通用技術(shù)跨學(xué)科課程的進(jìn)階設(shè)計(jì)與實(shí)踐探索

張桂鳳 于曉雅

[摘? ?要]落實(shí)通用技術(shù)跨學(xué)科課程有三種常見(jiàn)模式：技術(shù)學(xué)科外延的綜合模式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)多學(xué)科的融合模式、跨學(xué)科大概念統(tǒng)整的主題模式。通用技術(shù)學(xué)科課程的進(jìn)階設(shè)計(jì)，應(yīng)立足核心素養(yǎng)的培育，呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的進(jìn)階、學(xué)習(xí)方式的進(jìn)階、學(xué)習(xí)思維的進(jìn)階過(guò)程及思考，從而促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升。

[關(guān)鍵詞]通用技術(shù);多學(xué)科融合;跨學(xué)科;進(jìn)階

通用技術(shù)課程倡導(dǎo)面向現(xiàn)實(shí)生活和真實(shí)世界解決問(wèn)題，這需要學(xué)生在復(fù)雜情境中進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)實(shí)踐，并通過(guò)實(shí)踐培養(yǎng)素養(yǎng)。真實(shí)情境中的問(wèn)題探索和解決，往往需要整合不同學(xué)科知識(shí)的能力，尋找課程聯(lián)結(jié)的可能性，生發(fā)出跨學(xué)科素養(yǎng)，如創(chuàng)造性、協(xié)作溝通等。在學(xué)科課程基礎(chǔ)上融合跨學(xué)科課程的優(yōu)勢(shì)，幫助學(xué)生完善知識(shí)體系，是落實(shí)從技術(shù)到素養(yǎng)的路徑之一。因此，本文立足核心素養(yǎng)培育，結(jié)合課程改革的要求，探索通用技術(shù)跨學(xué)科課程實(shí)踐，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)從“學(xué)習(xí)內(nèi)容跨界”到“學(xué)習(xí)過(guò)程優(yōu)化”再到“思維能力進(jìn)階”的目標(biāo)。[1]

一、通用技術(shù)本土化跨學(xué)科課程常見(jiàn)模式

跨學(xué)科課程在學(xué)校實(shí)踐中屬于活躍群體，以北京市海淀區(qū)開(kāi)展的跨學(xué)科課程為例，目前“跨”學(xué)科的存在模式大致有三種：技術(shù)學(xué)科外延的綜合模式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科融合模式和跨學(xué)科大概念統(tǒng)整的主題模式。三種模式主要通過(guò)STEM項(xiàng)目式課程的方式在學(xué)校課堂教學(xué)、社團(tuán)課程和課后服務(wù)中實(shí)施，體現(xiàn)跨學(xué)科、跨界、跨領(lǐng)域多元融合的特征。三者各有側(cè)重、各具特點(diǎn)，都有其借鑒價(jià)值。

1.技術(shù)學(xué)科外延的綜合模式

由通用技術(shù)學(xué)科向外延伸到相關(guān)學(xué)科的部分內(nèi)容，是基于課程內(nèi)容知識(shí)的多學(xué)科教學(xué)整合，通過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上學(xué)科的學(xué)習(xí)，獲取相關(guān)聯(lián)的概念和技能。如“哈利波特主題音樂(lè)會(huì)”課程，主要以技術(shù)學(xué)科為主，要求學(xué)生設(shè)計(jì)制作一件智能樂(lè)器。在課程實(shí)施中，學(xué)生體驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，落實(shí)結(jié)構(gòu)、控制等學(xué)科大概念，同時(shí)還需要信息技術(shù)的編程、物理的聲學(xué)、音樂(lè)的樂(lè)理音階等多學(xué)科知識(shí)能力。由通用技術(shù)教師授課，外延學(xué)科內(nèi)容由學(xué)生自主跨學(xué)科學(xué)習(xí)后實(shí)施。

