國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐研究

孔晶 楊媛 廖倩 劉家亮

摘要：近年來(lái)，跨學(xué)科學(xué)習(xí)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，但研究者在其內(nèi)涵、學(xué)科整合本質(zhì)及實(shí)踐路徑等方面尚未達(dá)成共識(shí)。為此，文章聚焦國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中學(xué)科整合、項(xiàng)目實(shí)施、目標(biāo)達(dá)成三大問(wèn)題，采用系統(tǒng)性文獻(xiàn)綜述法梳理分析。研究發(fā)現(xiàn)：相關(guān)課程和廣域課程是目前學(xué)科整合的兩大模式，相關(guān)課程是基于學(xué)科大概念、結(jié)合學(xué)生生活形成問(wèn)題，廣域課程是基于學(xué)生真實(shí)生活，結(jié)合自然生態(tài)、社會(huì)熱點(diǎn)、科技產(chǎn)品等形成問(wèn)題，技術(shù)和工程是實(shí)現(xiàn)學(xué)科整合的關(guān)鍵途徑；基于項(xiàng)目、問(wèn)題、探究、設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)均是開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐的常用模式，但相對(duì)而言，國(guó)外強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，國(guó)內(nèi)較為關(guān)注產(chǎn)品創(chuàng)新思維；學(xué)生對(duì)STEM學(xué)科的理解、態(tài)度、學(xué)科素養(yǎng)、21世紀(jì)技能、自我效能感、自信心、STEM職業(yè)興趣等是研究者所普遍關(guān)注的培養(yǎng)目標(biāo)。文章通過(guò)研究，旨在為一線教師打破傳統(tǒng)思維模式、提升教學(xué)法和技術(shù)整合能力以深入開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐提供支持。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科學(xué)習(xí)；STEM教育；基礎(chǔ)教育；系統(tǒng)性文獻(xiàn)綜述

【中圖分類(lèi)號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009—8097（2024）06—0063—08?【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2024.06.007

一 研究背景

傳統(tǒng)教育視域下涇渭分明、條塊分割的知識(shí)體系在一定程度上造成了學(xué)科邊界的靜止，學(xué)科間融合存在封閉和僵化現(xiàn)象，學(xué)科內(nèi)教學(xué)更多的是向?qū)W生傳授記憶或?qū)嵺`單一的知識(shí)與技能，但教育的目標(biāo)重在培養(yǎng)學(xué)生解決真實(shí)生活中復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力。近幾十年來(lái)，我國(guó)的教育改革一直致力于打破傳統(tǒng)教育范式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生要經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、建構(gòu)知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程^[1]，倡導(dǎo)學(xué)生能夠像科學(xué)家一樣善于發(fā)現(xiàn)和探究、像工程師一樣精于設(shè)計(jì)和創(chuàng)造。正是對(duì)人才培養(yǎng)的要求和與之配套的系列改革舉措推動(dòng)了跨學(xué)科學(xué)習(xí)在我國(guó)的迅速發(fā)展。跨學(xué)科學(xué)習(xí)，又稱STEM教育或STEAM教育，強(qiáng)調(diào)學(xué)生能夠以跨學(xué)科的思維方式解決真實(shí)生活中的復(fù)雜問(wèn)題^[2]、關(guān)注學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過(guò)程體驗(yàn)^[3]。思維培養(yǎng)是跨學(xué)科學(xué)習(xí)有別于傳統(tǒng)單一學(xué)科教學(xué)的首要目標(biāo)^[4]，由此跨學(xué)科學(xué)習(xí)也是幫助學(xué)生“體會(huì)學(xué)科思想方法”“習(xí)得學(xué)科思維能力”的重要路徑。

