基于真實問題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計與實踐

張燕?李玫?孫艷

【摘 要】筆者以“新疆棉花為什么這樣‘紅’”為例，開展基于真實問題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計與實踐，包括創(chuàng)設(shè)適合高中學(xué)生的真實問題，設(shè)定跨學(xué)科學(xué)習(xí)的素養(yǎng)目標(biāo)，確定跨學(xué)科學(xué)習(xí)指向的核心概念，形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)的實施流程。實施流程包括解構(gòu)核心問題，構(gòu)建問題系統(tǒng);設(shè)計學(xué)習(xí)活動，分學(xué)科開展學(xué)習(xí);解決核心問題，提升學(xué)習(xí)價值;設(shè)計評價活動，發(fā)揮主體能動性四個步驟。學(xué)生通過在學(xué)習(xí)活動中綜合運(yùn)用多學(xué)科知識，認(rèn)識科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、社會和政治間的相互影響，最終對新疆棉花事件形成自己的見解。

【關(guān)鍵詞】真實問題 跨學(xué)科學(xué)習(xí) 新疆棉花

中小學(xué)課程改革與上海中高考改革帶來了跨學(xué)科課程建設(shè)的需要，也帶來了跨學(xué)科師資缺失與人才培養(yǎng)困難的現(xiàn)實問題?？鐚W(xué)科教師最大的困境在于單學(xué)科教育背景與跨學(xué)科教學(xué)要求之間的差距。如何破解？上海市寶山區(qū)于2020年啟動建設(shè)“教師跨學(xué)科能力培育項目”，項目旨在聚集有共同興趣的骨干教師，通過跨學(xué)科團(tuán)隊建設(shè)和自運(yùn)轉(zhuǎn)方式，分批研修、迭代孵化，逐步培育一批復(fù)合型教師。我?！盎谡鎸崋栴}的跨學(xué)科學(xué)習(xí)研究”即為該項目研修內(nèi)容之一。以下以“新疆棉花為什么這樣‘紅’”的跨學(xué)科學(xué)習(xí)為例，介紹該項目的研修設(shè)計與實施。

一、基于真實問題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

艾倫·雷普克在《如何進(jìn)行跨學(xué)科研究》一書中指出，跨學(xué)科研究是回答問題、解決問題、處理問題的進(jìn)程，這些問題太寬泛、太復(fù)雜，靠單門學(xué)科不足以解決;它以學(xué)科為依托，以整合見解、構(gòu)建更全面的認(rèn)識為目的[1]?；谡鎸崋栴}的跨學(xué)科學(xué)習(xí)是從真實問題出發(fā)，把學(xué)習(xí)置于復(fù)雜的、有意義的問題情境中，以學(xué)習(xí)共同體的形式，在問題分析和解決過程中逐步實現(xiàn)不同學(xué)科觀點、方法和內(nèi)容的整合，形成跨學(xué)科認(rèn)識、見解。學(xué)生在探索真實問題的過程中，并不是直接學(xué)習(xí)“跨學(xué)科”知識，而是在問題中調(diào)動日常積累，展示學(xué)科素養(yǎng)，探索跨學(xué)科問題的研究方法，培養(yǎng)跨學(xué)科素養(yǎng)。

二、基于真實問題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施

1. 創(chuàng)設(shè)適合高中學(xué)生的真實問題

跨學(xué)科真實問題可分為三類：學(xué)習(xí)中的問題、生活中的問題和社會熱點問題。無論哪一類問題，真實性都是問題所在情境的共同特點，因而能切實催生學(xué)生研究問題和解決問題的內(nèi)在動力。此外，這些跨學(xué)科真實問題未必就能形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)，教師還要根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的學(xué)科知識背景進(jìn)行素材篩選，使學(xué)習(xí)案例的研究既基于問題也基于高中階段的單學(xué)科學(xué)習(xí)起點。

以“新疆棉花為什么這樣‘紅’”的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動為例。2021年3月，因受到H&M抵制而被廣泛關(guān)注的新疆棉花事件，引起了學(xué)生的熱議。怎樣看待這一由政治、歷史、生物技術(shù)等不同學(xué)科因素交織形成的復(fù)雜問題？單學(xué)科視野顯然不夠。以這一素材為真實情境形成高中跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題研究，可行性如何？這需要綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)背景—學(xué)習(xí)研究計劃在4月進(jìn)行，此時高二各學(xué)業(yè)水平合格考學(xué)科的課程接近尾聲，學(xué)生具備了較為全面的學(xué)科知識?！靶陆藁槭裁催@樣‘紅’”的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，在回顧和復(fù)習(xí)多學(xué)科知識的基礎(chǔ)上，重點關(guān)注了學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識解決真實問題的能力。

