù)學(xué)角度來觀察和記錄鳳仙花的生長情況，增強(qiáng)用數(shù)學(xué)眼光觀察世界的意識。在探究莖和葉的作用環(huán)節(jié)，學(xué)生們根據(jù)生活經(jīng)驗交流分享，設(shè)計實驗、收集證據(jù)、得出結(jié)論，提升科學(xué)探究能力。在拓展環(huán)節(jié)，由描述柳葉的古詩引導(dǎo)學(xué)生自己作詩，提高跨學(xué)科思考問題的意識和能力，感受多學(xué)科融合的學(xué)習(xí)情境。

第5課以“果實和種子”為主題，通過觀察鳳仙花果實的生長變化、解剖果實等活動，提升利用數(shù)學(xué)工具研究科學(xué)問題的意識和能力。最后，引導(dǎo)學(xué)生制作鳳仙花植株各部位名稱及作用的思維導(dǎo)圖，綜合科學(xué)、語文、美術(shù)學(xué)科所學(xué)，呈現(xiàn)兼具科學(xué)性、美觀性的作品，進(jìn)一步提升學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)、總結(jié)能力。

第6課以“種子的傳播方式”為主題，從關(guān)于種子傳播的課文出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生回顧植物種子的傳播方式。在探究環(huán)節(jié)，學(xué)生近距離觀察不同植物的果實和種子，猜測種子的傳播方式，最后用氣泡圖或表格等數(shù)學(xué)工具，將不同植物的種子特征和傳播方式對應(yīng)起來。

第7課以“鳳仙花的一生”為主題，由學(xué)生根據(jù)自己的觀察記錄進(jìn)行分享匯報。學(xué)生們在記錄過程中運用了文字、圖畫、照片、表格等方式，融合了各科所學(xué)呈現(xiàn)觀察記錄結(jié)果，提升了語言組織和表達(dá)能力，豐富了學(xué)習(xí)體驗。探究鳳仙花植株生長高度變化規(guī)律時，借助折線統(tǒng)計圖，直觀地呈現(xiàn)變化規(guī)律，提升了運用數(shù)學(xué)工具解決問題的意識和能力。最后，寫一篇種植鳳仙花的作文，回顧本章所學(xué)和種植體驗，提升用語言文字表達(dá)美、表達(dá)情感的能力，培養(yǎng)熱愛大自然的情感。

三、跨學(xué)科教學(xué)效果評價

跨學(xué)科教學(xué)效果評價以問卷調(diào)查的方式進(jìn)行，包括課程滿意度、綜合素養(yǎng)達(dá)成情況、跨學(xué)科認(rèn)識、學(xué)習(xí)效果的自我認(rèn)知四大維度。

調(diào)查結(jié)果表明，基于STEM教育理念的跨學(xué)科教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的跨學(xué)科意識和綜合運用知識解決問題的能力，加深了學(xué)生對科學(xué)與其他學(xué)科間聯(lián)系的理解；提升了動手實踐、審美創(chuàng)造能力；有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和跨學(xué)科思維，促進(jìn)他們積極思考、積極表達(dá)；學(xué)生能夠保持興趣，更好地發(fā)現(xiàn)和解決生活中的問題，參與團(tuán)隊合作。

四、跨學(xué)科教學(xué)策略

1.基于真實情境開展學(xué)習(xí)活動

真實情境中的問題具有跨學(xué)科、情境性、實踐性、創(chuàng)新性等特征，學(xué)生需要在真實問題解決中有意識地學(xué)習(xí)并創(chuàng)造性地整合不同學(xué)科的知識以解決問題，且真實情境更貼近生活，更能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.把握活動設(shè)計要點

在跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動設(shè)計中，需要注重探究性、思維性、綜合性、趣味性、開放性和遷移性，訓(xùn)練學(xué)生的高階思維。學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)涉及不同學(xué)科，問題應(yīng)有趣且開放，使活動中用到的知識技能容易遷移到其他情境。

3.加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊合作

指導(dǎo)學(xué)生互動交流，團(tuán)隊合作。小組展示與交流評價，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，以學(xué)生為中心，讓思維相互碰撞，注重培養(yǎng)團(tuán)隊意識和合作精神。

4.評價多元，鼓勵思考，發(fā)展思維

關(guān)注學(xué)生思維發(fā)展和過程表現(xiàn)，不僅關(guān)注學(xué)生對學(xué)科知識的理解，還要關(guān)注合作能力、審美情趣、跨學(xué)科思維等素養(yǎng)；給予正向反饋，鼓勵學(xué)生積極思考、探索、表達(dá)，發(fā)展好奇心、想象力和創(chuàng)新精神。

5.開發(fā)綜合資源，優(yōu)選學(xué)習(xí)項目

聯(lián)動各個學(xué)科，橫向整合，搭建橋梁，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，優(yōu)選與學(xué)生興趣和實際生活相關(guān)的項目，以及具有探究性、操作性和挑戰(zhàn)性的項目。

總之，基于STEM教育理念的跨學(xué)科教學(xué)，應(yīng)以真實生活情境中的問題為核心，指導(dǎo)學(xué)生通過小組合作進(jìn)行探究實踐、分享展示；注重學(xué)生興趣培養(yǎng)和思維發(fā)展，通過正向評價學(xué)生的過程表現(xiàn)，鼓勵學(xué)生積極思考，發(fā)展批判性思維、創(chuàng)新思維和跨學(xué)科思維；通過融合不同學(xué)科知識方法的探究實踐，提升學(xué)生綜合運用知識解決問題的能力。

注：本文系深圳市龍華區(qū)教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃青年課題“基于STEM的小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計和教學(xué)策略研究”（編號：LHQN22178）的研究成果。