研究發(fā)現(xiàn)，相較于我國(guó)教育研究者關(guān)于跨學(xué)科學(xué)習(xí)所形成的多維理論研究成果而言，中小學(xué)一線教師對(duì)于跨學(xué)科學(xué)習(xí)課程開(kāi)發(fā)、主題設(shè)計(jì)、教學(xué)設(shè)計(jì)等仍處于“茫然探索”之中^[5]，一線跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐更多只是用到了其他學(xué)科的知識(shí)或情境^[6]，或是將多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行“拼盤(pán)式”的混合^[7]等。究其原因，一方面跨學(xué)科學(xué)習(xí)相關(guān)的研究成果雖然較多，但其理論性、學(xué)術(shù)性、抽象性較強(qiáng)，并且呈碎片化特征，缺乏一致性和系統(tǒng)性，相關(guān)界定也較為寬泛并帶有不確定性^[8]，不易為一線教師所內(nèi)化，尤其是能夠分析如何將STEM教育融入教學(xué)實(shí)踐以對(duì)一線教師提供有效指導(dǎo)的研究成果相對(duì)較少^[9]；另一方面，單一學(xué)科背景的一線教師缺乏對(duì)其他學(xué)科領(lǐng)域的了解，在工程、技術(shù)等領(lǐng)域更是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法分辨工程設(shè)計(jì)和科學(xué)探究的異同^[10]，甚至缺少跨學(xué)科概念及教學(xué)法等方面的知識(shí)，導(dǎo)致其在重構(gòu)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)、開(kāi)展項(xiàng)目學(xué)習(xí)等跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)^[11]。義務(wù)教育新課標(biāo)頒布后，各地教育機(jī)構(gòu)、一線學(xué)校等紛紛組織學(xué)科教師開(kāi)展新課標(biāo)解讀培訓(xùn)，但對(duì)于究竟如何開(kāi)展中小學(xué)學(xué)科教學(xué)中的跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐，一線學(xué)校及學(xué)科教師仍存在較大困惑?；诖?，為深入回答“中小學(xué)學(xué)科教學(xué)中跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐究竟如何開(kāi)展”這一問(wèn)題，本研究將采用系統(tǒng)性文獻(xiàn)綜述法對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)在國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的實(shí)證研究文獻(xiàn)進(jìn)行梳理與分析，以探求基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐的開(kāi)展路徑。

二 研究設(shè)計(jì)

1 研究問(wèn)題

本研究關(guān)注國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域所開(kāi)展的跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐，具體研究問(wèn)題包括：①國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中各學(xué)科如何整合？②國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐具體如何實(shí)施？③國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐主要關(guān)注學(xué)生哪些目標(biāo)維度的達(dá)成？

2 文獻(xiàn)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

為得到能回答研究問(wèn)題的文獻(xiàn)，本研究通過(guò)以下條件對(duì)初步獲取的文獻(xiàn)進(jìn)行篩選：①研究領(lǐng)域須是基礎(chǔ)教育領(lǐng)域（K-12），排除職業(yè)教育、高等教育、特殊教育等研究情境；②必須是實(shí)證研究或有跨學(xué)科實(shí)踐案例的呈現(xiàn)，排除綜述性質(zhì)、純理論探討的文章；③有明確闡述跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐的完整過(guò)程，排除僅是碎片化舉例且舉例沒(méi)有呈現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐完整過(guò)程的文章。

3 文獻(xiàn)檢索策略

文獻(xiàn)檢索分國(guó)內(nèi)和國(guó)外數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)檢索選擇中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的8本教育技術(shù)學(xué)CSSCI期刊和1本基礎(chǔ)教育領(lǐng)域CSSCI期刊，分別為《中國(guó)電化教育》《電化教育研究》《開(kāi)放教育研究》《現(xiàn)代教育技術(shù)》《現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育》《現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究》《中國(guó)遠(yuǎn)程教育》《遠(yuǎn)程教育雜志》《課程·教材·教法》，檢索關(guān)鍵詞定為“STEM+STEAM+跨學(xué)科”。國(guó)外文獻(xiàn)檢索選擇國(guó)際上比較流行的Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索關(guān)鍵詞為“STEM OR STEAM OR Interdisciplinary OR Integrated STEM education OR STEM Integration”AND“K-12 OR Primary School OR Secondary School”AND“Empirical Research OR Project OR Case?OR?Practice”，檢索語(yǔ)種為英文。鑒于我國(guó)教育部2016年6月發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》政策文件第一次提及跨學(xué)科學(xué)習(xí)，為便于國(guó)內(nèi)外對(duì)比分析，本研究將國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)和國(guó)外數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)檢索的起止年限均設(shè)為2016年1月～2023年1月。

