STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體：促進(jìn)學(xué)習(xí)方式變革

趙慧臣 張娜鈺 馬佳雯

(1.河南大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，河南開封 475004；2.河南大學(xué) 河南省教育信息化發(fā)展研究中心，河南開封 475004)

作為跨學(xué)科、綜合性的教育模式，STEM教育在我國(guó)不斷發(fā)展。國(guó)家發(fā)布相關(guān)規(guī)劃，積極推動(dòng)STEM教育發(fā)展。例如，2016年，《教育信息化“十三五”規(guī)劃》鼓勵(lì)有條件的地區(qū)積極探索信息技術(shù)在新教育模式上的應(yīng)用；2018年，中國(guó)教育科學(xué)研究院?jiǎn)?dòng)“STEM教育2029計(jì)劃”。2019年，教育部發(fā)布的《關(guān)于實(shí)施全國(guó)中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》提出，探索跨學(xué)科教學(xué)等教育教學(xué)新模式，并把促進(jìn)教師跨學(xué)科教學(xué)能力提升作為主要措施之一。地方政府也積極推動(dòng)STEM教育的開展。例如，2016年，廣東省教育研究院確定12所學(xué)校為首批TI數(shù)學(xué)與科學(xué)跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)基地學(xué)校。2017年，浙江省啟動(dòng)了中小學(xué)STEM教育項(xiàng)目試點(diǎn)區(qū)。2019年，陜西省遴選STEM教育領(lǐng)航種子(實(shí)驗(yàn))學(xué)校。

STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)引起人們的關(guān)注?！翱鐚W(xué)科”強(qiáng)調(diào)不同學(xué)科知識(shí)的整合和應(yīng)用，“跨學(xué)科學(xué)習(xí)”要求學(xué)生學(xué)習(xí)不同科學(xué)知識(shí)，面向問題開展合作與交流，并形成跨學(xué)科的創(chuàng)新方案。為促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的開展，教育部科技司《關(guān)于做好2019年度教育信息化教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐共同體項(xiàng)目推薦遴選工作的通知》指出：“構(gòu)建跨學(xué)科學(xué)習(xí)(STEAM教育)實(shí)踐共同體，以探索推進(jìn)信息化教學(xué)應(yīng)用的長(zhǎng)效機(jī)制。“共同體是幫助跨組織團(tuán)體實(shí)現(xiàn)知識(shí)(或信息)共享與協(xié)作創(chuàng)新的多功能、高效性的組織形式?！?周樸雄等，2014)面向STEM教育，跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體可以更好地支持學(xué)生整合不同學(xué)科知識(shí)，成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要方式。

一、概念提出

互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，知識(shí)不再是線性的、集中的，而是分散的、碎片化的。學(xué)生必須加強(qiáng)不同類型信息的加工和不同學(xué)科知識(shí)的整合。STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體回應(yīng)了創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式、營(yíng)造學(xué)習(xí)文化以及豐富學(xué)習(xí)理論的現(xiàn)實(shí)訴求。

(一)跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體可以促進(jìn)學(xué)習(xí)方式變革

在教育方式不斷革新的背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式呈現(xiàn)多樣化。按照學(xué)科類型和學(xué)習(xí)人員類型的不同，人類學(xué)習(xí)方式可以分為四種類型(見圖1)：群體跨學(xué)科學(xué)習(xí)(第一象限)、個(gè)體跨學(xué)科學(xué)習(xí)(第二象限)、個(gè)體單學(xué)科學(xué)習(xí)(第三象限)和群體單學(xué)科學(xué)習(xí)(第四象限)。其中，在傳統(tǒng)的個(gè)人單學(xué)科學(xué)習(xí)方式中，同伴互動(dòng)與知識(shí)交叉薄弱，難以支持學(xué)生的綜合發(fā)展。在個(gè)體跨學(xué)科學(xué)習(xí)中，學(xué)生即便具備扎實(shí)的學(xué)科知識(shí)，也會(huì)因交流互動(dòng)不足而難以深入。群體單學(xué)科學(xué)習(xí)指在某學(xué)科課堂教學(xué)中，學(xué)生之間圍繞這一學(xué)科開展知識(shí)學(xué)習(xí)，但容易受學(xué)科規(guī)律影響而形成思維定式，難以形成跨學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新應(yīng)用。

