跨学科主题学习的内涵、设计与实施

《义务教育课程方案(2022年版)》明确指出,“原则上,各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习”,旨在以10%的课程综合化与实践性,撬动90%的分科教学。分科教学所培养的学生具有优化的学科思路和严谨的学科知识结构,但是当他们面对现实世界中的真实问题时,其思维则会显得片面、狭隘。跨学科主题学习将承担改善分科教学现状的重任,提升学生的综合素养。因此,准确理解跨学科主题学习并找准定位,决定着跨学科主题学习的设计、实施及其宗旨的实现。

一理解:找准跨学科主题学习的定位

理解跨学科主题学习需要恰当描述其内涵,合理划分其外延。

(一)跨学科主题学习的内涵

跨学科主题学习包含三个关键词,即跨学科、主题、学习。跨学科不是泛指内容超越了某个学科边界,或者与其他学科关联,比如用计算器计算或者软件编一个小程序解决数学学习过程中的复杂计算问题,而是基于某个学科又要超越该学科的主动跨界,是自觉主动融合其他学科课程以实现分科课程实施的综合化,比如依据数学中的“图形与坐标”设计无人机表演方队的位置及其变换,就需要数学与信息技术的深度融合。主题不但要有情境,而且在情境中必须要有挑战性的问题或者任务,整个学习过程都在该情境中进行,直至解决问题或者完成任务,因此主题是基于跨学科内容设计的一个真实问题,是实现跨学科的媒介,能提升学习的实践性。学习是指在主题中学习跨学科的内容,学习方式可以有多种选择,因教师对教学方式的选择和跨学科内容而不同。

在义务教育阶段不同学科的课标中,关于跨学科主题学习的名称及描述不尽相同。比如《义务教育数学课程标准(2022年版)》在“模型意识”“模型观念”“应用意识”等与现实紧密相关的核心素养领域强调跨学科主题学习;在以培养学生解决实际问题能力为目标的“综合与实践”领域设置跨学科主题学习,并指出其教学方式可以选择主题式学习或者项目式学习,以解决真实、复杂的问题。又如《义务教育地理课程标准(2022年版)》明确指出“地理课程跨学科主题学习是基于学生的基础、体验和兴趣,围绕某一研究主题,以地理课程内容为主干,运用并整合其他课程的相关知识和方法,开展综合学习的一种方式。”细品不同学科的描述,可以感受到其本质是一致的。

基于以上的分析,可以这样定义跨学科主题学习:它是基于某个或某些学科中有关联知识内容的核心,围绕学生的认知基础,设计恰当的主题,选择适当的教学方式开展的教学活动。其中的“某个或某些学科”可称之为主导学科。这样的教学具有综合性与实践性,能促进学生更好地掌握和理解主导学科知识,提升学生的综合素养。

(二)跨学科主题学习的类型

跨学科主题学习有多种分类方式,依据课标,我们所做的跨学科主题学习是基于学科超越学科,立足学科主动跨界。对跨学科主题学习分类可以从两个维度进行。

维度一,所涉及的学科知识是否学习过。据此可以将跨学科主题学习划分为应用型和习得型两类。应用型是指在跨学科主题学习中涉及的主要知识学生已经学习过,是利用已学知识开展跨学科主题学习;习得型是指在跨学科主题学习中涉及的主要知识学生未曾学习过,在跨学科主题学习中学习新知识。应用型与习得型的关系不是非此即彼的对立关系,在应用型中也可以学习新知识,只是比例较低,在习得型中也可以而且必须有知识的应用。

维度二,所涉及学科的数量。据此可以将跨学科主题学习划分为单学科主导型和多学科融合共同主导型。单学科主导型是指有一个主导学科,并融合其他学科的内容;多学科融合共同主导型是指有两个及两个以上主导学科,还要融合其他学科的内容。这两种类型的关系不是非此即彼,而是可以转化和调控的。比如“设计并制作一个简易风筝”,可以是以数学为主导并融合物理等学科,此时,对制作风筝中的物理原理只需要有感性经验即可;也可以是数学和物理两个学科融合共同主导,此时就要加强对其中涉及的物理原理的理性分析;还可以是数学和美术两个学科融合共同主导,此时要弱化物理,加强对美术和数学的要求。教师可以依据自身及学生的认知基础灵活选择恰当的类型。