教學(xué)模式

4 數(shù)據(jù)篩選

國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)數(shù)據(jù)篩選情況如圖1所示。首先，基于選定關(guān)鍵詞在對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，其中國(guó)內(nèi)共計(jì)檢索出358篇無(wú)重復(fù)文獻(xiàn)，國(guó)外共計(jì)檢索出328篇無(wú)重復(fù)文獻(xiàn)；然后，通過(guò)分步瀏覽文獻(xiàn)題目、摘要以及全文等，按照文獻(xiàn)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行剔除；最后，納入最終分析的國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)27篇，國(guó)外文獻(xiàn)26篇。

5 數(shù)據(jù)抽取

本研究借助知網(wǎng)研學(xué)管理文獻(xiàn)，利用Excel工具抽取文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，包括研究背景、案例主題、主題確定方式、案例類(lèi)型、關(guān)聯(lián)學(xué)科、學(xué)段、實(shí)踐成果、教法、時(shí)長(zhǎng)、評(píng)價(jià)及研究核心觀點(diǎn)、尚存在問(wèn)題等。最終納入分析的53篇文獻(xiàn)中，小學(xué)案例28個(gè)（國(guó)內(nèi)16個(gè)，國(guó)外12個(gè)），初中案例17個(gè)（國(guó)內(nèi)6個(gè)，國(guó)外11個(gè)），高中案例8個(gè)（國(guó)內(nèi)5個(gè)，國(guó)外3個(gè)）。由此可以看出，國(guó)內(nèi)跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐主要集中在小學(xué)，初中和高中相對(duì)較少；國(guó)外跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐主要集中在小學(xué)和初中，高中相對(duì)較少。另外，國(guó)外26篇文獻(xiàn)中，美國(guó)14個(gè)，澳大利亞6個(gè)，馬來(lái)西亞2個(gè)，土耳其、泰國(guó)、印度尼西亞、塞浦路斯各1個(gè)。

6 研究方法

本研究采用系統(tǒng)性文獻(xiàn)綜述法對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和分析。相對(duì)于傳統(tǒng)文獻(xiàn)綜述所凸顯的主觀性和偏見(jiàn)而言，系統(tǒng)性文獻(xiàn)綜述法能夠利用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)和多種檢索與分析技術(shù)，全面而準(zhǔn)確地掌握某一專(zhuān)題研究的進(jìn)展^[12]。為系統(tǒng)且準(zhǔn)確獲取能夠回答研究問(wèn)題的文獻(xiàn)資料，本研究采用Moher等^[13]提出的PRISMA指南進(jìn)行文獻(xiàn)的梳理和分析，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)及關(guān)鍵詞選取、文獻(xiàn)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)確定、文獻(xiàn)篩選和分析、文獻(xiàn)分析框架設(shè)計(jì)四個(gè)階段。

