跨界與融合：學科交叉下的主題單元教學實踐
——以物理、體育與健康跨學科融合創(chuàng)新實驗為例

湯金波 南京師大附中樹人學校

潘書朋 山東省萊州市玉皇中學

立足核心素養(yǎng)進行跨學科主題單元學習設計，可以按照“以主題單元為視角分析教學內容，確定跨學科單元學習主題——以核心素養(yǎng)系統規(guī)劃進階式單元，整合跨學科單元學習目標——以問題解決遞進設計驅動性任務，規(guī)劃跨學科單元學習內容——以高階思維發(fā)展遷移新情境問題，開展跨學科單元學習評價”的總體框架進行設計，從而為跨學科學習課程的實施提供主題、目標、內容、方式、評價等方面的科學指引，使跨學科主題單元學習有據可依、有徑可尋。

一、以主題單元為視角分析教學內容，確定跨學科單元學習主題

從主題單元的角度出發(fā)去分析、探究教學內容，進而確定跨學科單元學習主題的基本思路：首先，也是最重要的一點，站在學科整體的高度，從具體內容入手，分析并探究其背后蘊含的核心概念，并以此為中心對相關內容加以梳理和總結，進而快速有效地構建較為全面、系統且結構化的知識；其次，按照本學科新課標中關于學業(yè)水平的要求以及學生不同年齡段的學習情況，科學梳理核心素養(yǎng)的進階發(fā)展，明確辨析核心概念的學習進展及其核心節(jié)點；再次，基于教學內容的特點，充分考慮學生的實際學習狀況以及學生不同年齡段的發(fā)展需求，進而確定主題的結構分解程度和單元的大小。

義務教育物理課程是研究物質、相互作用和運動規(guī)律的一門課程，而體育則是注重人體自身，并輔以一定的健康知識、技能與方法的學習。二者都表現出基礎性、綜合性以及實踐性的特點。作為學校教育的重要構成，能夠起到促進學生德、智、體、美、勞全面發(fā)展的作用，可促進學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在跨學科融合學習過程中可以通過“整合”和“聯結”培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新、科學精神、責任擔當。以下是“立足核心素養(yǎng)進行物理、體育與健康跨學科主題單元學習設計與開發(fā)網絡圖”（如圖1所示）。

圖1 立足核心素養(yǎng)進行物理、體育與健康跨學科主題單元學習設計與開發(fā)網絡圖

物理學科從科學探究的角度進行教學，體育與健康從運動技能的角度進行教學，不同的學科視角能幫助學生更加全面、整體和動態(tài)地認識“物理與體育健康”的關系，引導學生用不同“學科眼”觀察世界、理解世界。基于以上考慮，筆者設計了以“冰雪世界里的物理奧秘”為主題的跨學科主題單元學習。

二、以核心素養(yǎng)系統規(guī)劃進階式單元，整合跨學科單元學習目標

主題單元指導下的課程教學，注重學生對核心概念的理解和把握，旨在促使他們能夠有效構建核心概念主導的結構化學科知識，學以致用，將其轉化為解決實際問題的思維方式。也就是說，學生在學習完相關單元的知識以后，能夠明確知曉或通過實際行動去完成相應的事情。以核心目標為指導，全面、系統地規(guī)劃進階式單元教學目標，根據學生不同階段的學習狀況以及個體間的差異，充分考慮實際教學內容，科學有效地開展單元教學。針對核心主題概念的理解和把握，可以從多方面綜合考慮其進階目標，如從單一維度擴展至多個維度，加深對單一維度的認知等。

針對主題單元目標的規(guī)劃，應當緊密圍繞學科核心素養(yǎng)展開，統籌知識、能力、思維以及情感等多方面的工作，明確學生最終需要達到的學習結果以及發(fā)展水平（也就是單元目標），進而針對單元目標來詳細劃分各課時的進階目標。在對不同學科整體分析的基礎上，提煉學科核心知識及其承載的教學功能與價值，挖掘出學科共通的素養(yǎng)目標；在對學情進行整體分析后，將內容承載的核心素養(yǎng)具體化，系統地設定本單元學習目標（如圖2所示），并讓目標統領整個教學過程和評價。

圖2 整合跨學科單元學習目標流程圖

（一）創(chuàng)設真實復雜的問題情境

情境1：在滑雪場上，步行者常會陷入雪中，而腳踏滑雪板的滑雪者卻不會陷下去。對此，你能提出什么問題？

你看過運動員滑冰的比賽嗎？滑冰時，運動員穿著帶冰刀的鞋子，通常情況下在冰刀的下面會出現一層水，它的作用和潤滑油一樣，它能使運動員在冰上自如地舞蹈。而在冰刀劃離冰面后，水又會快速結為冰狀。冰刀下的冰為什么會熔化？

情境2：2008 年春節(jié)前后，我國南方很多地區(qū)遭遇了罕見的雪災，公路、鐵路因路面結冰而無法使車輛正常通行。許多城市采用在路面上撒鹽的方式，使冰很快熔化來保證車輛和行人的出行安全。這樣做能防止雪水再次結冰，即在相同氣溫條件下，熔化了的冰雪不再結冰了。思考：冰的熔點能改變嗎？哪些因素會影響冰的熔點？