综合考虑以上两个维度,又可以将跨学科主题学习划分为如表1所示的四种类型:单学科主导的应用型跨学科主题学习、单学科主导的习得型跨学科主题学习、多学科融合共同主导的应用型跨学科主题学习、多学科融合共同主导的习得型跨学科主题学习。

表1 跨学科主题学习的类型

跨学科主题学习中难度较大的是习得型,特别是以理科为主导学科的习得型,因此下文以习得型跨学科主题学习为主进行阐释。

二、转变:找准跨学科主题学习设计的视角

跨学科主题学习与分科教学的设计程序和经验本质上是一致的,关键是要转变设计的视角。跨学科主题学习可以依托学科思维设计,也可以依托不同学科的共通素养设计,本文选择依托学习内容进行设计。因为内容是显性的,可操作性强,而且只要主题设计恰当,自然会带动学科思维;只要实施办法得当,自然会有助于发展学生的综合素养。

(一)转变设计的逻辑起点:变碎片化知识学习方式为整体性问题解决学习方式

跨学科主题学习的设计要以主题为切入点进行整体考虑,主题中包含真实复杂、具有挑战性的问题或任务;应从解决问题或完成任务的整体性进行考虑,切忌陷入知识学习的细节中,即要转变分科教学设计中直接进入到知识学习设计的习惯性思维,建立整体性问题解决的视角。比如以数学和体育融合共同主导的跨学科主题学习“举办一场趣味跳绳运动会”,涉及数学中的统计,体育中跳绳的技能,并融合科学、语文等学科。做教学设计不是分别从数学、体育入手,先学习各学科的基本知识和技能,再设计运动会的项目和标准,最后举办运动会,而是要从主题的整体立意切入,倒序进行,即依据举办趣味跳绳运动会的真实需求,先做出整体规划,然后将之拆分成具体的任务,如“任务一:规划运动会”“任务二:确定比赛标准”“任务三:推荐优秀运动员”“任务四:举办运动会”等,之后再在任务之下设计学科问题或者活动。

因此跨学科主题学习是从主题的视角先做出整体规划,其流程是,选定主导学科→确定主题→拆分任务→厘清设计学科问题/活动。任务之间有不同的逻辑关系,根据真实的需求确定即可。如上述四个任务之间所呈现的线性关系是依据要完成的任务的逻辑关系确定的。有的主题之下的任务可能是并列的、网状的,也可能是混合型的。

(二)转变过程设计的逻辑:变情境导入为用主题贯通学习全过程

要将跨学科主题学习与情境教学区分开来,设计好其中的任务链以链接起紧密联系的学习过程,让主题贯通整个学习过程。以“举办一场趣味跳绳运动会”为例,如果用传统的情境教学进行设计,则会先用举办运动会导入,之后创设不同的情境以学习相应的数学知识,如以了解同学爱好为情境,学习抽样调查;以考试成绩分析为情境,学习平均数和方差;等等。该设计中主线是数学知识,情境之间可以没有关联性,比如运动会情境、同学爱好、考试成绩彼此不关联,是碎片化的知识学习,不是跨学科主题学习。而上述四个任务是紧扣举办运动会进行设计的,四个任务之间具有内在的联系,环环相扣,紧紧围绕着运动会这个主题。

因此跨学科主题学习设计要紧扣主题,用主题强有力地贯通学习的全过程,让学科深度融合,实现学习过程的综合化。

(三)转变知识学习设计的逻辑:变知识为本的教学为在任务中生成问题推进教学

分科教学中关于统计知识技能的学习,可能的方式是,创设一个小情境,学习某个知识或技能,继而训练以达到理解概念熟练技能的目标。跨学科主题学习不但能达成这样的教学目标,还要高于此目标。下面继续以“举办一场趣味跳绳运动会”为例具体解释其设计思路。