圖1 基于學(xué)科特征和學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)方式分類

在學(xué)科融合的趨勢(shì)下，群體跨學(xué)科學(xué)習(xí)成為學(xué)習(xí)方式變革的方向。STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)是群體跨學(xué)科學(xué)習(xí)的代表形式。通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)，不同學(xué)科學(xué)生在互動(dòng)交流中形成分析問題的跨學(xué)科思維，構(gòu)建解決問題的跨學(xué)科方案。

(二)跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的價(jià)值

面向STEM教育，學(xué)生、教師等群體開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，相對(duì)個(gè)體單學(xué)科學(xué)習(xí)而言已經(jīng)形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)文化。根據(jù)文化體現(xiàn)在器物、行為和制度三個(gè)層面的觀點(diǎn)，跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體分別體現(xiàn)在跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源、跨學(xué)科學(xué)習(xí)行為和跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念三方面(見圖2)。

圖2 作為學(xué)習(xí)文化的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體

首先，共同體共享跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源。作為基礎(chǔ)性因素，跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源是跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的物質(zhì)基礎(chǔ)。豐富的跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源可以為共同體提供學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境，為不同學(xué)科知識(shí)之間的融合創(chuàng)新提供更多可能性。

其次，共同體優(yōu)化跨學(xué)科學(xué)習(xí)行為。共同體規(guī)則使成員之間的跨學(xué)科學(xué)習(xí)更高效，更好地支持學(xué)生構(gòu)建跨學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題。通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體，學(xué)生可以拓寬跨學(xué)科學(xué)習(xí)的廣度與深度，融合多學(xué)科知識(shí)解決生活中的問題；教師可以提升跨學(xué)科教學(xué)能力與綜合課程開發(fā)能力，引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化所學(xué)不同學(xué)科知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活、未來職業(yè)之間的聯(lián)系(the Califomia Center for College and Career，2019)。

再次，共同體升華學(xué)科學(xué)習(xí)理念。我國(guó)長(zhǎng)期分科教學(xué)的實(shí)際、不同學(xué)科類別之間的差異以及教師跨學(xué)科教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的不足，均導(dǎo)致跨學(xué)科學(xué)習(xí)難以真正實(shí)現(xiàn)。創(chuàng)造“共同體成員為了同一目標(biāo)而努力”的氛圍是學(xué)習(xí)共同體質(zhì)量的界定標(biāo)準(zhǔn)(柳春艷等，2006)?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)共同體賦予師生“自主自治”的跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念。此時(shí)，師生享有更多的跨學(xué)科學(xué)習(xí)自主性，自由開展從問題分析、項(xiàng)目設(shè)計(jì)到合作探究等跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)，有助于實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)。

(三)跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體研究有待拓展

在由單學(xué)科到跨學(xué)科的教學(xué)改革趨勢(shì)下，學(xué)者們關(guān)注學(xué)習(xí)共同體的特點(diǎn)與潛在價(jià)值，并從本體論、認(rèn)知論和價(jià)值論三個(gè)層面進(jìn)行了探討。首先，在本體論層面，學(xué)者們對(duì)學(xué)習(xí)共同體的內(nèi)涵和特征的認(rèn)識(shí)較統(tǒng)一，認(rèn)為杜威的“民主共同體”就蘊(yùn)含學(xué)習(xí)共同體的思想，指出學(xué)習(xí)共同體具有開放共享、協(xié)作探究和自主自治等特征(楊小玲等，2017)。其次，在認(rèn)知論層面，相關(guān)學(xué)者主要關(guān)注學(xué)習(xí)共同體的形成與構(gòu)建。比如，鐘志賢(2005)強(qiáng)調(diào)共同體知識(shí)建構(gòu)要在學(xué)習(xí)者與環(huán)境及教師之間的多層次互動(dòng)中完成。張紅波等(2016)基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的視角，探討在教學(xué)實(shí)踐中讓教師更好地構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體。在價(jià)值論層面，相關(guān)學(xué)者提出利用學(xué)習(xí)共同體的特性，將其應(yīng)用對(duì)象擴(kuò)展到教師、課程中。比如，孫元濤(2011)分析了教師專業(yè)學(xué)習(xí)共同體的基本理念、實(shí)踐原則及構(gòu)建過程，討論了教師跨學(xué)科協(xié)同教學(xué)模式等，支持教師專業(yè)發(fā)展。張曉娟等(2018)基于學(xué)科的課堂學(xué)習(xí)共同體，提出注重創(chuàng)建有共同愿景、真實(shí)情境和文化氛圍的課堂學(xué)習(xí)共同體，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

