整合·探究·評(píng)價(jià)：跨學(xué)科深度融合的實(shí)踐研究
——以《周期蟬》跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)為例

葉曉玲 林伯韜

（1.廈門市同安區(qū)岳口小學(xué)，福建 廈門 361199；2.廈門市同安區(qū)第一實(shí)驗(yàn)小學(xué)，福建 廈門 361199）

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)突出學(xué)科知識(shí)的有機(jī)融合，直指問題的解決，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)綜合應(yīng)用知識(shí)的平臺(tái)。作為新課程改革的重要突破口之一，跨學(xué)科學(xué)習(xí)是時(shí)代發(fā)展的必然要求，也是核心素養(yǎng)導(dǎo)向下實(shí)現(xiàn)育人目標(biāo)與課程轉(zhuǎn)型的重要途徑。如何在教學(xué)中搭建一座跨學(xué)科橋梁，讓各個(gè)學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)彼此交融，使學(xué)生獲得全面發(fā)展？現(xiàn)以《周期蟬》為例，探究數(shù)學(xué)與科學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的實(shí)施策略。

一、整合——跨學(xué)科的起點(diǎn)

（一）整合內(nèi)容，指向深度

跨學(xué)科是以真實(shí)情境中的問題探索或解決為指向，對(duì)所涉及的不同學(xué)科的知識(shí)和方法進(jìn)行整合。［1］跨學(xué)科的著眼點(diǎn)不是停留在多學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的簡(jiǎn)單融合，而是對(duì)多學(xué)科思維下的思想和方法進(jìn)行深度整合，在任務(wù)式活動(dòng)中，利用跨學(xué)科思維達(dá)到解決問題的目的，通過不同學(xué)科知識(shí)的互動(dòng)，促進(jìn)師生、生生合作，充分發(fā)揮不同學(xué)科協(xié)同育人的功效。周期蟬生存于北美洲，其生命周期與普通蟬最大的不同之處在于其特殊的質(zhì)數(shù)周期——13、17，這一特殊的生命周期，使周期蟬的種群得以延續(xù)。五年級(jí)的學(xué)生通過科學(xué)課，已儲(chǔ)備生命的延續(xù)與進(jìn)化知識(shí)，了解生物進(jìn)化與環(huán)境的關(guān)系；周期蟬的生命周期之謎融合了科學(xué)與數(shù)學(xué)知識(shí)，彼此關(guān)聯(lián)又蘊(yùn)含著哲理，具有豐富的跨學(xué)科內(nèi)涵與探究?jī)r(jià)值。根據(jù)學(xué)校實(shí)際及學(xué)生學(xué)情，對(duì)周期蟬的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合，形成四個(gè)階段的主題活動(dòng)內(nèi)容（見圖1）。

圖1 “周期蟬”跨學(xué)科主題活動(dòng)內(nèi)容

（二）整合目標(biāo)，指向素養(yǎng)

在跨學(xué)科主題活動(dòng)中，制定適宜的教學(xué)目標(biāo)是課程整合的前提和重要基礎(chǔ)。［2］以目標(biāo)為導(dǎo)向，教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組構(gòu)建，挖掘教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)含的教育價(jià)值。同時(shí)，教師了解到，五年級(jí)學(xué)生已掌握倍數(shù)、因數(shù)等相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)，具有一定的數(shù)感及運(yùn)算、推理意識(shí)，能運(yùn)用訪談、調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、對(duì)比、歸納等方式開展綜合實(shí)踐研究，具備科學(xué)素養(yǎng)，有較高的觀察與實(shí)驗(yàn)探究能力。基于“周期蟬”跨學(xué)科主題活動(dòng)所具備的科學(xué)性及數(shù)學(xué)性，結(jié)合學(xué)生的學(xué)情，教師制定素養(yǎng)培育目標(biāo)如下：1.運(yùn)用觀察、記錄、查證等研究方法，經(jīng)歷探究周期蟬的實(shí)踐活動(dòng)，深化對(duì)昆蟲變態(tài)發(fā)育的認(rèn)知，培養(yǎng)科學(xué)觀念、科學(xué)思維；2.主動(dòng)運(yùn)用已有的學(xué)科知識(shí)經(jīng)驗(yàn)解決問題，經(jīng)歷實(shí)踐探究、獨(dú)立思考、合作交流的過程，形成跨學(xué)科的應(yīng)用意識(shí)與實(shí)踐能力；3.從周期蟬輻射至生命的神奇，感悟生命的生生不息，從而獲得對(duì)生命的尊重與體悟。理解周期蟬這一自然現(xiàn)象，需要綜合運(yùn)用不同領(lǐng)域的知識(shí)和方法，這是跨學(xué)科知識(shí)整合的過程，也是素養(yǎng)形成的過程。