在“任务二:确定比赛标准”环节,首先从举办运动会的真实需求出发进行分析,根据经验,需要了解规定时间内大多数人跳绳的数量,才能确定一、二、三等奖的标准;了解水平最高者能跳多少个,确定最佳跳绳运动员……规定时间内大多数人跳绳的数量,对应统计中的众数、中位数;确定一、二、三等奖的标准,对应数学中的百分位数;要获得这些数据,涉及统计中的数据收集,整理和分析;确定标准,则是统计决策。参加比赛,一定会有一个训练的过程,怎样跳得快,涉及跳绳的技能和技巧;训练的过程是了解个人身体素质与体育运动的关系的过程;训练过程中某个学生的进步情况,则涉及统计折线图等。继之,在任务三中,为了选拔运动员,要对每个学生的水平进行统计分析,比如其平均水平、稳定性等,自然地引入统计中的平均数和方差;为了挑选体能较强者,会涉及心率与运动量的关系等。

可见数学知识技能的学习、体育技能的训练、学科思维的应用都是自然发生的,意义明确且深远。

综上,可以进一步细化确定跨学科主题学习设计的流程:选定主导学科→确定主题→拆分任务→厘清任务的真实需求→设计学科问题/活动→完成任务。

在做设计时要特别注意,第一,主题要集中,具有贯通力,不能拼盘;第二,突出主题之下任务的连贯性,规避分科教学中的小情境;第三,学科学习内容是通过任务的真实需求引出的,并在完成任务后习得知识达成教学目标,要规避直接就知识论知识、知识教学加习题训练的教学方式。

依据分科教学背景下的教材做跨学科主题学习教学设计会遇到两个困扰。一是主题推进的逻辑与学科知识逻辑之间的矛盾。此时要选择以主题推进的逻辑整合学科内容,这样做势必会打破分科教学内容设计的逻辑,但是并不影响学科知识的学习,只要充分挖掘主题,设计问题或任务,尽量多地涵盖学科知识,或者退而求其次,涵盖所学知识的核心即可。二是解决问题时需要用到超出学习进度的内容。对此,处理方式之一是指导学生学习所需的知识,这恰好是跨学科主题学习带给学生学习自觉性的体现。这样的选择是努力让主题发挥其贯通力,使得学习具有综合性和实践性。

与分科教学相比,跨学科主题学习不仅能达成学科教学目标,更能让学生感受学习的意义,使他们在主题中觉醒,进而激发学习的自觉性和自主性。达成这种效果的关键是如前所述的转变设计视角。

三、达标:探寻跨学科主题学习的有效方式

课标提出开设“跨学科主题学习”的要求,旨在通过跨学科主题学习推动分科教学方式的变革。跨学科主题学习的教学实施方式有多种,分析课标的要求,应该是期待广大教师能探索新的教学方式。《义务教育数学课程标准(2022年版)》明确指出可以选择主题式学习或者项目式学习,而主题学习与项目式学习“存在诸多相似之处”。事实上,在历次课标修订中不断推出的教学方式,如主题学习、综合实践活动、研究性学习、课题研究、项目式学习等,它们之间都有相似之处,根本的共性是都具有综合性与实践性。

如果将跨学科主题学习理解为含有两个关键词,即跨学科与主题学习,那么它就隐含着对教学方法的要求,即主题学习这种方法。但本文选择采用跨学科主题学习的定位,即包含如前所述的三个关键词。这样,跨学科主题学习的教学实施方式就有多种多样的选择。比如,可以在小学低段采用主题式学习,在小学高段及初中采用项目式学习。这样的选择是依据学生的基础和年龄特点确定的。换一个角度,也可以根据教师对不同教学方式的驾驭能力选择恰当的方法:对于初次开展跨学科主题学习的新手教师,可以采用主题式学习;如果教师熟悉项目式学习,那么就可以采用项目式学习。