（二）梳理課標教學內容學業(yè)水平要求（見表1）

表1

（三）整合跨學科單元學習目標

◎觀念應用：知道增大和減小壓強的方法，并了解其在生產生活中的應用。了解和學習物質的熔點、凝固點等相關概念和知識，能運用物理狀態(tài)變化的相關知識解釋和理解自然界以及生活中存在的相關現象。

◎思維方法：通過實驗探究，理解壓強。經過對物體物理狀態(tài)變化的實驗進行探究，影響物質熔點、凝固點的因素。

◎探究實踐：設計創(chuàng)新實驗探究影響壓力作用效果的因素、影響物質凝固點的因素。學習和體驗冰雪類項目基本動作和簡單組合動作。

◎責任態(tài)度：能與同伴交流、協作完成各種探究實踐活動，樂于參與所學冰雪類項目，做到情緒穩(wěn)定，適應冰雪環(huán)境，安全參與運動，在運動中不怕摔倒，勇敢堅強。

三、以問題解決遞進設計驅動性任務，規(guī)劃跨學科單元學習內容

圍繞主題單元開展的跨學科學習，注重突破傳統的“分—總”型教學結構，避免一味地按照知識體系中知識點的順序進行教學，甚至是在學習完所有相關知識點后才學習解決綜合問題，應當以驅動重要知識產生的大問題的解決過程為線索形成教學結構。進行“立足核心素養(yǎng)進行跨學科主題單元學習設計”最有效的學習方法就是給學生搭建一個“教、學、評一體化”的學習支架。在問題驅動中推行學習任務單，在教學活動中推行學生活動單，在反饋交流中推行學生思維單，在考核評價中推行學習作品單。通過“立足核心素養(yǎng)進行跨學科主題單元學習設計”的建構與實踐，可以讓學生在實際課堂教學中真正體會到知識、學習以及思維的魅力，讓學生想學習、愛學習、會學習，學習負擔過重的問題也就會迎刃而解。

（一）聚焦單元學習目標設計驅動性任務

◎任務1.通過觀察實驗，知道增大和減小壓強的方法。知道物質的熔點、凝固點。通過查閱資料、觀看比賽，知道冰雪類項目的起源與發(fā)展、健身價值、安全行為守則等基礎知識。

◎任務2.通過探究實踐，明確影響壓力作用效果的因素和影響物質凝固點的因素。

◎任務3.學習和體驗冰雪類項目基本動作和簡單組合動作。

◎任務4.觀看不少于8 次所學冰雪類項目的比賽，說出所學冰雪類運動項目的相關動作術語。

◎任務5.展示自己與同伴一起學習的冰雪類項目基本動作和簡單組合動作。

（二）開展持續(xù)的教學評一致性活動

◎計劃活動。本次活動分三個階段完成：第一階段（校內），完成任務1、任務2。第二階段（校外），完成任務3、任務4。第三階段（校內），完成任務5。各小組交流展示學習成果，反思交流探究實踐過程中的困難和成功。

◎分工協作：實踐活動小組明確學習任務，做好分工與協作。各小組根據活動的要求以及任務的安排，制定詳細可操作的活動計劃，按照計劃做好探究實踐活動前的準備工作、合作學習冰雪類項目的基本動作和簡單的組合動作。

創(chuàng)新實驗1：紙杯站人。用一只腳很輕松就可以將一次性紙杯踩扁。將幾個紙杯放在干凈平整的地面上，將木板放在紙杯上。在同伴的幫助下，小心地站到木板上，可以看到紙杯完好無損。

紙杯承受重量的多少，跟它受到的壓強大小有關。我們站在木板上時，壓力分散到木板上，因此對紙杯的壓強變小了，紙杯也就不容易被踩扁了。

拓展實驗：挑戰(zhàn)一下，用我們提供的紙杯，承受起你的老師或家長的重力，紙杯不能被踩扁。

創(chuàng)新實驗2：棉線切冰塊

提出問題：冰刀下的冰為什么會熔化？

猜想假設：增大壓強可能會使冰的凝固點降低。

進行實驗：準備棉線、兩塊重物、一塊冰。將拴好重物的棉線放在冰上，可以觀察到線會慢慢地向冰塊的下方“切”去。如果兩塊重物的質量增加，“切”的速度會更快。

創(chuàng)新實驗3：繩子釣冰塊。將一些小冰塊放到盤子中，將細棉線平放到冰塊表面，然后用手捏一小撮食鹽，均勻撒在細棉線旁邊的冰面上，可以發(fā)現：鹽撒到冰面后，稍等片刻，拉起細棉線，冰塊被釣了上來。