2.任務(wù)驅(qū)動(dòng)多學(xué)科融合模式

由不同學(xué)科教師共同開(kāi)發(fā)實(shí)施，學(xué)科界限不清晰，并不完全按照學(xué)科的角度劃分，學(xué)生在一個(gè)活動(dòng)中需要兼顧不同學(xué)科的知識(shí)和視角，學(xué)習(xí)不同學(xué)科的概念和技能。以“小豆芽的大思路”課程為例，其內(nèi)容圍繞綠豆發(fā)芽展開(kāi)，探究影響種子發(fā)芽的因素。學(xué)生需要獲得化學(xué)學(xué)科的濃度配制、營(yíng)養(yǎng)液配制、PH內(nèi)容介紹、物理學(xué)科的多因素分析、生物學(xué)科的植物生長(zhǎng)（溫度，光照，PH值，營(yíng)養(yǎng)液等）、技術(shù)學(xué)科的“生態(tài)園”裝置設(shè)計(jì)制作等知識(shí)，涉及化學(xué)、物理、生物、技術(shù)等多個(gè)學(xué)科。項(xiàng)目本身可拓展，如拓展為“智能發(fā)芽機(jī)”或與未來(lái)航天相關(guān)的主題均可。多學(xué)科教師分別按任務(wù)進(jìn)度和涉及的學(xué)科內(nèi)容依次授課。

3.跨學(xué)科大概念統(tǒng)整主題模式

在學(xué)科視角之上，以跨學(xué)科大概念統(tǒng)整為主題，通過(guò)應(yīng)用不同學(xué)科的知識(shí)和方法解決一個(gè)真實(shí)世界的問(wèn)題，獲得相關(guān)聯(lián)的概念和技能，形成學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，是真正基于真實(shí)情境的主題、以問(wèn)題為中心的跨學(xué)科課程。以《魚(yú)類“牧羊犬”——仿生機(jī)械魚(yú)設(shè)計(jì)與制作》為例，內(nèi)容圍繞大概念“系統(tǒng)與相互作用”開(kāi)發(fā)跨學(xué)科項(xiàng)目。將機(jī)械魚(yú)控制系統(tǒng)分為動(dòng)力子系統(tǒng)、傳動(dòng)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、平衡控制子系統(tǒng)四部分，分別從系統(tǒng)與外觀結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)與電控結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)與平衡結(jié)構(gòu)的視角，得出四個(gè)子系統(tǒng)的大概念：機(jī)械魚(yú)仿生外觀結(jié)構(gòu)與零件安裝位置的相互關(guān)系、動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)與前進(jìn)速度的相互關(guān)系、數(shù)據(jù)顯示程序與數(shù)據(jù)采集和通信接口的相互關(guān)系、姿態(tài)調(diào)整與平衡狀態(tài)的相互關(guān)系。在超越學(xué)科視角下，認(rèn)識(shí)到四個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)之間的“相互作用”，形成系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成具有特定功能的有機(jī)整體的大概念。多學(xué)科教師分別按主題和核心大概念，結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)度和涉及的學(xué)科內(nèi)容依次授課。

二、通用技術(shù)跨學(xué)科課程的進(jìn)階設(shè)計(jì)

目前，以一個(gè)學(xué)科為主要載體，聚焦學(xué)科關(guān)鍵概念和能力，進(jìn)行學(xué)科與學(xué)科、學(xué)科與生活、學(xué)科與人際的聯(lián)系和拓展，用項(xiàng)目化的形式呈現(xiàn)出來(lái)，是落實(shí)跨學(xué)科課程的可行途徑之一。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)有六個(gè)維度：核心知識(shí)、驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題、高階認(rèn)知、學(xué)習(xí)實(shí)踐、公開(kāi)成果和全程評(píng)價(jià)。學(xué)科素養(yǎng)體現(xiàn)在關(guān)鍵概念或能力，跨學(xué)科素養(yǎng)體現(xiàn)在學(xué)習(xí)實(shí)踐和認(rèn)知策略，問(wèn)題、成果和評(píng)價(jià)整合在真實(shí)情境中，體現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)和跨學(xué)科素養(yǎng)的融合。[2]

依據(jù)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的維度，結(jié)合落實(shí)效果較好的跨學(xué)科整合模式，建構(gòu)“通用技術(shù)學(xué)科課程—通用技術(shù)多學(xué)科課程—跨學(xué)科主題整合課程”的進(jìn)階（見(jiàn)圖1），強(qiáng)調(diào)以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和跨學(xué)科實(shí)踐解決真實(shí)問(wèn)題。引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生的技術(shù)學(xué)習(xí)過(guò)程成為主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)、不斷拓展能力、發(fā)展核心素養(yǎng)的過(guò)程。

