专题导读
2024年6月，《中国科技教育》推出了“跨学科概念视角下的科学教学”专题系列文章，帮助一线教师以跨学科概念的视角深入认识科学教学。本公众号通过10期微信稿分享该专题4篇文章的详细内容。
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专题：跨学科概念视角下的科学教学
/ NEWS TODAY
《跨学科概念引领下的科学教学》
《基于跨学科概念“系统与模型”的技术与工程领域教学初探》
《基于跨学科概念的“拆客空间”项目实践研究》
《基于跨学科概念的科学与劳动实践——“乐山农场”跨学科项目实践研究》
专题文章《基于跨学科概念的“拆客空间”项目实践研究》分享了基于跨学科概念的实践研究案例——“拆客空间”，详细阐述了将跨学科概念作为项目选取的重要依据、支撑和指导的模式与方法。
上期微信，我们已经初步了解了基于跨学科概念的实践项目案例“拆客空间”，以及它是如何促进跨学科概念的形成。本期微继续分享“拆客空间”促进跨学科概念生成的教学策略。
《基于跨学科概念的“拆客空间”项目实践研究》
“拆客空间”促进跨学科概念的生成的教学策略
一、 促进跨学科概念生成的教学策略
（一）拆：运用图示，显化结构功能与系统
图示法是将具体的实物抽象为简要的符号、精炼的文字，用线条或箭头等构成特有的图文式样，展现抽象思维发展过程的教学策略，包括线框、图表、图画等方法。在本环节中，学生面对拆解下来的各组成部分只有直观体验，为了将各个组成部分的对应结构和功能相联系，根据功能分类、归纳形成系统，需要教师根据活动内容设计合适的图示框架促进思维的转变。
在“电扇拆解”环节中，学生把风扇零件拆解后，观察小电风扇的外观，明确它有哪些组成部分，猜一猜里面会有什么？讨论用什么工具可以将它拆解开？将拆散的零件按照自己觉得合理的组合方式排布在一张白纸上，讨论刚才分类过程的依据是什么？每一种分类方式说明对应结构具备的功能，形成共同的系统。最后绘制各个结构工作流程图，用简单图形和线段明确基本结构和功能，并且简要标注说明（图7）。
图7 电扇拆解图示
（二）研：对比实验，深挖内涵
科学教学尤其注重亲身实践，亲历探究、制作、改进等环节。对比实验就是其中非常重要的科学研究方式。在控制变量的基础上，实验对比各个结构的功能差异，寻找证据改进方案，分析事物内在逻辑和相互联系，实现学科核心概念的归纳与升华，向跨学科概念转化。
在“做个滤水器”案例中，学生虽然通过拆解和观察初步明确了各种材料的结构特征（如图8），但材料结构与对应的滤水功能之间的关系还不明确，我们将拆解下来的材料和学生前概念中认为适合过滤的材料汇总，进行一次对比实验，测试它们的滤水效果（快慢、清洁度等），如图9所示。
图8 不同过滤材料的观察记录表
图9 对比实验：不同材料滤水效果
对比实验的过程可以帮助学生形成材料结构与对应的滤水功能之间的联系（如空隙大，滤水快，但浑浊，效果不好），升华核心概念（如质量小的棉花滤水效果好，但是容易上浮影响效果，在滤水器中棉花必须要放在下层），实现核心概念中“物质的结构与性质：物质具有一定的特性”与“工程与物化：工程的关键是设计”的贯通，促进跨学科概念“结构与功能”“系统与模型”的生成。
（三）创：建构模型，理解运用跨学科概念
建立简化模型研究复杂系统是常见的科学研究方式。新课标指出，“模型建构体现在：以经验事实为基础，对客观事实进行抽象和概括，建构模型；运用模型分析解释现象和数据，描述系统的结构、关系及变化过程”，可见模型建构能力对跨学科概念意义重大。模型建构的目的是预测一个系统的可能表现，并非单纯仿真，关键是提取原型的核心要素，其中的思维过程主要表现为“抽象”。
在“做个过滤器”案例中，将各种过滤材料抽象为大小不同的“圆点”；模型建构后对模型进行测试，并根据测试结果进行有效修正（图10）。体现模型的一般建构过程，也是科学思维进阶的显化，促进跨学科概念的内化和迁移。
图10 滤水器模型的建构
结 语
在跨学科概念的引领下，我们更加明晰了“拆客空间”的核心环节，也让我们初步形成了一套促进跨学科概念形成的教学策略。在“拆客空间”的项目活动中，学生理解、运用学科核心概念，通过搭建有效的促进跨学科概念生长的脚手架，引导学生在合作探究真实世界复杂问题的过程中，自然地融合各学科的知识解决问题，内化对知识的理解，逐渐形成跨学科概念。
内容来源：《中国科技教育》杂志2024年第6期《基于跨学科概念的“拆客空间”项目实践研究》，作者：冯凌，刘夕冉。欢迎转载，转载请注明出处。
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