2. 設(shè)定跨學(xué)科學(xué)習(xí)的素養(yǎng)目標(biāo)

有別于基于既有課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的學(xué)習(xí)活動，在解決真實問題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動中，學(xué)習(xí)目標(biāo)包括綜合素養(yǎng)目標(biāo)和單學(xué)科素養(yǎng)目標(biāo)，其中綜合素養(yǎng)目標(biāo)是對支撐問題解決的單學(xué)科素養(yǎng)目標(biāo)的求同凝練。完善的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計，有助于跨學(xué)科學(xué)習(xí)中綜合素養(yǎng)能力培養(yǎng)路徑的發(fā)掘和固化，也有利于學(xué)生學(xué)習(xí)活動的有效開展。

在“新疆棉花為什么這樣‘紅’”的學(xué)習(xí)活動中，根據(jù)《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》，我們將學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計如下。

（1）通過多學(xué)科角度探討“新疆棉花為什么這樣‘紅’”，學(xué)會多角度、辯證地分析問題，做出選擇和決定（綜合素養(yǎng)）。

（2）通過新疆棉花事件的信息收集和資料整理，具有自覺、有效地獲取、評估、鑒別、使用信息的能力（綜合素養(yǎng)）。

（3）通過新疆長絨棉選育和種植等生物學(xué)原理的學(xué)習(xí)，運(yùn)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)設(shè)計新的育種方案，理解生物技術(shù)和人類文明的有機(jī)聯(lián)系，具有改進(jìn)和創(chuàng)新勞動方式、提高勞動效率的意識（生物學(xué)科素養(yǎng)）。

（4）通過對近些年新疆棉花種植帶來的經(jīng)濟(jì)效益以及地區(qū)發(fā)展的探討，學(xué)會對現(xiàn)實問題的觀察和思考，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、地區(qū)穩(wěn)定等角度來看待勞動力問題（思政學(xué)科素養(yǎng)）。

（5）通過對新疆歷史的了解，理解新疆各族人民是中華民族大家庭的成員，新疆的穩(wěn)定和發(fā)展是國家政治統(tǒng)一、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，增強(qiáng)公民意識，培育家國情懷，在大是大非面前，能自覺捍衛(wèi)國家主權(quán)、尊嚴(yán)和利益（歷史學(xué)科素養(yǎng)）。

（6）通過新疆棉花事件帶來的連鎖反應(yīng)，理解全球化時代資源、人力、市場等分工與協(xié)作的關(guān)系，認(rèn)識到在經(jīng)濟(jì)利益的背后，利用法律、宗教、人權(quán)等文化現(xiàn)象來維護(hù)國家利益的政治行為，培養(yǎng)全球意識，客觀地看待人類文明的進(jìn)程和世界發(fā)展的動態(tài)（思政學(xué)科素養(yǎng)）。

3. 確定跨學(xué)科學(xué)習(xí)指向的核心概念

解決復(fù)雜的跨學(xué)科問題，意味著對問題的分析與解構(gòu)。在真實問題的解構(gòu)過程中，不同學(xué)科之間通過問題、概念、成果聯(lián)系在一起，使學(xué)生能夠?qū)φ趯W(xué)習(xí)的主題產(chǎn)生新的、更深入的、更有說服力或更細(xì)致的理解[2]。因此，教師在確定跨學(xué)科學(xué)習(xí)的核心概念時，應(yīng)先明確真實問題所包含的學(xué)科概念，以及問題解決需要的知識網(wǎng)絡(luò)。這將促進(jìn)學(xué)習(xí)活動中學(xué)科知識和真實問題產(chǎn)生聯(lián)系，促進(jìn)問題解決過程中對學(xué)科概念的運(yùn)用。學(xué)生由此對跨學(xué)科問題產(chǎn)生全面而理性的認(rèn)知，形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)的核心概念。

