二十年來我國中學理科課程跨學科研究現(xiàn)狀及展望

劉佳麗 郭晨躍 張靜

【摘 要】以中國知網(wǎng)2003—2022年的中學理科課程跨學科研究論文為對象，通過文獻計量法和內(nèi)容分析法分析發(fā)現(xiàn)：我國早期理科課程的跨學科教育主要源自STEM理念，跨學科教學模式以問題式學習為主，跨學科評價缺少對跨學科實踐的關(guān)注。未來，中學理科課程跨學科研究應(yīng)突出跨學科的主題化內(nèi)涵，注重跨學科的項目化教學模式，加強跨學科的表現(xiàn)性評價。

【關(guān)鍵詞】跨學科；中學理科課程；研究現(xiàn)狀

一、引言

跨學科的理論與實踐研究源自20世紀20年代。1926年，美國著名心理學家伍德沃斯（R. S. Woodworth）首次提出跨學科的概念。直到20世紀80年代初，跨學科這一概念才首次傳入我國。

我國中等教育十分關(guān)注跨學科教學，綜合課程、學科融合、項目式學習、跨學科主題學習等綜合多學科知識的教學層出不窮。《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》規(guī)定，在高中綜合實踐活動課程中安排研究性學習活動，以指導學生開展跨學科學習的項目研究。［1］《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》（以下簡稱“新課程方案”）規(guī)定，各門課程用不少于10%的課時設(shè)計跨學科主題學習。［2］隨著上述課程文件的頒布實施，跨學科研究持續(xù)深入，相關(guān)研究成果日益增多。

本文基于中國知網(wǎng)（CNKI）的高級文獻檢索功能，將時間范圍設(shè)定為2003—2022年，以“跨學科”為主題詞，以“北大核心”及“CSSCI”為文獻來源，在文獻分類中選擇“中等教育”進行檢索。隨后，通過閱讀文獻標題和摘要，剔除與科學、物理、化學、生物、地理等5門中學理科課程無關(guān)的研究，選定符合主題的154篇文獻作為研究對象進行內(nèi)容分析。

二、計量分析

（一）總體趨勢分析

文章發(fā)表趨勢與該主題內(nèi)容的受關(guān)注程度及研究程度成正相關(guān)［3］。跨學科主題發(fā)文量趨勢顯示，2016年以前相關(guān)研究數(shù)量較少；隨著《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》對高中綜合實踐活動課程提出明確要求，國內(nèi)對跨學科的研究熱度呈逐年上漲趨勢，2018年的發(fā)文量達到2015年的5倍；隨著新課程方案對跨學科主題學習提出明確要求，2022年跨學科研究的發(fā)文量再次顯著增加。（見圖1）

（二）文獻來源分布

研究發(fā)現(xiàn)，我國中學理科跨學科研究論文來源的刊物主要分為學科類期刊、教育綜合類期刊和高校學報等三個類型。如圖2所示，2021年之前，學科類期刊中的《化學教學》和《地理教學》是刊發(fā)跨學科研究論文數(shù)量排在前兩位的刊物，其次是《生物學教學》和《化學教育》，《物理教師》和《物理教學》刊發(fā)跨學科論文較少，均僅有2篇。2022年，《地理教學》和《生物學教學》仍在持續(xù)關(guān)注跨學科研究，《物理教師》《全球教育展望》《課程·教材·教法》等對跨學科的關(guān)注度明顯提高，發(fā)文篇數(shù)均有了大幅度的增加。

三、研究現(xiàn)狀

根據(jù)對文獻內(nèi)容的分析，本文將現(xiàn)有研究歸納為跨學科內(nèi)涵澄明、跨學科教學模式構(gòu)建以及跨學科評價研究等三個方面。

（一）跨學科內(nèi)涵澄明

跨學科的理論發(fā)展較為迅速，很多與跨學科相似的概念被相繼提出，如多學科與超學科等。這些概念的內(nèi)涵特征有相似之處，但在本質(zhì)上是存在差別的。其中，多學科強調(diào)學科間的并置和排序，跨學科強調(diào)學科間的融合與銜接，而超學科指超越學科邊界，進行學科重組并發(fā)展新的解釋體系（見圖3）［4］?？鐚W科軟化了學科邊界，不限于單一學科，提倡整合多學科的方法和手段來解決實際問題。