恰当的教学方式能有力地促进教学目标的达成。实践证明,采用项目式学习方式开展跨学科主题学习的教学,能深深地触动教师和学生的心灵。对教师产生的冲击力,能促进其思考分科教学方式的变革;对学生产生的冲击力,能让他们变被动学习为主动探究,变应对考试为解决问题,深切感受到知识的力量和学习的意义。因此接下来选择用项目式学习的方式阐释跨学科主题学习的实施。

(一)转变教师角色:学科教师化身项目负责人,开启跨学科主题学习

身份改变,思维自然就会随之改变。在开展跨学科主题学习的教学时,教师要理性地转变角色。作为一名项目负责人,开展工作的思路如下:先召集成员进行头脑风暴,做出规划;然后分工合作;推进过程中不断地召集成员进行阶段性工作汇报,再次头脑风暴,提出改进措施;以此类推,螺旋递进,直到完成项目;最后进行总结反思,评价反馈。这就是以项目式学习开展跨学科主题学习的思路。下面还以“举办一场趣味跳绳运动会”为例进行阐释。

作为趣味跳绳运动会的负责人(数学和体育学科教师联合负责),首先召集成员(全班学生)进行头脑风暴,研究运动会上开设哪些跳绳项目,比赛规则是什么,如何制定比赛规则;如何挑选参赛运动员;如何制定大赛组织与管理办法;奖品是什么,如何筹集奖品……讨论清楚上述事宜,确定接下来要做的事情,这就是“任务一:规划运动会”的成果。

与分科教学一样,在备课时教师要充分预设任务一中如上事宜的可能情况,但是当负责人与运动会上的主体(学生)就此研讨时,很可能还会在具体项目、操作办法等方面产生意见分歧,此时要将预设与生成结合,依据可行性,尊重主体的兴趣爱好,在确保跨学科知识内容核心的前提下做出适当的调整。在这一方面,跨学科主题学习的实施与分科教学本质是一致的。

任务一的实施与分科教学又有着很大的区别。它看似没有做学科的事情,但是正因为师生一起做规划,经历系统分析的过程,学生既可以从整体上把握学习的全过程,又能结合具体情境理解数学知识的来源、体育技能训练的必要性,并将统计知识与体育现象一一对应,提高了数学阅读能力和理解能力,也对未来的迁移应用奠定了基础。这样的效果是大量刷应用题难以达到的,这是有考试数据可以佐证的。这就是跨学科主题学习实践性的表现之一。

这场运动会是即将真实举办的,不同于传统的运动会,该运动会上的比赛项目、比赛规则都是在跨学科主题学习中师生共同确定的;奖品也是自主筹集的,不是学校统一购买的;运动会上的组织管理也是在老师指导下学生自主进行的。为了办好运动会,让更多的学生参与并获得成就感,要用数学知识制定规则;为了在运动会上取得好成绩,要加强跳绳训练等。举办运动会这件事激活了学生学习的自觉性,学习不是为了考试,而是要服务于运动会上各方面的需求,确保运动会全方位的成功。学习的意义在跨学科主题学习中不再遥远,不再抽象,而是学生在具身体验中的感受。

(二)改革评价方式:由单纯的纸笔测试到成果的应用,感悟学习的意义

用项目式学习的方式开展跨学科主题学习,其实践性还体现在项目式学习成果的应用价值上,在“举办一场趣味跳绳运动会”中就是真实发生的,并且是按照任务一、二、三确定的各项事宜举办的趣味跳绳运动会。项目式学习的成果转化为真实的运动会,师生参加自己设计的运动会,这是非常振奋人心的,这种激动、这样的成就感是任何评价达不到的。

举办运动会之后对前期选择的跳绳项目、比赛规则、组织管理等进行总结汇报,同时依据实际情况对它们进行评价反思,在评价中升华对知识的理解,丰富技能应用的场景。比如依据统计知识确定的某项跳绳比赛规则在实际应用中是否合理,是否与预设的一致,原因是什么?在跳绳训练中习得的某项技能是否熟练应用,原因是什么?这样的评价是促进学生深度理解学科知识和技能的评价。