反思現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)者多從知識(shí)建構(gòu)層面探究學(xué)習(xí)共同體，主體多是教師群體或課堂單學(xué)科教學(xué)，缺乏面向STEM教育的群體跨學(xué)科學(xué)習(xí)研究。鑒于此，本研究針對(duì)STEM教育的跨學(xué)科特點(diǎn)，討論跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的要素及其關(guān)系，期待助力以跨學(xué)科方式培養(yǎng)復(fù)合型人才。

二、構(gòu)成要素

STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體由不同特質(zhì)的學(xué)生組成，通過整合課程將單學(xué)科學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)科學(xué)習(xí)；通過項(xiàng)目式分工引導(dǎo)學(xué)生將不同學(xué)科的知識(shí)融匯貫通，從而形成資源開放、團(tuán)隊(duì)異質(zhì)、成果共建的共同體。參照活動(dòng)系統(tǒng)“主體-客體-規(guī)則-工具-勞動(dòng)分工-共同體”的構(gòu)成(斯琴圖亞，2006)，單學(xué)科學(xué)習(xí)共同體與跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的差異見表一。

表一 單學(xué)科學(xué)習(xí)共同體與跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體比較

(一)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的主體：異質(zhì)學(xué)生為主，多學(xué)科教師為輔

在跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體中，師生為了解決問題而開展跨學(xué)科群體學(xué)習(xí)。其中，異質(zhì)學(xué)生需要有效合作，而非任意合作；不同學(xué)科的教師則成為學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和引導(dǎo)者。

一方面，異質(zhì)學(xué)生作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的重要主體，需要發(fā)揮跨學(xué)科學(xué)習(xí)的能動(dòng)性和創(chuàng)造性。學(xué)生要建立共同愿景或聚焦感興趣的問題，制定詳細(xì)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)計(jì)劃；尋找適合的跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，提高跨學(xué)科學(xué)習(xí)的效果；圍繞基本概念和學(xué)習(xí)內(nèi)容，討論不同學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)并進(jìn)行整合；注重團(tuán)隊(duì)精神，在面向問題的跨學(xué)科研究中主動(dòng)承擔(dān)各自責(zé)任。

另一方面，不同學(xué)科教師在跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體中的作用不容忽視。教師討論跨學(xué)科學(xué)習(xí)大綱，設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)框架；將學(xué)術(shù)問題轉(zhuǎn)化為生活中的真實(shí)問題，為學(xué)生提供豐富的跨學(xué)科學(xué)習(xí)情境；給予學(xué)生足夠的時(shí)間和空間以跨學(xué)科的方式開展探究，提升學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力。

(二)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的客體：跨學(xué)科課程

STEM教育跨學(xué)科課程必須協(xié)同整合、優(yōu)化重組，支持學(xué)生以跨課程的方式開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。其中，跨學(xué)科課程關(guān)注的重心不是某個(gè)學(xué)科或者學(xué)科界限，而是融合不同學(xué)科的主題。例如，深圳市樂群小學(xué)開展了“探·創(chuàng)春天”“喂鳥器產(chǎn)品發(fā)布會(huì)”“大道無痕·行者無疆-粵之行”等二十多個(gè)主題的跨學(xué)科課程，深受師生喜愛。然而，跨學(xué)科課程的主題并非是將不同學(xué)科的相同主題知識(shí)簡(jiǎn)單拼湊到一起。例如，針對(duì)“水”的主題課程中，語文教師從課本中抽取與水有關(guān)的詩詞、文章講解，然后物理教師介紹水的三態(tài)變化，接著生物教師講解水對(duì)生物體的巨大作用，最后地理教師介紹水在地球系統(tǒng)中的重要作用(李佩寧，2017)。這只是不同學(xué)科知識(shí)在形式上的線性組合，并沒有從跨學(xué)科理念實(shí)現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)的創(chuàng)新融合。