三 結(jié)果與討論

1 國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中各學(xué)科如何整合

相對(duì)于分科教學(xué)而言，跨學(xué)科視域下的學(xué)科整合是研究者關(guān)注的重點(diǎn)，也是跨學(xué)科學(xué)習(xí)倡導(dǎo)者努力的方向。學(xué)科整合可以將學(xué)科知識(shí)與個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、生活實(shí)際相聯(lián)系，給予學(xué)生豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。但學(xué)科整合并不代表一種具體的課程設(shè)計(jì)或教學(xué)設(shè)計(jì)模式，美國(guó)馬里蘭州州立大學(xué)的Herschbach^[14]認(rèn)為STEM隱含了課程整合的設(shè)計(jì)，從課程整合的視角將STEM歸納為相關(guān)課程和廣域課程兩種模式，其中相關(guān)課程模式仍將各學(xué)科作為獨(dú)立學(xué)科，但在教學(xué)及學(xué)習(xí)內(nèi)容的安排上注重各學(xué)科彼此之間的聯(lián)系；廣域課程模式不再?gòu)?qiáng)調(diào)獨(dú)立學(xué)科的存在，而是將所有學(xué)科內(nèi)容整合至一個(gè)新的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，問(wèn)題的解決需要綜合運(yùn)用到不同學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容。從這個(gè)視角來(lái)看，國(guó)內(nèi)外共計(jì)53篇文獻(xiàn)所提及的跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐案例中，相關(guān)課程模式案例28個(gè)（國(guó)內(nèi)15個(gè)，國(guó)外13個(gè)），廣域課程模式案例25個(gè)（國(guó)內(nèi)12個(gè)，國(guó)外13個(gè)），由此可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)外中小學(xué)一線教師對(duì)兩種模式導(dǎo)向下的跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐均有深入探索。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，“藝術(shù)”在國(guó)內(nèi)實(shí)踐中較為凸顯，尤其體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，如會(huì)打招呼的機(jī)器人^[15]、小紅鷹氣象站^[16]等，相應(yīng)產(chǎn)品均有強(qiáng)調(diào)“藝術(shù)”元素。但“技術(shù)”“工程”在國(guó)外實(shí)踐中較為凸顯，尤其是相關(guān)課程模式對(duì)應(yīng)的13個(gè)實(shí)踐案例中，3個(gè)是“技術(shù)”支持的學(xué)科實(shí)踐案例，如創(chuàng)造仿生機(jī)器人^[17]；4個(gè)是“工程”支持的學(xué)科實(shí)踐案例，如設(shè)計(jì)DNA模型^[18]；6個(gè)是“技術(shù)”“工程”等共同支持的學(xué)科實(shí)踐案例，如設(shè)計(jì)水循環(huán)模型^[19]。這一現(xiàn)狀應(yīng)與美國(guó)頒布的《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)，該標(biāo)準(zhǔn)將工程和技術(shù)教育完全整合到科學(xué)教育中^[20]。技術(shù)或工程設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)學(xué)科整合的關(guān)鍵途徑，其可以建立科學(xué)、數(shù)學(xué)中的概念和實(shí)踐之間的聯(lián)系^[21]，為在各學(xué)科之間找到交叉點(diǎn)和建立連接提供機(jī)會(huì)^[22]。正如Shaughnessy^[23]指出的，STEM教育是利用數(shù)學(xué)和科學(xué)的概念與程序，結(jié)合工程學(xué)的團(tuán)隊(duì)合作和設(shè)計(jì)方法，并使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)解決問(wèn)題。

具體到學(xué)科整合方式，余勝泉等^[24]提出了學(xué)科知識(shí)整合、生活經(jīng)驗(yàn)整合、學(xué)習(xí)者中心整合三種取向。Moore等^[25]認(rèn)為有“內(nèi)容整合”和“情境整合”兩種方式。其中，“內(nèi)容整合”和“學(xué)科知識(shí)整合”的內(nèi)涵具有一致性，即尋找不同學(xué)科知識(shí)之間的連接點(diǎn)與整合點(diǎn)，形成“大概念”，每一門(mén)學(xué)科都是理解這個(gè)“大概念”的關(guān)鍵?！扒榫痴稀笔抢闷渌麑W(xué)科為所要學(xué)習(xí)的學(xué)科提供一個(gè)有意義、相關(guān)且有學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的情境。但夏雪梅^[26]指出，只是用到其他學(xué)科的知識(shí)或情境并不是真正意義上的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，借助其他學(xué)科的知識(shí)共同解決問(wèn)題以產(chǎn)生整合性理解，或在真實(shí)的問(wèn)題解決過(guò)程中有意識(shí)地學(xué)習(xí)不同學(xué)科的知識(shí)并創(chuàng)造性地整合形成成果才可稱為跨學(xué)科學(xué)習(xí)。文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，相關(guān)課程模式首先要考慮的要素是課程內(nèi)容。教師需要在理解任教學(xué)科內(nèi)容、把握學(xué)科大概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生真實(shí)生活提出問(wèn)題，繼而融入其他學(xué)科的知識(shí)技能和思維方法，如技術(shù)、工程等尋求問(wèn)題解決方案。廣域課程模式下的跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)則是從學(xué)生的真實(shí)生活出發(fā)，結(jié)合生態(tài)、環(huán)境、生物多樣性等自然界問(wèn)題（如蜜蜂的困境^[27]），或結(jié)合國(guó)際、國(guó)家等全球視域下的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題（如長(zhǎng)途步行^[28]），或結(jié)合科學(xué)技術(shù)、工程技術(shù)等解決真實(shí)生活中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制作問(wèn)題（如設(shè)計(jì)火星車(chē)^[29]、會(huì)打招呼的機(jī)器人^[30]）等進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上協(xié)同各學(xué)科知識(shí)和技能以進(jìn)行問(wèn)題的解決。