在確定“新疆棉花為什么這樣‘紅’”的跨學(xué)科核心概念時，教師首先厘清了分學(xué)科問題所指向的學(xué)科重要概念。

在生物學(xué)科中，棉花品種和用途的多樣性反映的是生物多樣性及其價值;從長絨棉的結(jié)構(gòu)特點到其優(yōu)于其他品種的產(chǎn)品功能，體現(xiàn)了生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念;長絨棉能引種到氣候條件獨特的新疆地區(qū)并連年豐收，反映了生物與環(huán)境相適應(yīng)的學(xué)科觀點;育種專家陳順理引種選育長絨棉的歷程蘊(yùn)含著遺傳和變異的生物學(xué)原理和育種技術(shù)革新。上述生物學(xué)科涉及的概念及應(yīng)用可以歸類理解自然與科技的問題。

在歷史學(xué)科中，西方列強(qiáng)對華侵略的近代歷史，是中華民族不可抹去的傷痕，中華兒女前赴后繼挽救民族危亡實現(xiàn)民族自強(qiáng)，堅決維護(hù)民族尊嚴(yán)，表現(xiàn)出堅定的民族氣節(jié)。新疆歷史的變遷是中國近代歷史的一個縮影，新疆關(guān)涉國家統(tǒng)一，今天新疆棉花事件的背后展現(xiàn)的是多極化趨勢下復(fù)雜的國家關(guān)系，“帝國主義亡我之心不死”，中華民族的偉大復(fù)興需要我們每一代中國人的共同努力。上述歷史學(xué)科涉及的概念及應(yīng)用可以歸類理解人文與社會的問題。

在思政學(xué)科中，外國品牌抨擊我國棉花種植中的所謂“人權(quán)問題”，反映的是我國勞動者所享有的權(quán)利和應(yīng)當(dāng)履行的義務(wù)，勞動者要敢于并善于維護(hù)自身的合法權(quán)益;棉花采摘給當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)帶來的變化體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級對勞動就業(yè)的影響;棉花采摘對人力需求的變化反映了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變和五大新發(fā)展理念;新疆棉花事件背后的利益關(guān)系反映了經(jīng)濟(jì)全球化背景下當(dāng)代國際關(guān)系中的競爭，要在競爭中維護(hù)國家安全和核心利益。上述思政學(xué)科涉及的概念及應(yīng)用可以歸類理解經(jīng)濟(jì)與政治的問題。

這三類問題的概念組織，能增強(qiáng)學(xué)生的理性認(rèn)知，培育科學(xué)和人文素養(yǎng)，并最終引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、社會和政治間的相互影響，即本次跨學(xué)科學(xué)習(xí)的核心概念（見圖1）。

4. 形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)的實施流程

在具體的跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動實施中，問題始終是組織跨學(xué)科學(xué)習(xí)的緣由、依據(jù)和核心。因此我們把學(xué)習(xí)流程設(shè)計如下（見圖2）。

以“新疆棉花為什么這樣‘紅’”跨學(xué)科學(xué)習(xí)為例，學(xué)習(xí)活動分為以下四步。

（1）解構(gòu)核心問題，構(gòu)建問題系統(tǒng)

學(xué)生閱讀新疆棉花事件的資料，提出各種問題，如：“為什么不在其他地區(qū)種植品質(zhì)優(yōu)良的長絨棉以解決新疆勞動力不足的問題？”“我國的產(chǎn)棉區(qū)很多，為什么新疆的棉花受到抵制？”“新疆還有很多特產(chǎn)，為什么棉花被抵制，而不是哈密瓜？”

經(jīng)過全班學(xué)生的頭腦風(fēng)暴后，教師進(jìn)行梳理并歸類，形成三類問題（見圖3）：①理解自然與科學(xué)的問題—為什么長絨棉這樣“紅”？②理解歷史的問題—為什么新疆這樣“紅”？③理解當(dāng)今社會的問題—為什么新疆棉花種植這樣“紅”？

根據(jù)這三類問題，明確解決問題所需要的學(xué)科學(xué)習(xí)框架：生物學(xué)科—了解長絨棉在新疆種植的優(yōu)勢和育種歷程，感悟育種技術(shù)對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的重要推動作用;歷史學(xué)科—認(rèn)識新疆歷來受到關(guān)注的原因;思政學(xué)科—理解新疆棉花事件指向的當(dāng)今社會問題和國際問題。

（2）設(shè)計學(xué)習(xí)活動，分學(xué)科開展學(xué)習(xí)