1.技術(shù)學(xué)科課程：從基礎(chǔ)知識(shí)到知識(shí)應(yīng)用

技術(shù)學(xué)科課程主要包含技術(shù)理解、技術(shù)設(shè)計(jì)、技術(shù)應(yīng)用。技術(shù)理解是指有關(guān)技術(shù)的事實(shí)、概念和方法等內(nèi)容;技術(shù)設(shè)計(jì)是指問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與明確、設(shè)計(jì)分析、方案構(gòu)思、方案表達(dá)、方案交流與評(píng)價(jià)等;技術(shù)應(yīng)用是指有關(guān)工具和設(shè)備的使用、有關(guān)工藝的選用和技術(shù)試驗(yàn)等。

2.技術(shù)多學(xué)科課程：從知識(shí)理解到知識(shí)深化

技術(shù)多學(xué)科課程在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上加入多學(xué)科知識(shí)和方法，設(shè)計(jì)與應(yīng)用內(nèi)容中加入科學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)方法、工程視角以及科學(xué)探究等，兼顧不同學(xué)科，每個(gè)學(xué)科是獨(dú)立的，以技術(shù)學(xué)科為主。

3.跨學(xué)科主題課程：從整合技術(shù)到真實(shí)問(wèn)題解決

跨學(xué)科主題課程整合不同學(xué)科的知識(shí)方法，有明確的目標(biāo)，通過(guò)問(wèn)題、概念、成果進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，加深多學(xué)科核心概念的理解和遷移，解決真實(shí)問(wèn)題或現(xiàn)實(shí)需求。

三、通用技術(shù)跨學(xué)科課程的進(jìn)階實(shí)踐

進(jìn)階的實(shí)踐起點(diǎn)從項(xiàng)目課例開(kāi)始，以“《定位小車》1.0版——《新能源動(dòng)力小車》2.0版——《新能源動(dòng)力汽車模型系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境》3.0版”的過(guò)程進(jìn)階為例。

“定位小車”的課例共16課時(shí)，涵蓋通用技術(shù)結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等核心概念，學(xué)生的解決方法多以橡皮筋或電機(jī)做動(dòng)力，以線繩控制開(kāi)關(guān)或定時(shí)器控制時(shí)間等方式停止，能完成基本定位功能。

從學(xué)科常規(guī)項(xiàng)目1.0版開(kāi)始，加入物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)方法，如新能源、機(jī)械能守恒、車的進(jìn)化史等內(nèi)容，關(guān)注科學(xué)探究，用工程的視角延伸拓展技術(shù)素養(yǎng)的底蘊(yùn)和價(jià)值，加入甘特圖、成本管理等內(nèi)容，生成2.0版。通過(guò)加入新內(nèi)容，學(xué)生的解決方法逐漸多元，加入了風(fēng)能、重力勢(shì)能、化學(xué)能、單片機(jī)編程等。

在2.0版的基礎(chǔ)上，繼續(xù)提煉多學(xué)科的核心概念，生成課例的跨學(xué)科核心大概念：系統(tǒng)與環(huán)境。補(bǔ)充跨學(xué)科課程科目中缺失的通識(shí)性學(xué)科知識(shí)、收集學(xué)科間條件性知識(shí)、跨學(xué)科方法論知識(shí)以及社會(huì)發(fā)展及學(xué)科前沿知識(shí)。用認(rèn)知邏輯和學(xué)科邏輯消除學(xué)科知識(shí)壁壘，強(qiáng)化知識(shí)聯(lián)結(jié)，豐富學(xué)科知識(shí)。具體實(shí)施時(shí)，通過(guò)“選定主題→構(gòu)建跨學(xué)科知識(shí)聯(lián)系圖→確定大概念→確定問(wèn)題→調(diào)查調(diào)研→專家思維→學(xué)情分析和環(huán)境分析→確立方案”的方式，設(shè)計(jì)和實(shí)施某個(gè)跨學(xué)科大概念統(tǒng)整的主題項(xiàng)目。以挑戰(zhàn)性任務(wù)和驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題幫助學(xué)生開(kāi)展獨(dú)立或協(xié)作探索，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，進(jìn)一步加深對(duì)多學(xué)科本質(zhì)的理解，從而解決一個(gè)問(wèn)題、滿足一項(xiàng)需求或創(chuàng)造一件作品。比如，在新能源汽車模型系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境的主題下建構(gòu)的大概念系統(tǒng)課程，對(duì)于車的外型要求不斷提高，對(duì)涉及車內(nèi)部系統(tǒng)的關(guān)系、車與外部環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)系的認(rèn)知要求不斷進(jìn)階，需要學(xué)生對(duì)能源與生態(tài)環(huán)境的思考不斷深入。學(xué)生解決問(wèn)題的關(guān)注點(diǎn)更加廣泛，延伸到車輪骨架設(shè)計(jì)、能量計(jì)算、汽車產(chǎn)業(yè)改善等問(wèn)題。通過(guò)課程的不斷進(jìn)階，突破技術(shù)課程價(jià)值文化壁壘，用新工具和新觀點(diǎn)探悉學(xué)科本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，加深學(xué)生對(duì)世界的關(guān)注和理解（見(jiàn)表1）。