（三）綜合評估學生對驅動性任務的深度理解

◎同伴交流。與同伴交流增大和減小壓強的方法，影響物質凝固點的因素。交流展示自己學習的冰雪類項目基本動作和簡單組合動作。

◎教師評價。教師給予科學的指導評價和建設意見。

◎自我反思。咨詢老師和同學，了解還有哪些雜志、書籍和網站能檢索到更豐富、更全面的資料。根據同伴與老師的評價意見，反思修正自己的動作要領。

四、以高階思維發(fā)展遷移新情境問題，開展跨學科單元學習評價。

考慮到核心素養(yǎng)注重“能夠為理解知識、研究和解決問題提供思維方式或關鍵工具，能夠科學應用于新情境，具有持久的可轉移性的應用價值”。因此，針對核心素養(yǎng)的跨學科主題單元教學評價應當密切重視學生在新情境中科學、有效解決新問題的能力，不僅要對學生已經學過的具體知識和技能進行評價，即“結論性評價”，還要圍繞核心素養(yǎng)開展單元“表現性評價”。

（一）表現性評價

表現性評價是一種注重過程的評價，是指教師讓學生在真實或模擬的生活環(huán)境中，運用先前獲得的知識解決某個新問題或創(chuàng)造某種新東西，以考查學生知識與技能的掌握程度，以及實踐、問題解決、交流合作和批判性思考等多種復雜能力的發(fā)展狀況。

在核心素養(yǎng)理念下，表現性評價方式越來越受到重視，逐漸融入學生整個學習的過程中。表現性評價是通過完成特定情境中的真實任務對人的表現能力的評價，用于表現性評價的表現性任務必須是學生使用高階思維才能完成的。

表現性評價可以以課程標準要求為基礎來評定核心素養(yǎng)的有關內容（包括觀念應用、思維方法、探究實踐、責任態(tài)度等）和評價要素。針對各評價要素的評議，要結合具體的課程主題，合理選擇幾個基本點（并非所有），確定表現性任務之后，將其詳細劃分為幾個評價標準，然后針對師生開展觀察評價，并給出一定的分數，從而完成課程學習的成績等級和評語制評價。

（二）結論性評價

結論性評價的目標是檢測學生在義務教育階段結束時的學業(yè)成就，為初中畢業(yè)和升學提供重要依據，為評價區(qū)域和學校的教學質量提供參考，為改進教學提供指導，體現立德樹人、服務選才、引導教學的評價理念。試題命制要按照“明確測評目標—預測試題的難度水平—確定測試題目的題型—明確試題情境任務—確定測試題目的評分標準”的流程來進行。

例如：“創(chuàng)新實驗2：棉線切冰塊”原創(chuàng)試題命制

（1）寒冷的天氣里，線在冰塊中切進的時候，上面切出的縫隙很快又被冰粘合了，棉線切過冰塊掉在地上后，冰塊并沒有被分裂為兩塊，仍然是一個整體。這又是為什么？

◎題型：實驗探究題

◎測試指標：探究實踐

◎試題情境：跨學科融合實驗情境

◎試題來源：原創(chuàng)

◎預估難度系數：0.50

◎適用年級：八、九年級

◎參考答案：見評分標準（見表2）

表2

命題思路：如果能夠讓學生自主創(chuàng)新實驗素材，尤其是引導學生根據自己的真實情境設計創(chuàng)新實驗，解決或解答生活中出現的“真實的問題”，而非回答老師主觀“編撰”的習題，這對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力具有極大的挑戰(zhàn)性和現實意義，可以很好引領未來物理課堂教學的走向。

（2）在下雪的季節(jié)里，和小伙伴一起玩滾雪球是一項很有趣的游戲。你可以先捏一個小雪球，然后推著這個小雪球在雪地上滾呀滾，這個小雪球就會越滾越大，最后滾成一個大大的雪球。雪球為什么會越滾越大？請你利用身邊的物品設計創(chuàng)新實驗驗證你的猜想。

◎題型：問答題、實驗探究題

◎測試指標：思維方法

◎試題情境：跨學科融合生活情境

◎試題來源：原創(chuàng)

◎預估難度系數：0.70

◎適用年級：八、九年級

◎參考答案：見評分標準（可自己嘗試制定答案和評分標準）

命題思路：立足核心素養(yǎng)進行跨學科主題單元學習可以視為一種以理解為基礎的深度學習，是學生將發(fā)展高階思維、解決實際問題作為出發(fā)點和最終目的，以綜合知識為內容，積極主動地、批判性地學習新的知識和思想，并能夠將現有知識轉移到新情境中的一種學習。

五、結語

立足核心素養(yǎng)進行跨學科主題單元學習設計，要以主題單元為視角分析教學內容，確定跨學科單元學習主題，整合跨學科單元學習目標，設計驅動性任務，規(guī)劃跨學科單元學習內容，改進教學方式和評價方式，強化活動、作業(yè)、評價規(guī)范，建立教學目標與內容、活動、作業(yè)、評價的關聯，這是跨學科教學有序組織教學內容和實踐的路線圖。要將學科、學年、學期、跨學科學習課程實施方案具體化，有效指導教師制定合適的個別化教學方案，做好專題（課時）教學設計和指向學生的學習活動設計，為跨學科學習課程的實施提供主題、目標、內容、方式、評價等方面的指引，使跨學科主題單元學習有據可依。