①“為什么長絨棉這樣‘紅’”的問題解決（以長絨棉育種為例）

學(xué)習(xí)情境：“長絨棉之父”陳順理的育種故事。

1923年出生的陳順理，受到率領(lǐng)解放軍進(jìn)疆的王震將軍感召，毅然前往新疆。在塔里木墾區(qū)，陳順理發(fā)現(xiàn)塔里木盆地的光熱資源豐富，和埃及、蘇聯(lián)的長絨棉產(chǎn)地氣候相似，種植長絨棉有很大的潛力，于是開始了新疆長絨棉的育種工作。自20世紀(jì)50年代起，新疆棉花的育種經(jīng)歷漫長而坎坷，陳順理從上千萬株棉苗中找到“天然雜交變異株”，培育出“勝利1號”。“勝利1號”纖維長度和強(qiáng)度不理想，陳順理放棄后又用了幾十年的時間培育出了從“新海1號”到“新海61號”的一系列棉花品種。

學(xué)生活動：

通過信息搜索及遺傳育種知識的運(yùn)用，從光照強(qiáng)度、溫度、水分條件等因素分析在新疆引種長絨棉的優(yōu)勢。

針對長絨棉枯萎病和黃萎病的問題，以小組合作的形式完成一份運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)改良長絨棉品系的育種方案設(shè)計。

②“為什么新疆這樣‘紅’”的問題解決（以近代列強(qiáng)染指新疆為例）

學(xué)習(xí)情境：近期關(guān)于新疆的新聞視頻。

美國前陸軍上校、前國務(wù)卿鮑威爾幕僚威爾克森在視頻中說道，中國新疆有2000萬維吾爾族人，中情局想破壞中國的穩(wěn)定，最好的辦法就是制造中國的動亂……

外交部記者會上華春瑩發(fā)言指出，隨著新疆長絨棉問題的發(fā)酵，國內(nèi)外對新疆的關(guān)注度不斷攀升，此次事件不在于長絨棉，不在于維吾爾族人民，而在于美國中情局的別有用心。

學(xué)生活動：

根據(jù)初高中歷史課本，整理并用時間軸呈現(xiàn)近代列強(qiáng)侵略新疆的重大事件。

查閱資料，補(bǔ)充課本以外列強(qiáng)侵略新疆的行為，根據(jù)資料整理侵略新疆的主要國家和時間，概括出列強(qiáng)侵略新疆的主要方式。

談一談個人對列強(qiáng)染指新疆的看法。

③“為什么新疆棉花種植這樣‘紅’”的問題解決（以全球化背景下各大品牌的競爭與利益關(guān)系為例）

學(xué)習(xí)情境：運(yùn)動品牌你PICK誰？

農(nóng)業(yè)是人類衣食之源、生存之本。棉花在新疆地區(qū)的種植面積不斷擴(kuò)大，其產(chǎn)量占全國棉花總產(chǎn)量的80%以上。新疆不僅是我國服裝業(yè)的原料基地，也為全球各大品牌提供原料，國外品牌如耐克、阿迪達(dá)斯、優(yōu)衣庫等，都是新疆棉花的合作方，這些品牌也卷入了此次抵制新疆棉花的風(fēng)波之中。

學(xué)生活動：

網(wǎng)上搜索相關(guān)信息并分析：新疆棉花風(fēng)波后，耐克、阿迪達(dá)斯等運(yùn)動品牌的股價發(fā)生了怎樣的變化？引起變化的原因是什么？國產(chǎn)品牌李寧、安踏的股價變化及變化原因是什么？

結(jié)合學(xué)科知識，談一談這一事件對于我國構(gòu)建互利共贏、安全高效的開放型經(jīng)濟(jì)新體制的啟示。

基于對本次事件的認(rèn)識和分析，談一談如何理性消費運(yùn)動品牌。

（3）解決核心問題，提升學(xué)習(xí)價值

梳理生物、歷史、思政三類子問題的解決過程，以小組為單位完成解決核心問題的學(xué)習(xí)報告。

以“新疆長絨棉何以可貴”為題，組織小組合作的演講比賽。演講要求準(zhǔn)備演示文稿，呈現(xiàn)新疆的歷史風(fēng)貌、人民生活、長絨棉生產(chǎn)豐收、經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)等信息。教師通過演講，引導(dǎo)學(xué)生從新聞事件的新疆棉花“紅”入手，深入學(xué)習(xí)、思辨，從科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、社會、政治等角度全方位認(rèn)識新疆棉花種植和發(fā)展的“可貴”之處。