以上，從技術(shù)單學(xué)科課程到由技術(shù)學(xué)科向外延伸，從融合多學(xué)科知識(shí)的課程，再到發(fā)揮學(xué)科合力的跨學(xué)科主題課程，由單學(xué)科學(xué)習(xí)逐漸走向跨學(xué)科融合，跨越學(xué)科界限探尋課程模式、教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科思維品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)到素養(yǎng)再到創(chuàng)新的課程發(fā)展。

四、跨學(xué)科課程實(shí)踐效果及小結(jié)

為了確保學(xué)生在跨學(xué)科課程學(xué)習(xí)中真正受益，除了設(shè)計(jì)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)外，研究者還聚焦創(chuàng)新能力，對(duì)北京市海淀區(qū)6所實(shí)驗(yàn)學(xué)校共567名學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。調(diào)查分別在新入學(xué)的第一學(xué)期初和第二學(xué)期末進(jìn)行。問(wèn)卷采用四點(diǎn)評(píng)價(jià)，學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇“完全符合、基本符合、很少符合、完全不符合”，以檢驗(yàn)通用技術(shù)跨學(xué)科課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維是否有效。[3]結(jié)果表明，學(xué)生的原創(chuàng)性、想象力、情感意圖以及對(duì)社會(huì)問(wèn)題的敏感度有所提升，學(xué)生更喜歡解決問(wèn)題，能實(shí)現(xiàn)自己的想法，學(xué)會(huì)了一些創(chuàng)新方法并樂(lè)于表達(dá)，所提出的解決方案具有一定的創(chuàng)新性和高效性，創(chuàng)造性表達(dá)和創(chuàng)造性解決問(wèn)題能力顯著提升。特別是“我喜歡和朋友們分享我的想法”一項(xiàng)，學(xué)生一學(xué)年的增值比例達(dá)到24.8%。一些在傳統(tǒng)知識(shí)傳授課堂中一言不發(fā)的學(xué)生，在跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中逐漸變得敢于發(fā)言，活躍并樂(lè)于分享（見(jiàn)表2）。

在跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)實(shí)踐的初始階段，一些教師往往認(rèn)為，在有限的課時(shí)內(nèi)能落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)已然不易，再進(jìn)行跨學(xué)科實(shí)踐不太現(xiàn)實(shí)。但在真實(shí)情境中的問(wèn)題解決，不可能只依靠通用技術(shù)一門(mén)學(xué)科。從學(xué)科發(fā)展和教學(xué)落實(shí)的角度，應(yīng)逐漸摒棄通用技術(shù)教學(xué)中的偽情境、假問(wèn)題，要激發(fā)學(xué)生高階思維發(fā)展，真正提高學(xué)生解決真實(shí)問(wèn)題的能力。跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)與實(shí)施促使學(xué)生探究學(xué)科之間的復(fù)雜聯(lián)系及核心概念，幫助學(xué)生獲得正確的世界觀，不是為了“跨”而“跨”，更不是隨意設(shè)計(jì)幾個(gè)活動(dòng)或項(xiàng)目就能算作跨學(xué)科課程。雖然本研究在實(shí)踐初級(jí)的總結(jié)階段，尤其在跨學(xué)科主題的整合課程中，對(duì)如何整合的技術(shù)問(wèn)題做了實(shí)踐探索，但對(duì)于整合什么等價(jià)值問(wèn)題的思考還有待深入，這些問(wèn)題將會(huì)在未來(lái)的實(shí)踐研究中不斷突破與完善。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 郭向和? ?校對(duì) 姚力寧）