理科課程的跨學科教育主要源自STEM理念，強調(diào)理科工程思維的問題驅(qū)動性以及跨學科整合性。STEM整合了科學、工程、數(shù)學和技術(shù)這四門學科領(lǐng)域的知識，通過解決實際問題培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。這種整合具有的情境性、實踐性和跨學科性，是一種跨學科學習的范式?？鐚W科中的學科類別界定與STEM類似，但又不限于STEM強調(diào)的四門學科。我國學者提出的較有代表性的跨學科內(nèi)涵如表1所示。

由表1可見，前期研究者認為跨學科跟學科交叉融合的內(nèi)涵（見圖4）相似，即跨學科是在某一學科教學過程中引入其他相關(guān)學科的知識概念和方法去解決問題，更強調(diào)單一學科。自新課程方案和新版義務(wù)教育理科類課程標準頒布以來，為改變我國一直以來單科教學的傳統(tǒng)，研究者主張跨學科與學科交叉融合存在差異，認為跨學科是基于學生對學科學習發(fā)展的需求，立足學科本位，強調(diào)主題學習，通常以某個任務(wù)為主題，運用并整合不同學科的知識和方法，開展綜合實踐學習［9］，旨在理解、解決問題（見圖5）。如物理新課標中提到，選取跨學科實踐的課題，既要立足于物理課程內(nèi)容，又要跨出物理學科［10］。只有堅持學科立場，才能“跨出”本學科知識的視野，將學習內(nèi)容拓展到其他學科及社會性科學議題中，圍繞科學、技術(shù)、社會、環(huán)境等主題進行跨學科實踐探究，借助其他學科的工具解決問題，從而實現(xiàn)學科“外跨”，體現(xiàn)綜合性和實踐性。如化學新課標設(shè)立“化學與社會”跨學科實踐學習主題，安排了調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域新能源、新材料的應(yīng)用等活動。

隨著新課程方案和新課標的頒布，研究者對跨學科內(nèi)涵的理解不斷更新，并且正在逐漸趨向統(tǒng)一，這有利于促進教師建構(gòu)準確的跨學科立場，明確跨學科教學“教什么”和“如何教”的問題，從而促進學生更好地開展跨學科實踐并有效培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

（二）跨學科教學模式構(gòu)建

近年來，為了更加有效地實施跨學科整合課程，進一步培育學生的核心素養(yǎng)，跨學科教學模式不斷涌現(xiàn)，包括問題式學習、項目式學習、探究式學習和設(shè)計式學習。四種跨學科教學模式的文獻分布情況如圖6所示。

由圖6可知，問題式學習是我國理科課程跨學科的主流教學模式，相關(guān)研究數(shù)量占比高達62%。問題式學習強調(diào)在有意義的復雜問題情境中設(shè)計學習活動，通過學生合作解決實際問題，促進學生理解與建構(gòu)所學知識，從而形成解決問題的技能［11］。該模式側(cè)重培養(yǎng)學生解決問題的能力，如有研究者提出，從某個學科的角度出發(fā)提出問題，在探究活動的過程中引入其他學科解決問題，從而拓寬學生的橫向思維能力［12］。

其次是項目式學習，相關(guān)研究數(shù)量占比為30%。項目式學習以實踐性項目為中心，將跨學科內(nèi)容和思維能力發(fā)展與實際生活環(huán)境相聯(lián)系［11］。該模式側(cè)重培養(yǎng)學生的合作能力，如有研究者嘗試讓學生通過小組合作學習，在任務(wù)解決的過程中運用并整合多學科知識，提升科學思維能力［13］。

探究式學習和設(shè)計式學習的相關(guān)研究最少，僅各占4%。探究式學習指基于對科學探究的理解，創(chuàng)設(shè)促進學生認知、情感發(fā)展的教學情境，讓學生動手動腦主動獲取科學知識，發(fā)展探究能力［14］。該模式側(cè)重培養(yǎng)學生的探究式學習能力，如有研究者以生活和社會問題為中心，設(shè)計跨學科的探究學習活動，幫助學生形成豐富多樣且互相關(guān)聯(lián)的探究學習體驗［15］。設(shè)計式學習通過課程學習讓學生學會設(shè)計，是以問題解決為目標的學習模式［16］。該模式側(cè)重培養(yǎng)學生的合作能力和創(chuàng)新能力，如有研究者基于雙循環(huán)探究模型，建構(gòu)了整合計算思維的STEM工程設(shè)計教學模式［17］。

目前，我國跨學科教學主要采用問題式學習和項目式學習模式。實際上，不同教學模式對于學生素養(yǎng)的發(fā)展各有側(cè)重，但同時也各有局限。例如，項目式學習耗時較長，需要學生利用課后時間完成，具有較強的挑戰(zhàn)性；設(shè)計式學習已在國外得到廣泛使用，經(jīng)常出現(xiàn)在STEM課程的工程設(shè)計方法中，但國內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，本土化應(yīng)用還有待進一步完善。