（三）整合活動(dòng)，指向能力

《周期蟬》是一個(gè)周期較長(zhǎng)的主題式學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過對(duì)一系列活動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)整，引導(dǎo)學(xué)生在活動(dòng)中探究，在活動(dòng)中實(shí)踐，在活動(dòng)中感悟，建構(gòu)知識(shí)的整體框架。

1.從分散走向協(xié)同，深化活動(dòng)內(nèi)涵

課程改革強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生身體參與、親身經(jīng)歷，在“做中學(xué)”，自主獲取各類信息。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生設(shè)計(jì)活動(dòng)流程，自擬活動(dòng)方案，從自身的興趣與特長(zhǎng)入手，組成分工明確的幾個(gè)組別。調(diào)查組通過采訪科學(xué)教師、查閱資料等方式，了解周期蟬進(jìn)化的一生；觀察組捕捉幾只蟬定期觀察，記錄蟬的生活習(xí)性及其身體特征；文學(xué)組搜集古今中外關(guān)于蟬的作品進(jìn)行品讀；實(shí)驗(yàn)組通過馬克斯·普朗克的質(zhì)數(shù)生成器，進(jìn)一步理解周期蟬的生命智慧；視頻組嘗試將大家的研究過程以視頻的形式記錄?；顒?dòng)中，學(xué)生經(jīng)歷已有經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容的碰撞，在動(dòng)手操作中引發(fā)深度思考，深化對(duì)問題的理解，最終達(dá)成問題解決。在這一過程中，學(xué)生的協(xié)同能力與綜合能力得到鍛煉與提升。

2.從封閉走向開放，拓展活動(dòng)外延

跨學(xué)科主題活動(dòng)將主題活動(dòng)從課內(nèi)延伸至課外，延展至校外，延續(xù)至線上，探究活動(dòng)呈現(xiàn)時(shí)空、環(huán)境、內(nèi)容、形式上的開放性，使不同的學(xué)生得到不同的發(fā)展。校內(nèi)以課堂組織形式研究周期蟬的生命周期之謎，校外組織學(xué)生自主觀察、記錄蟬的生活習(xí)性；線上進(jìn)一步了解蟬的相關(guān)知識(shí)，如蟬的天敵有哪些？什么是捕食者飽和效應(yīng)？蟬應(yīng)對(duì)天敵之策有哪些等；線下一起交流學(xué)習(xí)《昆蟲記》的體會(huì)，制作思維導(dǎo)圖。超越課堂的主題活動(dòng)形式，把學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活實(shí)踐聯(lián)結(jié)在一起，學(xué)生親身體驗(yàn)應(yīng)用知識(shí)解決問題的過程，進(jìn)一步產(chǎn)生探究欲望。在主題統(tǒng)整下，多種形式的活動(dòng)相對(duì)獨(dú)立又相互依存，學(xué)生多角度觀察，多維度參與，多層次思考。豐富有趣的整合活動(dòng)，既鍛煉思維，又激發(fā)創(chuàng)造。