2國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐具體如何實(shí)施

教法和學(xué)法的使用是決定學(xué)生在科目中參與和成功的主要因素^[31]。跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)真實(shí)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決、知識(shí)的建構(gòu)和運(yùn)用。文獻(xiàn)中提及的跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐案例所采用的教學(xué)模式如圖2所示，其中國(guó)外基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)等跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐案例中較多滲透有工程設(shè)計(jì)的思維。

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)在國(guó)內(nèi)外跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中應(yīng)用頻率最高，其搭建了知識(shí)與實(shí)踐之間的橋梁，能讓學(xué)生基于真實(shí)生活中的問(wèn)題學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí)^[32]。文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于國(guó)內(nèi)而言，工程設(shè)計(jì)、基于問(wèn)題、基于探究的學(xué)習(xí)等在國(guó)外跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中有廣泛應(yīng)用。真實(shí)的動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解^[33]，而工程設(shè)計(jì)可以找到學(xué)科之間的交叉點(diǎn)并建立連接^[34]，如工程設(shè)計(jì)的過(guò)程需用到科學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科中的概念^[35]，并建立科學(xué)、數(shù)學(xué)中概念和實(shí)踐之間的聯(lián)系^[36]。由此可見(jiàn)，工程設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)學(xué)科整合的關(guān)鍵途徑，提供了解決跨學(xué)科領(lǐng)域中各種問(wèn)題的系統(tǒng)方法^[37]。相對(duì)于基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)而言，基于問(wèn)題、基于探究的學(xué)習(xí)更為強(qiáng)調(diào)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別分析，形成問(wèn)題解決的序列模塊，建立問(wèn)題解決模型，確定問(wèn)題解決方案并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估和決策^[38]，如蜜蜂的困境、長(zhǎng)途步行等案例均凸顯了面向復(fù)雜問(wèn)題解決的基本序列。另外，規(guī)模問(wèn)題也是區(qū)分基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)和基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)的關(guān)鍵要素，基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)往往持續(xù)時(shí)間較短，而基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)活動(dòng)則發(fā)生在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)^[39]。

基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)在國(guó)內(nèi)跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中有頻繁應(yīng)用，主要依托Kolodner等^[40]提出的“基于設(shè)計(jì)的科學(xué)探究學(xué)習(xí)循環(huán)模型”，包括“設(shè)計(jì)/再設(shè)計(jì)”和“調(diào)查/探索”兩個(gè)循環(huán)?；谠O(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)是讓學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)^[41]，但相對(duì)于基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)而言，基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)更為強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)性和迭代性^[42]，強(qiáng)調(diào)通過(guò)物化制品及反饋使學(xué)生的推理過(guò)程具體化^[43]，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)基于設(shè)計(jì)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐集中在計(jì)算思維、創(chuàng)造力等方面的提升以及“藝術(shù)”在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的體現(xiàn)。另外，國(guó)內(nèi)基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)更強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)思維，依托斯坦福大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院提出的五階段設(shè)計(jì)思維模型進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐或在五階段的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的變式^[44]。

