跨学科整合视角下小学科学实验活动的创新设计

摘要：在教育改革持续深化的背景下，跨学科整合在小学科学实验教学中的重要性愈发凸显。本文聚焦跨学科整合视角，深入剖析小学科学实验活动。通过阐述跨学科整合对小学科学实验活动的重要意义，结合教学实例，从多维度提出创新设计思路，旨在为推动小学科学实验教学的创新发展，提升教学质量，培养学生综合素养提供有益参考。

关键词：小学科学；跨学科整合；实验活动设计

一、引言

知识体系持续不断的融合以及拓展情形下，针对教育领域而言，对于学生综合素养的培育这一行为，其重视程度呈现出日益向上提升的态势。小学科学这一学科，乃是以对学生科学思维以及实践能力进行培育作为重要任务的学科，就传统单一学科的教学模式来讲，已然很难达成满足学生全面发展所具备的需求。从跨学科整合的视角方面，为小学科学实验活动带来崭新的活力以及契机的情况出现。把不同学科知识以有机结合的方式融入到科学实验当中，一方面能够达成丰富实验内容这样的结果，并且使得学生知识视野得到拓宽，另一方面能够致使学生在解决复杂问题的整个过程当中，让综合运用知识的能力得以提升。对跨学科整合视角之下小学科学实验活动的创新设计展开探讨，针对推动小学科学教学改革这件事情，具备着重要的现实意义。

二、跨学科整合视角下小学科学实验活动的重要性

2.1拓宽知识视野，构建综合知识体系

小学阶段时期，学生所具备的认知处于一种尚在发展进程的状态，其知识储备呈现出较为零散的特性。跨学科整合所形成的科学实验活动能够为学生搭建起一座用以沟通不同学科知识的桥梁。在以植物生长作为主题的实验活动当中，学生不仅需要运用在科学课上所涉及的植物生长周期以及光合作用等方面的知识，从而对植物生长原理予以知悉，而且还需凭借数学知识，针对植物生长过程里的各项数据，诸如高度、叶片数量开展测量以及统计的工作，进而绘制出生长图表，以此直观呈现出植物生长的趋势。

2.2培养多元思维，提升问题解决能力

科学实验当中对于跨学科知识的融入，能够达成对学生从不同角度展开问题思考行为的引导，实现多元思维能力的培育。于电路连接实验领域之内，物理电学知识的引入，使得学生对于电流路径以及电路原理方面的理解得以达成。并且，自工程学这一角度的出发情况而言，对学生提出设计满足特定功能电路的要求，诸如开展简易门铃电路的制作行为。此情形促使学生针对如何对电路结构加以优化、使得电路稳定性获得提升展开思考。在这一具体过程当中，学生对于逻辑思维、创造性思维以及批判性思维展开综合运用，在电路出现故障状况之下，运用逻辑思维针对问题实施排查行为；于设计全新电路之际，让创造性思维予以发挥；针对设计方案开展评估之时，对批判性思维加以运用。多元思维方面的培养状况，致使学生在面对复杂问题情形时，能够迅速找寻到解决方案。

2.3激发学习兴趣，增强学习内驱力

传统小学科学实验教学内容，以相对单一的状态呈现，致使学生易产生枯燥之感受。跨学科整合的实验活动，将其他学科丰富有趣的元素，以融入的方式进行处理，能够对学生学习兴趣起到有效激发的作用。于设计同地球运动相关的实验之际，把美术元素加以融入，促使学生绘制地球公转与自转的示意图，借由直观形象的画面，达成对地球运动规律进行展示的目的。

三、跨学科整合视角下小学科学实验活动的创新设计思路

3.1基于主题融合，设计综合性实验

以 “生态系统” 这一主题为例，将科学、地理、生物等多学科的知识予以整合，进行综合性实验的设计工作。于实验的过程当中，学生对小型生态缸予以构建，对自然生态系统进行模拟操作。把科学课上所涉及的生态系统组成以及平衡方面的知识加以运用，对生态缸内部生物的种类以及数量进行确定。把地理知识进行结合，对不同生态系统所具备的特点进行了解，为生态缸挑选出合适的环境条件。生物课所教授的知识能够对学生认识生物彼此之间相互关系起到帮助作用，对食物链进行设计。凭借对生态缸内部生物生长状况以及环境变化情况的观察，学生对于生态系统的运作机制能够达到深入理解的程度。此种以主题为基础的实验设计方式，使得学生在同一个实验当中能够对多学科知识进行学习，对综合探究能力进行提升。

3.2借助项目式学习，培养实践创新能力

开展具备特定规划性质的 “校园气象站建设” 项目式学习活动。学生以分组的形式，承担起气象站选址这一具备特定指向性任务、设计相关具备特定规范性质任务、搭建相关具备特定实施要求任务以及数据监测与执行数据全面分析等一系列具备特定业务性质任务。于选址的整个进程之中，以运用地理知识为依托，针对地形以及风向等相关具备特定影响性因素展开考量。在对气象站进行设计之时，将数学知识予以融入，对仪器安装高度以及间距进行具备精确性的计算。搭建的过程切实关联到工程技术知识，学生凭借运用工具，将各个部件予以组装从而构成气象站。在数据监测以及分析的环节之中，学生通过运用科学方法，对气象数据进行记录并且执行深入分析，绘制出气象变化相关图表。借由项目式学习这一方式，学生在实践的具体情境当中，以综合运用多学科知识为手段，对实际问题进行解决，进而对创新思维以及实践能力进行培养。

3.3结合数字化技术，优化实验教学体验

在 “声音的传播” 实验的进程当中，针对数字化技术予以引入操作。学生以声音传感器这一工具，实施对声音传播过程之中的数据展开收集的动作，并且运用计算机软件实施分析工作。凭借动画这一手段来对声音于不同介质当中的传播路径加以模拟，达成让学生对声音传播原理形成直观了解的目的。除此之外，学生还能够依靠虚拟现实（VR）或者增强现实（AR）技术这一凭借，在身临其境的状态之下实现对不同环境之下声音的变化予以感受的行为。数字化技术的应用行为，致使抽象的科学知识出现变得可视化、具体化的转变，对学生实验学习体验予以优化，达成提高学习效果的结果。

3.4联动家校社区，拓展实验学习空间

组织具备“家庭能源使用调查”性质的实验活动，使学生于家庭场域之内与家长共同开展针对家庭能源使用状况的记录。运用数学领域知识施行对于能源消耗数据的统计行为，采用更为正式的表达对不同能源的使用比例进行剖析。凭借科学范畴知识，针对能源消耗给环境造成的影响展开探究行为。与此同时，学校与社区开展合作性举措，邀请能源领域专家举办讲解性质的讲座，为学生提供针对能源相关问题的解答服务。学生将调查得出的结果向社区进行反馈动作，提出具备节能性质的建议。借由家校社区之间的联动性操作，对学生实验学习空间实施拓展行为，使学生在更为广阔的环境当中进行科学知识的学习活动，达成对于社会责任感的培养目的。

四、结语

跨学科整合视角为小学科学实验活动的创新设计提供了广阔空间。通过认识跨学科整合在小学科学实验教学中的重要性，从多维度探索创新设计思路，并结合具体教学案例实施，能够有效提升小学科学实验教学质量，培养学生的综合素养。未来，教师需持续探索跨学科整合的教学策略，创新实验活动形式，让小学科学实验教学更好地适应教育发展的需求，助力学生全面发展。

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