跨學(xué)科課程要從生活問題融合多學(xué)科知識(shí)，支持學(xué)生從熟悉的生活情境逐漸深入，不斷豐富跨學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)。因此，跨學(xué)科課程應(yīng)具備以下特性：面向?qū)W生興趣、生活，盡可能多地包羅主要學(xué)科；反映職業(yè)領(lǐng)域當(dāng)下或歷史的問題，從多學(xué)科視角分析；為學(xué)生提供跨學(xué)科研究與調(diào)查的方向，給予跨學(xué)科學(xué)習(xí)多元化的方法引導(dǎo)?？鐚W(xué)科課程應(yīng)聚焦三個(gè)關(guān)鍵詞：一是“兼顧”，即以某門課為主，其他課程為輔，將不同學(xué)科課程內(nèi)容進(jìn)行整合；二是“融合”，即面向?qū)W科知識(shí)與生活情境的聯(lián)系，將不同學(xué)科知識(shí)融合到主題中；三是“貫通”，以社會(huì)文化為背景，將不同學(xué)科知識(shí)和項(xiàng)目學(xué)習(xí)結(jié)合起來。例如，圍繞主題“水的秘密”開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生可以探究水是如何產(chǎn)生的(物理、化學(xué)視角分析其構(gòu)成)；水對(duì)生命的重要性(從生物視角分析水的微觀形態(tài)，地理視角分析水循環(huán)、水生態(tài))；水在生活中扮演什么角色(凈化、灌溉、水壩、發(fā)電)；水與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的相互作用(從歷史的視角解讀水與戰(zhàn)爭(zhēng)、社會(huì)變遷的聯(lián)系，從經(jīng)濟(jì)視角分析航行與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系)；水與文化的共生(從文化視角分析關(guān)于水的詩歌、風(fēng)俗、音樂等)(李佩寧，2017)。

(三)跨學(xué)科學(xué)習(xí)規(guī)則：促進(jìn)不同學(xué)科知識(shí)的整合與創(chuàng)新

規(guī)則是組織需要制定的約束條件，以規(guī)范、協(xié)調(diào)內(nèi)部運(yùn)作?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)共同體需要形成新的教學(xué)模式作為規(guī)則，促進(jìn)學(xué)生開展不同學(xué)科信息和知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。因此，所采用的教學(xué)模式應(yīng)能夠支持多學(xué)科知識(shí)的整合與生成?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)的規(guī)則要體現(xiàn)在以下方面(the Califomia Center for College and Career，2019)：轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)的教學(xué)設(shè)計(jì)，支持學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主體地位；在識(shí)別未被學(xué)生掌握的知識(shí)與技能的基礎(chǔ)上，開展特定的跨學(xué)科交流活動(dòng)；構(gòu)建由多方參與的跨學(xué)科學(xué)習(xí)社區(qū)，支持不同學(xué)習(xí)背景、學(xué)習(xí)水平的學(xué)生均能取得最大程度的發(fā)展。例如，5EX模型(EQ：進(jìn)入情境與提出問題活動(dòng)；EM：探究學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)應(yīng)用活動(dòng)；ET：工程設(shè)計(jì)與技術(shù)制作活動(dòng)；EC：知識(shí)擴(kuò)展與創(chuàng)意設(shè)計(jì)活動(dòng)；ER：多元評(píng)價(jià)與學(xué)習(xí)反思活動(dòng))從教師創(chuàng)設(shè)與生活緊密相關(guān)的問題情境出發(fā)，引領(lǐng)學(xué)生由具體現(xiàn)象提出問題假設(shè)，制定研究方案，在收集相關(guān)資料、數(shù)據(jù)后，動(dòng)手操作驗(yàn)證假設(shè)并反復(fù)修正，最后采用多種方式評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)情況(李克東等，2019)。

(四)跨學(xué)科學(xué)習(xí)工具：創(chuàng)新性組合后的群體性應(yīng)用

跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體需要關(guān)注技術(shù)對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的支持作用。教師和學(xué)生需要借助信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的最優(yōu)化，最大程度地支持跨學(xué)科學(xué)習(xí)的開展。其中，跨學(xué)科學(xué)習(xí)離不開多功能網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的支持。例如，通過“知識(shí)論壇”(knowledge forum)、Moodle平臺(tái)等，師生可以發(fā)文、點(diǎn)評(píng)等，跨學(xué)科表達(dá)觀點(diǎn)、貢獻(xiàn)思路與傳播知識(shí)。