此外，國(guó)內(nèi)研究者基于學(xué)習(xí)進(jìn)階、知識(shí)建構(gòu)、游戲化學(xué)習(xí)等理論提出了基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的STEM教育模式^[45]、基于知識(shí)建構(gòu)的一般過(guò)程^[46]、游戲化學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)框架DMP^[47]等。

3國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育領(lǐng)域跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐主要關(guān)注學(xué)生哪些目標(biāo)維度的達(dá)成

明確跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)校推進(jìn)相關(guān)實(shí)踐的關(guān)鍵。STEM整合輸出成果在于加深、拓寬學(xué)生對(duì)STEM學(xué)科的理解及增強(qiáng)對(duì)STEM學(xué)科的興趣^[48]。Bybee^[49]提出STEM素養(yǎng)包括概念理解、操作技能以及解決與STEM相關(guān)的個(gè)人、社會(huì)、全球問(wèn)題的能力，關(guān)聯(lián)知識(shí)、能力、態(tài)度等多維度。楊彥軍等^[50]從知能、情意、價(jià)值三個(gè)維度分析STEM素養(yǎng)結(jié)構(gòu)，提出STEM素養(yǎng)結(jié)構(gòu)金字塔模型，并將知能維度的STEM素養(yǎng)劃分為STEM學(xué)科基礎(chǔ)知能、STEM學(xué)科核心素養(yǎng)、STEM共同核心素養(yǎng)三層內(nèi)容。有研究者將STEM素養(yǎng)定義為一種能夠識(shí)別、應(yīng)用和整合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)概念，從而進(jìn)行創(chuàng)新、解決真實(shí)世界復(fù)雜問(wèn)題的能力^[51]，也正是在這一復(fù)雜問(wèn)題解決的過(guò)程中，學(xué)生可同步達(dá)成對(duì)STEM及相關(guān)學(xué)科的理解、發(fā)展“21世紀(jì)技能”。

文獻(xiàn)提及的跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐所關(guān)注的學(xué)生目標(biāo)均覆蓋知識(shí)、能力、態(tài)度等維度，但相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注存在差異性：①問(wèn)題解決能力、溝通能力、協(xié)作能力、批判性思維、創(chuàng)造力、團(tuán)隊(duì)合作等21世紀(jì)技能及科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、計(jì)算思維等學(xué)科核心素養(yǎng)得到了國(guó)內(nèi)外的共同關(guān)注。相對(duì)而言，協(xié)作、溝通能力在國(guó)外實(shí)踐中提及較多，即合作、協(xié)作學(xué)習(xí)能夠促進(jìn)個(gè)人成就^[52]。但合作學(xué)習(xí)中的群體沖突和工作負(fù)荷會(huì)影響學(xué)生的過(guò)程性體驗(yàn)^[53]，且自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)的學(xué)生存在學(xué)習(xí)困難。因此，作為引導(dǎo)者的教師是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要因素之一，需要基于學(xué)生的學(xué)習(xí)行為提供即時(shí)性反饋^[54]。②計(jì)算思維培養(yǎng)在國(guó)內(nèi)實(shí)踐中較為凸顯，且對(duì)于其指標(biāo)的分析均來(lái)自Korkmaz等^[55]開(kāi)發(fā)的計(jì)算思維量表，但其所包含的指標(biāo)表述稍有差異，如張屹等^[56]將計(jì)算思維界定為包含創(chuàng)造力、邏輯思維、批判性思維、問(wèn)題解決、協(xié)作學(xué)習(xí)等；李幸等^[57]將計(jì)算思維界定為創(chuàng)造力、算法思維、批判性思維、問(wèn)題解決、協(xié)作思維五個(gè)維度等。③國(guó)外較多研究者關(guān)注跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中學(xué)生STEM領(lǐng)域各學(xué)科知識(shí)的習(xí)得情況，如學(xué)生設(shè)計(jì)Bee-Bot機(jī)器人行走過(guò)程中對(duì)于道路安全方面知識(shí)的理解^[58]、學(xué)生對(duì)蜜蜂在食品生產(chǎn)中重要性的了解和認(rèn)識(shí)^[59]等。④STEM態(tài)度、興趣也是國(guó)內(nèi)外跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐所關(guān)注的熱點(diǎn)。相關(guān)指標(biāo)基于Mahoney^[60]開(kāi)發(fā)的STEM態(tài)度調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括意識(shí)、能力感知、價(jià)值、傾向等維度。自我效能感、自信心的評(píng)估在國(guó)外跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中有所涉及^[61]；國(guó)內(nèi)有研究者則關(guān)注到學(xué)生對(duì)于STEM職業(yè)的興趣，相關(guān)指標(biāo)改編自Mahoney^[62]的《STEM職業(yè)抱負(fù)量表》。