（三）跨學科評價研究

現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)多方面評價在跨學科中至關(guān)重要。為了給予學生更全面的評價，有研究者設(shè)計了多維度的評價方式，例如高瀟怡［18］嘗試從學習目標的知識、技能、實踐和情感等四個維度來對跨學科教學進行評價。因其面向?qū)W生素養(yǎng)的培育，貫徹了教、學、評一致性的理念，故本文基于這一維度劃分，對跨學科評價類研究進行分析（見表2）。統(tǒng)計跨學科評價涉及的維度時，如果某篇文獻涉及多方面的評價，則在相應(yīng)維度上分別計入1篇。

表2 跨學科評價維度的定義及相關(guān)研究分布情況

[維度 定義 篇數(shù) 占比 知識 指結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化的概念，以及連接多個學科的交叉概念或一般概念，包括基本概念、基礎(chǔ)原理、跨學科知識的關(guān)聯(lián)以及整合建構(gòu)的大概念等 10 30.3% 技能 指學習者做某事的能力，包括交流技能、使用信息與技術(shù)的技能、整合知識的技能和學科技能（如物理實驗操作技能）等 14 42.4% 實踐 指學習者能夠?qū)⑺鶎W的知識和技能聯(lián)系起來，并運用到實際的問題解決中去，包括解決問題的能力、合作精神和創(chuàng)新意識等 3 9.1% 情感 涉及學習者的情感領(lǐng)域，包括態(tài)度、信念、動機、興趣及價值觀等 6 18.2% ]

研究結(jié)果表明，跨學科評價研究更多關(guān)注技能與知識。其中，跨學科技能評價研究占42.4%，說明國內(nèi)跨學科教學開始關(guān)注學習者的技能，如有研究者采用過程性評價表，根據(jù)學生課堂上的化學實驗操作、表達交流等表現(xiàn)檢測教學效果［19］?？鐚W科知識評價研究占30.3%，如有研究者設(shè)計項目反思卡，引導學生對項目內(nèi)容、結(jié)果、開展過程進行回顧和整理［20］。涉及跨學科情感評價的研究占18.2%，如有研究者運用表現(xiàn)性評價，考查學生對地理知識的理解與應(yīng)用程度，學生地理能力的發(fā)展狀況，以及學生情感、態(tài)度、價值觀及核心素養(yǎng)的形成等［21］。而跨學科實踐評價的研究最少，僅有9.1%，如有研究者以形成性評價為主，從問題導向的探究、邏輯推理、團隊合作等維度來評價中學生探究學習的效果［15］。

當前，跨學科評價研究開始逐漸關(guān)注學生素養(yǎng)的發(fā)展，強調(diào)在真實情境中開展多元評價。評價的內(nèi)容主要涉及學生積累的知識、參與的態(tài)度、掌握的方法、展示的成果、收獲的情感、合作精神、解決問題的能力以及創(chuàng)新意識等，但評價的環(huán)節(jié)往往是對概念知識和作品進行隱性評價，很少有詳細的評價方案和量規(guī)。

四、總結(jié)與展望

（一）突出跨學科的主題化內(nèi)涵

跨學科意味著對傳統(tǒng)學科觀的顛覆。傳統(tǒng)學科觀認為，每個學科都有其獨立的研究對象和獨特的研究方法。近年來，隨著跨學科教學在義務(wù)教育階段的逐漸興起和相關(guān)研究的逐漸豐富，關(guān)于跨學科教學能否取代分科教學的探討也已出現(xiàn)。實質(zhì)上，跨學科教學是在分科教學的基礎(chǔ)上實施的，兩者相互促進，跨學科教學是不可能也不應(yīng)該完全取代分科教學的。