跨學(xué)科學(xué)習(xí)工具需要?jiǎng)?chuàng)新組合，用于支持群體的學(xué)習(xí)活動(dòng)。例如，績(jī)效圖可以幫助跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體識(shí)別課程的重點(diǎn)主題、標(biāo)準(zhǔn)和績(jī)效，不受文科或理科學(xué)習(xí)特點(diǎn)的限制。首先，教師定期圈畫學(xué)習(xí)主題的范圍，羅列主題間的順序，確定課程綱要；然后，學(xué)生根據(jù)課程目標(biāo)勾勒出績(jī)效圖；最后，團(tuán)隊(duì)成員通過績(jī)效圖分析成果，直觀地觀察跨學(xué)科學(xué)習(xí)的意義，還可以對(duì)不同學(xué)科的聯(lián)系進(jìn)行頭腦風(fēng)暴。

(五)跨學(xué)科學(xué)習(xí)分工：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的協(xié)作式分工

即使組成跨學(xué)科學(xué)習(xí)的要素相同，但如果分工方式不同，整體效果就有可能不同。合理的分工既可以支持師生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)，又能推動(dòng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的開展。

一方面，學(xué)生應(yīng)依據(jù)項(xiàng)目需要開展協(xié)作式分工。例如，有的學(xué)生偏向理科思維，有的學(xué)生文科突出，有的學(xué)生擅長(zhǎng)提出質(zhì)疑，有的學(xué)生善于思考解答等。因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體圍繞問題進(jìn)行分工時(shí)，不同特質(zhì)學(xué)生間應(yīng)多形式開展協(xié)作，通過互補(bǔ)方式耦合起來，帶動(dòng)或引導(dǎo)其他學(xué)生的發(fā)展。

另一方面，教師應(yīng)依據(jù)項(xiàng)目主題優(yōu)化不同學(xué)科課程之間的關(guān)聯(lián)，支持學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)分工?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)的效果不僅取決于多門組成課程，而且在很大程度上取決于課程之間的關(guān)聯(lián)方式?？鐚W(xué)科課程分為主要學(xué)科與輔助學(xué)科，在保持學(xué)科特點(diǎn)的基礎(chǔ)上增強(qiáng)不同學(xué)科的知識(shí)關(guān)聯(lián)；區(qū)分不同學(xué)科的核心概念，明確不同學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)。例如，在學(xué)習(xí)“圓明園”主題時(shí)，語文教師的教學(xué)重點(diǎn)是對(duì)圓明園的描寫、情感的表達(dá)，而歷史教師應(yīng)重點(diǎn)講解歷史背景和事件緣由等。

(六)跨學(xué)科學(xué)習(xí)環(huán)境：開放共享的混合式學(xué)習(xí)環(huán)境

跨學(xué)科學(xué)習(xí)環(huán)境要突出線上與線下學(xué)習(xí)相結(jié)合、正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)相結(jié)合；關(guān)注混合學(xué)習(xí)環(huán)境的應(yīng)用效果，而非混合的種類，進(jìn)而營(yíng)造開放、輕松和有趣的跨學(xué)科學(xué)習(xí)氛圍。例如，深圳南山實(shí)驗(yàn)學(xué)校以美術(shù)知識(shí)為基礎(chǔ)，將“教室-黑板”教學(xué)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樯砼R其境的真實(shí)場(chǎng)景，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)城市街道、生活社區(qū)、博物館等場(chǎng)所，豐富學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

根據(jù)環(huán)境對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)作用的不同，可將其分為正向環(huán)境、中性環(huán)境和反向環(huán)境。正向環(huán)境對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極作用，反向環(huán)境對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)起抑制或消極作用，中性環(huán)境對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)既無積極作用也無消極作用。在建構(gòu)跨學(xué)科學(xué)習(xí)環(huán)境時(shí)，教師需要采取有效措施，將反向環(huán)境轉(zhuǎn)化為正向環(huán)境和中性環(huán)境。