二、探究——跨學(xué)科的基石

（一）以問題為導(dǎo)向，上好核心概念課

跨學(xué)科教學(xué)的本質(zhì)是基于問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間的通融。［3］數(shù)學(xué)學(xué)科的跨學(xué)科活動(dòng)，注重用數(shù)學(xué)的方法解決其他學(xué)科中的數(shù)學(xué)問題。借助問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，明確核心概念，讓學(xué)生真正參與知識(shí)探究活動(dòng)，突出其主體性，幫助學(xué)生構(gòu)建牢固的、完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力?！吨芷谙s》的核心問題是：周期蟬為什么以13 或17 為生命周期？課上創(chuàng)設(shè)問題情境，從研究蟬會(huì)遭遇的天敵出現(xiàn)的年份入手，設(shè)置三次探究活動(dòng)，以問題為載體，運(yùn)用數(shù)學(xué)的研究方法，探究周期蟬的生命之謎。

1.初步探究，建立6 年蟬天敵出現(xiàn)的數(shù)學(xué)模型

問題1：假設(shè)蟬的生命周期為6 年，它會(huì)遇到幾年“出現(xiàn)一次”的天敵？

從學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)出發(fā)，讓學(xué)生有充分的思考和交流。反饋時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分別從因數(shù)、倍數(shù)的角度建立6 年蟬的數(shù)學(xué)模型，為第二次探究作好鋪墊。

2.再次探究，發(fā)現(xiàn)蟬的天敵與因數(shù)倍數(shù)相關(guān)

問題2：其他生命周期的蟬，它會(huì)遇到幾年“出現(xiàn)一次”的天敵？研究范圍為1-20 年。

這一環(huán)節(jié)，重點(diǎn)從兩方面引導(dǎo)：（1）引導(dǎo)小組如何分工，明確先分后合，省時(shí)高效；（2）引導(dǎo)觀察圖2 并發(fā)現(xiàn)規(guī)律，各小組之間互相補(bǔ)充、互相提醒，發(fā)現(xiàn)以對(duì)角線為分界線，左上為因數(shù)年份，右下為倍數(shù)年份。有6 年蟬的數(shù)學(xué)模型在先，學(xué)生積極思考、有效探究，個(gè)人的思考在團(tuán)隊(duì)中碰撞出數(shù)學(xué)智慧。

圖2 蟬會(huì)遇到幾年“出現(xiàn)一次”的天敵？

3.形成概念，探究質(zhì)數(shù)和合數(shù)的內(nèi)在特征

問題3：觀察圖2，如果你是蟬，你會(huì)選擇多少年作為自己的生命周期呢？

學(xué)生選擇的生命周期為“11”“13”“17”“19”，這些生命周期的蟬只會(huì)遭遇兩次天敵。從生活現(xiàn)象轉(zhuǎn)入數(shù)學(xué)知識(shí)研究，聚焦質(zhì)數(shù)的內(nèi)在特征——只有1 和自己本身兩個(gè)因數(shù)。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生借助圖表分析，進(jìn)一步理解質(zhì)數(shù)與合數(shù)的內(nèi)在特征。

三個(gè)問題情境構(gòu)建了一個(gè)深度學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)課堂，以問題為導(dǎo)向，誘發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)地、反思性地學(xué)習(xí)新知識(shí)。運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法研究科學(xué)之謎，體現(xiàn)課程的綜合性及學(xué)科的高度融合，學(xué)生在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)對(duì)概念的深度理解，實(shí)現(xiàn)高階思維的發(fā)展。