（4）設(shè)計評價活動，發(fā)揮主體能動性

以小組為單位對學(xué)習(xí)活動過程、學(xué)習(xí)報告和演講展示進(jìn)行自評、互評以及教師評價，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷審視自我，通過比照改進(jìn)學(xué)習(xí)行為。以學(xué)習(xí)活動過程的評價為例（見表1），評價內(nèi)容包括團(tuán)隊合作、創(chuàng)新創(chuàng)造、批判性思維三個部分[3]。

三、收獲與反思：師生學(xué)習(xí)共同體的建立

基于真實問題的跨學(xué)科學(xué)習(xí)的設(shè)計和實踐，因其問題的復(fù)雜性和不確定性，無論對教師還是學(xué)生來說都是全新的挑戰(zhàn)。經(jīng)歷“新疆棉花為什么這樣‘紅’”的跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計與實施，教師和學(xué)生在面對跨學(xué)科真實問題時，逐步形成了師生學(xué)習(xí)共同體。學(xué)習(xí)共同體經(jīng)歷了五個階段的實踐交流（見圖4）。第一，跨學(xué)科學(xué)習(xí)開始前，團(tuán)隊內(nèi)不同學(xué)科教師通過交流和互相學(xué)習(xí)，了解各學(xué)科的信息及知識，完成對跨學(xué)科主題的探討，包括設(shè)定素養(yǎng)目標(biāo)、設(shè)計學(xué)習(xí)活動形式等，并對教學(xué)任務(wù)進(jìn)行分工，分為主要指導(dǎo)者和輔助指導(dǎo)者;第二，主要指導(dǎo)者首先與學(xué)生進(jìn)行問題構(gòu)建和探討，形成問題系統(tǒng)的初步框架，并基于學(xué)科教師立場對某一子問題進(jìn)行問題解決過程的探索，為其他問題的解決提供范例或支架;第三，學(xué)生依據(jù)問題系統(tǒng)和已有經(jīng)驗，自主探索各子問題系統(tǒng)的解決過程;第四，學(xué)生就尚有疑問、不能解決的問題與輔助指導(dǎo)者進(jìn)行交流，獲得支持;第五，綜合各分學(xué)科問題的結(jié)論，形成自己的跨學(xué)科見解。

回顧“新疆棉花為什么這樣‘紅’”的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，參與學(xué)習(xí)活動設(shè)計的教師經(jīng)歷了跨學(xué)科合作探討的過程。這一過程有對問題的分析，有對矛盾的爭執(zhí)，更有跨越學(xué)科界限相互學(xué)習(xí)后對教學(xué)方法的更新和拓展。新疆棉花種植是科學(xué)技術(shù)改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的體現(xiàn)，同時也折射出我國對新疆地區(qū)建設(shè)的重視。新疆的發(fā)展，從歷史中走來，在科學(xué)技術(shù)中創(chuàng)新，在國際環(huán)境下受到矚目。參與這一跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計的教師和完成這一跨學(xué)科學(xué)習(xí)的學(xué)生，都對此有了更深的感觸。

這也引起了項目組的思考：面對真實的社會問題和生活問題，跨學(xué)科教學(xué)的起點是在理解單學(xué)科的知識體系和基本方法，掌握單學(xué)科內(nèi)容的基本知識、基本原理與技能的同時，進(jìn)一步了解所教學(xué)科與其他學(xué)科的聯(lián)系，強(qiáng)化所教學(xué)科與社會實踐的聯(lián)系;途徑是圍繞跨學(xué)科學(xué)習(xí)特定主題中的核心問題，組織不同學(xué)科教師進(jìn)行溝通與合作，形成教師跨學(xué)科教學(xué)實踐共同體;目的是促使教師在面對真實問題時，有足夠的教學(xué)素養(yǎng)和底氣鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生從多學(xué)科視角審視問題，提供解決問題的有效指導(dǎo)，幫助學(xué)生適應(yīng)社會發(fā)展，為未來做好準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)

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[3] 巴克教育研究所.項目學(xué)習(xí)教師指南—21世紀(jì)的中學(xué)教學(xué)法[M].任偉，譯.北京：教育科學(xué)出版社，2008：85-96.

本文系上海市寶山區(qū)教師跨學(xué)科能力培育第一輪試點項目“基于學(xué)生真實問題的跨學(xué)科課程的建設(shè)研究”（項目編號：20210617）的研究成果。

（作者單位：上海市淞浦中學(xué)）

責(zé)任編輯：趙繼瑩