概括而言，學(xué)生與教師、跨學(xué)科課程、跨學(xué)科學(xué)習(xí)工具、跨學(xué)科學(xué)習(xí)規(guī)則、協(xié)作式分工和混合式環(huán)境等共同構(gòu)成跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體(見圖3)。在混合式學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生和教師遵循跨學(xué)科規(guī)則(跨學(xué)科成員管理、跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià))，應(yīng)用跨學(xué)科學(xué)習(xí)工具，學(xué)習(xí)跨學(xué)科課程，形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)成果。其中，教師可采用項(xiàng)目式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生組合和應(yīng)用跨學(xué)科學(xué)習(xí)工具，與學(xué)生共同設(shè)計(jì)跨學(xué)科課程。學(xué)生可利用跨學(xué)科學(xué)習(xí)平臺(tái)，及時(shí)查看團(tuán)隊(duì)活動(dòng)進(jìn)度及學(xué)習(xí)分析報(bào)告，參與跨學(xué)科課程的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

圖3 跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體要素及其關(guān)系

三、構(gòu)建路徑

根據(jù)共同體發(fā)展的一般特點(diǎn)，跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體同樣經(jīng)歷著識(shí)別、適應(yīng)、發(fā)展、解體和形成新共同體的循環(huán)過程(見圖4)。

(一)組合階段：判斷能否存在跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體

圖4 跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體構(gòu)建路徑

在跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體建立初期，學(xué)生與學(xué)生之間、教師與學(xué)生之間、跨學(xué)科課程之間等相互組合，成員之間能否異質(zhì)互補(bǔ)、協(xié)作學(xué)習(xí)、融洽交流，并形成創(chuàng)新性結(jié)論，是判斷跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體能否形成的重要標(biāo)準(zhǔn)。為此，教師需要設(shè)計(jì)開放式的問題檢驗(yàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體要素的適切性；學(xué)生需要反思通過跨學(xué)科課程的學(xué)習(xí)，從中找到感興趣的問題，并為此開展有效的項(xiàng)目分工。

圖5 跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體變量的內(nèi)容與關(guān)系

依據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論，跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體包含條件、方法和結(jié)果三方面變量(見圖5)。首先，條件變量(成員特點(diǎn)、跨學(xué)科課程、學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)環(huán)境)是形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的前提。分析條件變量有益于把握跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的屬性和特點(diǎn)。其中，如何把握跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體成員的風(fēng)格和特點(diǎn)，采用合適的跨學(xué)科學(xué)習(xí)工具，針對(duì)性地設(shè)計(jì)跨學(xué)科課程，營(yíng)造共享開放的跨學(xué)科學(xué)習(xí)環(huán)境是跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體形成的重點(diǎn)。其次，方法變量(教學(xué)管理策略、內(nèi)容講授策略和學(xué)習(xí)組織策略)是優(yōu)化跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的主要方式。其中，教師如何設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)策略、學(xué)生如何選擇跨學(xué)科學(xué)習(xí)組織策略尤為重要。最后，結(jié)果變量(跨學(xué)科學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)效率等)是檢驗(yàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體效果以及是否需要調(diào)整的重要依據(jù)。

(二)適應(yīng)階段：形成穩(wěn)定的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體

跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體并不能立即產(chǎn)生共生效應(yīng)，而是不斷地在課程整合、合作學(xué)習(xí)、交流表達(dá)中調(diào)整。這種調(diào)整既是跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體內(nèi)部合作學(xué)習(xí)的相互適應(yīng)，又是共同體成員之間形成關(guān)系的過程(鐘啟泉，2006)。明確的分工使成員各司其職，互補(bǔ)互助，逐漸提升成員對(duì)共同體的參與感、認(rèn)同感與歸屬感。

跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體在適應(yīng)階段需要明確成員角色，合理分配任務(wù)。一般而言，跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體應(yīng)設(shè)有負(fù)責(zé)人、活動(dòng)組織者、記錄員和發(fā)言代表等。選定恰當(dāng)?shù)膶W(xué)生作為負(fù)責(zé)人，有助于跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)的有序開展，其承擔(dān)的責(zé)任有：監(jiān)管跨學(xué)科學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)、安排跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重要事務(wù)、上傳下達(dá)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的要求及所需材料、安排跨學(xué)科學(xué)習(xí)會(huì)議和參與評(píng)估跨學(xué)科學(xué)習(xí)效果。