以上两类评价事实上是对项目产品的评价和在做项目过程中对习得的知识技能、培养的能力和发展的素养的评价。除此之外还有过程性评价,即在每一个任务完成之后要及时对项目式学习过程性产品评价。比如在任务二中,要评价学生是否能从举办运动会这个现实问题出发提炼出数学问题,并习得数学知识,解决现实问题,同时要评价学生跳绳技能掌握情况等。

项目式学习要对学生进行全面、全过程的评价,包括对学生学习态度与方法,习得知识技能的理解与熟练程度,能力、素养发展水平等。而且评价要先行,确保学生在开始做项目之前已了解评价规则,以便用评价引领学生,使每一个学生都能达到最好的水平,最终达成学习的目标。

关于项目式学习中评价的设计有很多成熟的文献,可以据此制定评价标准。

可见,以项目式学习的方式开展跨学科主题学习需要多种类型的评价,其中有定性的,也有定量的;有自评,也有他评;有评价项目整体的,也有评价其中某个环节的;有评价学科知识的,也有评价学习态度的;有评价终极效果的,也有评价学习过程的。不论哪一种评价,都需要把握一个原则,即评价用于指引学生做更好的自己,不是等级划分,不是用一个分数把学生区分开来,而是用多元的评价绽放每一个学生的长处,以成绩和成功激励学生更投入地学习。

(三)转变学习方式:沉浸在主题中,变被动学习为在自主、合作中自觉学习

趣味性和挑战性是激励学生持续探究的动力,特别是挑战性,学生挑战成功之后的成就感能激励他们产生更浓厚的兴趣,持续深入地开展探索研究。跨学科主题学习中主题设计恰当,就可以达到这样的效果。比如为了举办趣味跳绳运动会,学生一定希望设计出有趣味的跳绳项目,为此需要在掌握跳绳基本技能的基础上进行创编,还需要查阅资料、观摩他人的创编,最后整合设计出本次运动会上的创编项目;为了在比赛中获胜,同学们一定会以小组合作的方式加强训练并互相指导。为了确定各个跳绳项目的比赛规则,需要分析是用众数、中位数还是平均数来决策。为了鼓励更多的同学加入到比赛中并能获奖,又要确保比赛的竞争性,需要思考用哪一个百分位数作为决策标准,而这个知识是在高中才会学习到的,但是因为现实问题的需求,学生必须自主自觉地去学习更多的知识。为了确定参赛代表,需要在团队内多次组织比赛,记录每位同学在规定时间内的跳绳成绩,观察经过训练之后技能的发展情况,于是要多次绘制折线统计图;还需要比较平均水平和波动情况,于是要反复计算每一位同学若干次跳绳成绩的平均数和方差。试想,沉浸在这样的学习过程中,学生还会感觉到累吗?还会觉得跳绳、算平均数枯燥吗?答案显然是否定的。

转变教的方式,自然会促进学习方式的转变。主题设计的恰当,自然会引出一系列相关任务,环环相扣,让学生沉浸其中自觉地学习。这里的自觉是指学生思维的觉醒,学生能随着主题推进展开深度思考,自觉提出一系列值得研究的问题,学习从解题走向解决问题,最终实现综合素养的提升。

初期开展跨学科主题学习,教师面临着诸多挑战和困惑,比如课时够用吗?遇到超纲的知识怎么办?影响考试成绩吗?……这些问题只有通过实践,提升教师跨学科主题学习的设计能力、实施过程的驾驭能力才可能得到解决。只有通过一定数量跨学科主题学习的积淀,提升了学生的综合素养,取得了较好的成绩,教师才会变换角色思考深层次的问题,比如跨学科主题学习之下的学生管理、课时时长设计、跨学科教研、教学方式、教材结构调整等,让跨学科主题学习的实践探索进阶。

跨学科主题学习不是分科教学的补充,只有通过这不少于10%的课时的跨学科主题学习,促进剩余90%的分科教学方式的同步、同向转变,才能让分科教学的目标超越学科局限,实现学生综合素养提升,才能让育人内涵发生根本性变化,达成课标所蕴含的育人追求。