（二）以任務(wù)為牽引，走進(jìn)周期大世界

核心概念課的數(shù)學(xué)活動(dòng)以周期蟬為引，研究質(zhì)數(shù)、合數(shù)的內(nèi)在特征，活動(dòng)探究的領(lǐng)域跨越數(shù)學(xué)、科學(xué)學(xué)科。課后，繼續(xù)發(fā)起尋找“周期”行動(dòng)，借助任務(wù)單（見表1），引導(dǎo)學(xué)生通過上網(wǎng)查資料、查閱書籍等方式，進(jìn)一步了解周期現(xiàn)象。身邊觸手可及的時(shí)間周期、動(dòng)植物的生長(zhǎng)周期、數(shù)學(xué)中的周期以及化學(xué)周期、物理周期、經(jīng)濟(jì)周期等，都可以納入研究范疇。然后，引導(dǎo)學(xué)生將“尋找周期”的活動(dòng)成果寫成報(bào)告的形式，報(bào)告包括研究的目的、數(shù)據(jù)調(diào)查的方法、調(diào)查的結(jié)果（用圖、表、公式等方式表示）、回顧與反思、個(gè)人感想以及繼續(xù)探索的內(nèi)容等。不同角度的拓展活動(dòng)，為跨學(xué)科主題活動(dòng)的深度探索提供廣闊的平臺(tái)。

表1 尋找“周期”任務(wù)單

三、評(píng)價(jià)——跨學(xué)科的保障

綜合實(shí)踐活動(dòng)的評(píng)價(jià)應(yīng)有別于其他學(xué)科的定量評(píng)價(jià)，更側(cè)重從過程性評(píng)價(jià)和發(fā)展性評(píng)價(jià)中考核活動(dòng)中學(xué)生的成長(zhǎng)與收獲。針對(duì)跨學(xué)科特性及《周期蟬》活動(dòng)主題，結(jié)合各項(xiàng)活動(dòng)內(nèi)容，設(shè)計(jì)如下評(píng)價(jià)方案（見表2）。

表2 《周期蟬》評(píng)價(jià)方案

評(píng)價(jià)方案體現(xiàn)如下特點(diǎn)：1.評(píng)價(jià)形式多樣化。結(jié)合主題活動(dòng)的階段性進(jìn)展，《周期蟬》主題活動(dòng)主要采用描述性評(píng)價(jià)的方式，適時(shí)結(jié)合定性評(píng)價(jià)及定量評(píng)價(jià)。如對(duì)學(xué)生在小組活動(dòng)中的表現(xiàn)情況及參與度，采用描述性的定性評(píng)價(jià)，以口頭評(píng)價(jià)為主；而對(duì)學(xué)生提交的活動(dòng)報(bào)告、反思感受及活動(dòng)成果，則采取等級(jí)式的定量評(píng)價(jià)，為書面評(píng)價(jià)為主。2.評(píng)價(jià)主體多維化。教師、學(xué)生、同伴、家長(zhǎng)都可參與評(píng)價(jià)，從不同角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行多維度的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)視角更全面，評(píng)價(jià)結(jié)果更客觀。全方位的評(píng)價(jià)有助于深入了解學(xué)生的綜合表現(xiàn)，推進(jìn)活動(dòng)進(jìn)程。3.評(píng)價(jià)維度多元化。關(guān)注過程評(píng)價(jià)，關(guān)注整體評(píng)價(jià)，更關(guān)注學(xué)生的發(fā)展性評(píng)價(jià)。動(dòng)態(tài)采集學(xué)生在研究過程中的每一個(gè)方面及每一個(gè)成長(zhǎng)畫面，以悅納的眼光看待學(xué)生的表現(xiàn)和不同階段的發(fā)展。多樣化、多維化、多元化，使評(píng)價(jià)更具深度及溫度，充分體現(xiàn)多學(xué)科育人的深刻內(nèi)涵。

綜上所述，跨學(xué)科主題活動(dòng)以問題為載體，以真實(shí)任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，通過不同學(xué)科相關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)的有效聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)活動(dòng)，重在綜合、重在實(shí)踐、重在感悟，由知識(shí)本位、學(xué)科本位轉(zhuǎn)向?qū)W生本位，實(shí)現(xiàn)從“育知”到“育人”，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力，凸顯多學(xué)科協(xié)同育人的有效性。