(三)發(fā)展階段：成為有效的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體

在發(fā)展階段，跨學(xué)科學(xué)習(xí)要素之間的融合程度較強(qiáng)，逐漸成為有效的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體。成員在討論、探索中將單學(xué)科核心概念轉(zhuǎn)化為跨學(xué)科知識(shí)，通過解決真實(shí)問題驗(yàn)證跨學(xué)科學(xué)習(xí)的“有效性”。

跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體需要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整。為此，教師可以根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)的一般模式，開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)(見圖6)。其中，學(xué)習(xí)需求分析體現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的愿景，是跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)；跨學(xué)科內(nèi)容和成員特點(diǎn)分析為跨學(xué)科的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)、教學(xué)策略選擇和學(xué)習(xí)資源應(yīng)用提供依據(jù)；教學(xué)效果評(píng)價(jià)關(guān)注跨學(xué)科學(xué)習(xí)的質(zhì)量，以便據(jù)此及時(shí)修訂相關(guān)教學(xué)活動(dòng)。

(四)解體階段：轉(zhuǎn)化為新的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體

進(jìn)入發(fā)展階段后的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體便逐漸進(jìn)入轉(zhuǎn)變期，某些跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體將面臨解體。主要原因在于：一是個(gè)別學(xué)習(xí)共同體的發(fā)展比較遲緩，難以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需要，跨學(xué)科學(xué)習(xí)效果不盡如人意，進(jìn)而導(dǎo)致跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體落后而面臨解體；二是，由于跨學(xué)科課程的多樣性及成熟度存在差異，有些課程的自我調(diào)整進(jìn)度可能與STEM教育發(fā)展不協(xié)調(diào)。發(fā)展較快或較慢的課程逐漸變得不再適應(yīng)原有的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，導(dǎo)致相應(yīng)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體解體。至此，不同學(xué)科課程又開始新的優(yōu)化整合，師生重新組合，形成新的、更有活力的跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體。

圖6 面向跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)流程

四、實(shí)施建議

為培養(yǎng)引領(lǐng)時(shí)代發(fā)展的綜合型人才，教育者既需要在理論層面剖析跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的規(guī)律，又需要在實(shí)踐層面探討跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的落實(shí)。STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體需要學(xué)校、教師和學(xué)生三個(gè)層面的建構(gòu)。

(一)學(xué)校瞄準(zhǔn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)趨勢(shì)，規(guī)劃跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的發(fā)展路徑

首先，學(xué)校應(yīng)關(guān)注學(xué)科交叉的新發(fā)展，將跨學(xué)科課程納入課程體系。學(xué)校要反思單學(xué)科的傳統(tǒng)課程管理方式存在的問題，根據(jù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整跨學(xué)科課程的組合。例如，2019年《河南省教育廳關(guān)于推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育的通知》將人工智能教學(xué)納入信息技術(shù)、科學(xué)、綜合實(shí)踐活動(dòng)課程，在不增加教師、學(xué)生負(fù)擔(dān)的同時(shí)，融合推進(jìn)。

其次，學(xué)校應(yīng)與企業(yè)、教育機(jī)構(gòu)建立合作，爭(zhēng)取跨學(xué)科學(xué)習(xí)所需的社會(huì)資源。例如，美國(guó)辛辛那提市2011年形成的地區(qū)性STEM學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，匯集了正規(guī)教育機(jī)構(gòu)、大學(xué)、本地博物館和科學(xué)項(xiàng)目的非正規(guī)教育機(jī)構(gòu)，以及對(duì)STEM感興趣的商業(yè)合作伙伴(劉亮亮等，2018)，為跨學(xué)科學(xué)習(xí)提供社會(huì)領(lǐng)域的交流機(jī)會(huì)和資源支持。

最后，更新現(xiàn)有學(xué)生評(píng)價(jià)體系，增加STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)：依據(jù)STEM教育跨學(xué)科育人理念，綜合采用形成性評(píng)價(jià)、總結(jié)性評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)方式；匯集富有跨學(xué)科學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的專家小組檢查學(xué)生的作品，對(duì)學(xué)生跨學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行指導(dǎo)和反饋。學(xué)校既要關(guān)注學(xué)生個(gè)體跨學(xué)科學(xué)習(xí)的進(jìn)步，更要重視跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體的發(fā)展；既要評(píng)價(jià)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的外部成果，更要評(píng)價(jià)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的團(tuán)隊(duì)氛圍。