新課程方案規(guī)定，各學科應(yīng)用不少于本學科總課時10%的時間來開展跨學科主題學習（實踐活動）［2］，比如地理新課標首次加入跨學科主題學習，生物新課標也設(shè)立了“生物學與社會”跨學科實踐學習主題等。目前，有不少教師認為跨學科就是各學科的“拼盤”，在教學中一味地堆砌不同學科的知識內(nèi)容，這與跨學科實踐的教學目標背離。［9］與單一學科學習不同，跨學科主題學習一般是圍繞真實情境中的問題、任務(wù)和項目來展開的，首先要將實際學習問題轉(zhuǎn)化為大概念，再用大概念統(tǒng)攝，去確定各學科不同的學習主題。理科新課標特別強調(diào)學科大概念在教學中的統(tǒng)攝作用，注重基于大概念來整體設(shè)計單元教學，如科學、化學新課標中突出了關(guān)鍵概念和跨學科大概念［22］。實踐中，需采用基于學科又超越學科的教學方式，以避免拼盤式的跨學科主題學習對知識學習的忽視［23］。未來，跨學科教學要在跨越單一學科的基礎(chǔ)上，圍繞核心主題進行教學設(shè)計并實施，著眼于對真實問題的理解和解決，突出跨學科的主題化內(nèi)涵。

（二）注重跨學科的項目化教學

跨學科教學模式意味著對傳統(tǒng)教學觀的顛覆。傳統(tǒng)教學觀認為，教師是教學的主體，是知識的傳授者，注重單向的知識傳遞。在新課程改革的理念下，教師在進行跨學科教學時，要及時轉(zhuǎn)變教學觀念，不能滿足于讓學生掌握基本知識，還要注重培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。

新課程方案提出，推進綜合學習的課程實施方案，倡導教師積極開展項目化學習等綜合性教學活動。［2］這些要求有助于促進教育教學觀念的轉(zhuǎn)變，使教學觀從知識本位轉(zhuǎn)向素養(yǎng)本位。教師應(yīng)以學生為中心，以發(fā)展學生的能力素養(yǎng)為鵠，研制更適切的跨學科教學模式，更好地培養(yǎng)學生的必備品格和關(guān)鍵能力。在當前各學科的教學實踐中，跨學科問題式學習最為常見，其結(jié)合學生的實際能力水平來設(shè)計問題，更容易形成有梯度、分階段的學習進程。但問題式學習的缺點在于設(shè)計的問題可能會脫離現(xiàn)實，問題解決的實用價值會受到一定限制。此外，問題式學習對于實際操作能力的培養(yǎng)略顯不足。項目式學習可以有效改善問題式學習存在的缺陷，未來應(yīng)更加注重對跨學科項目式學習模式的研究。與此同時，目前我國跨學科的本土化研究相對薄弱，大多是套用國外的教學理論，缺乏具有中國特色、反映中國實情的理論思辨與實踐探索。未來，需要加強對跨學科理論及實踐的本土化研究，基于跨學科本質(zhì)內(nèi)涵和新時代人才培養(yǎng)目標，結(jié)合我國基礎(chǔ)教育階段學生的能力水平與特點，探索出適合我國教育新形勢的跨學科教學模式。

（三）加強跨學科的表現(xiàn)性評價

跨學科評價體系意味著對傳統(tǒng)評價觀的顛覆。傳統(tǒng)評價觀認為，學生考試的分數(shù)即其能力的外在表現(xiàn)，強調(diào)終結(jié)性評價，重視甄別和選拔。在新課程改革理念下，教師應(yīng)革新評價觀念，改變應(yīng)試教育背景下形成的以考核書本知識掌握程度為主的課程考核評價觀。教師、研究者應(yīng)依據(jù)新課程方案提出的素養(yǎng)目標，著力探索考核學生的知識技能掌握，發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題的能力，學習態(tài)度及價值觀等多方面發(fā)展情況的表現(xiàn)性評價。

新課程方案指出，加強知識學習與學生生活、社會間的聯(lián)系，關(guān)注典型行為表現(xiàn)，推進表現(xiàn)性評價；對跨學科實踐堅持以過程性評價為主［2］。如物理新課標設(shè)立的跨學科實踐學習主題側(cè)重體現(xiàn)物理學與日常生活、工程實踐、社會發(fā)展等方面的聯(lián)系。不同于常規(guī)教學，跨學科實踐具有活動性、開放性的特點，評價跨學科實踐教學應(yīng)指向?qū)W生的過程表現(xiàn)以及素養(yǎng)習得，這正是表現(xiàn)性評價的關(guān)鍵所在。表現(xiàn)性評價通過關(guān)鍵表現(xiàn)和物化成果來考核學生在實踐活動中的探究學習、問題解決以及溝通合作等能力；實現(xiàn)了從“考知識”到“考素養(yǎng)”的轉(zhuǎn)變，突破了傳統(tǒng)評價形式的局限，進而推動跨學科實踐教學質(zhì)量診斷工具的開發(fā)［9］。未來，跨學科的評價研究應(yīng)關(guān)注跨學科實踐，加強表現(xiàn)性評價。

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