(二)教師聚焦跨學(xué)科學(xué)習(xí)需求，提升跨學(xué)科教學(xué)能力

表二 教師跨學(xué)科教學(xué)有效性評(píng)價(jià)

一方面，不同學(xué)科教師要加強(qiáng)交流和合作，組建跨學(xué)科教師團(tuán)隊(duì)。遴選優(yōu)秀的學(xué)科教師組建跨學(xué)科教學(xué)共同體，研討不同學(xué)科橫向與縱向的整合方法與策略；保持學(xué)科特色并充分發(fā)揮不同學(xué)科教師的特長(zhǎng)，為學(xué)生呈現(xiàn)有效整合的跨學(xué)科課程。例如，2013年以來，福建省福州市鼓山中學(xué)建立了由專家學(xué)者、行政管理人員、學(xué)科教師共同組成的跨學(xué)科教師團(tuán)隊(duì)，超越了年級(jí)和學(xué)科局限，打破了單學(xué)科教師的傳統(tǒng)管理模式(許京等，2017)。

另一方面，教師要不斷提升自身專業(yè)素養(yǎng)和跨學(xué)科教學(xué)的意識(shí)與能力。開展STEM教育跨學(xué)科教學(xué)時(shí)，教師需要具備多樣化的學(xué)科知識(shí)背景，將不同學(xué)科知識(shí)與生活和職業(yè)相聯(lián)系；綜合應(yīng)用多種教學(xué)模式與教學(xué)方法，高效實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的目標(biāo)；從教學(xué)明確性、教學(xué)多樣性、教育任務(wù)取向、教學(xué)投入程度、班級(jí)管理情況、師生互動(dòng)關(guān)系等有效教學(xué)的多個(gè)方面，開展跨學(xué)科教學(xué)的有效性評(píng)價(jià)(見表二)，從而不斷積累跨學(xué)科教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提升跨學(xué)科教學(xué)能力。

(三)學(xué)生面向真實(shí)問題，增強(qiáng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的意識(shí)與能力

為了基于現(xiàn)實(shí)問題開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，學(xué)生需要不斷擺脫單學(xué)科閱讀-單學(xué)科思考-單學(xué)科實(shí)踐的局限，從“跨學(xué)科閱讀-跨學(xué)科思考-跨學(xué)科實(shí)踐”三個(gè)維度(見圖7)，提升跨學(xué)科學(xué)習(xí)的意識(shí)與能力：

圖7 學(xué)生跨學(xué)科能力構(gòu)成

首先，樹立跨學(xué)科學(xué)習(xí)的觀念，形成跨學(xué)科閱讀的意識(shí)。在跨學(xué)科學(xué)習(xí)中，學(xué)生圍繞所關(guān)注的問題，根據(jù)不同學(xué)科之間的互補(bǔ)關(guān)系，養(yǎng)成跨學(xué)科閱讀的習(xí)慣：既可以某個(gè)學(xué)生閱讀不同學(xué)科的資料，又可以閱讀不同學(xué)科資料的學(xué)生開展跨學(xué)科交流。

其次，提升跨學(xué)科思考能力，形成跨學(xué)科認(rèn)知結(jié)構(gòu)。學(xué)生要在跨學(xué)科思考的過程中整合不同學(xué)科的信息，挖掘不同學(xué)科知識(shí)之間的聯(lián)系，加強(qiáng)對(duì)不同學(xué)科知識(shí)的深度學(xué)習(xí)，形成跨學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)。

最后，建立成員之間的融洽關(guān)系，在跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中突出團(tuán)隊(duì)精神。在跨學(xué)科學(xué)習(xí)共同體中，每個(gè)學(xué)生都有獨(dú)特之處，發(fā)揮著不可替代的作用。學(xué)生之間應(yīng)圍繞問題互相幫助，加強(qiáng)彼此之間的跨學(xué)科交流，積極分享個(gè)人的新見解，回應(yīng)同伴的不同觀點(diǎn)，不斷創(chuàng)新跨學(xué)科問題的解決方案。