四 結(jié)語(yǔ)

作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)的踐行者，一線教師對(duì)于跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)涵的理解、學(xué)科整合本質(zhì)的把握以及跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐的明晰是有效推進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。而相較于一線教師開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐所形成的案例，盡管在眾多方面仍未達(dá)成統(tǒng)一共識(shí)，但研究者關(guān)于跨學(xué)科學(xué)習(xí)已經(jīng)形成了較為豐碩的理論研究成果。對(duì)于一線教師而言，如何將這些學(xué)術(shù)化研究成果轉(zhuǎn)為對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐的支撐和指引尤為重要，這對(duì)于單一學(xué)科背景下的教師而言極具挑戰(zhàn)性。本研究采用系統(tǒng)性文獻(xiàn)綜述法，從國(guó)內(nèi)外跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐的視角進(jìn)行文獻(xiàn)的梳理和分析，可為一線教師提供更多的案例參考且所形成的成果更易于為一線教師所吸收和內(nèi)化。國(guó)內(nèi)外跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐均正在進(jìn)行時(shí)，但有效路徑仍在探尋，亟需一線教師突破傳統(tǒng)思維模式，提升教學(xué)法與技術(shù)整合能力，以推動(dòng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐的進(jìn)一步深入。這需要一線教師具備創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新實(shí)踐的勇氣，以及跨學(xué)科的知識(shí)儲(chǔ)備和靈活運(yùn)用的能力，以幫助學(xué)生更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

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Research on Interdisciplinary Learning Practice in Basic?Education at Home and Abroad

——Based on Systematic Literature Review

KONG Jing¹?YANG?Yuan¹LIU Jia-Liang^{2[Corresponding Author]}

（1. Department of Humanities and Education， Foshan University， Foshan，?Guangdong， China?528000;2. Center of Education Technology and Information， Guangdong Medical University， Dongguan， Guangdong， China?523808）

Abstract：In recent years， interdisciplinary learning?has become a hot spot and focus in the field of learning science?at home and abroad. However， researchers?have not reached a consensus on its connotation， the essence of disciplinary?integration and the implementation path. Therefore， focusing on three major problems of discipline integration， project implementation and goal achievement in the interdisciplinary learning practice of basic education， this paper adopted the systematic literature review method to tease and analyze. It was found that the?relevant curricula and the broad-fields curricula were currently the two main models for disciplinary?integration. The relevant curricula formed problems based on the broad concept of disciplines and combine with students?life， while broad-fields curricula formed problems based on students?real life and combined with natural ecology， social hot spots， and technological products， etc， and?technology?and?engineering?were the key ways?to integrate different disciplines. Learning based on project， problem， inquiry and design were the common modes to carry out interdisciplinary learning practice. However， generally speaking， engineering design practice was emphasized in foreign countries， while product innovation thinking was paid more attention in China. Researchers generally focused on the cultivation goals of students?understanding， attitude to STEM disciplines， disciplinary?literacy， 21st century skills， self-efficacy， self-confidence，?and?interest in STEM career， etc.?Through research， it was expected?to provide support for frontline teachers to break traditional thinking patterns， improve the teaching method and technology integration ability， and carry out in-depth interdisciplinary learning practice.

Keywords：interdisciplinary learning; STEM education;?basic education; systematic literature review

*基金項(xiàng)目：本文為國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金“十三五”規(guī)劃2020年度教育學(xué)一般課題“在線教學(xué)的深度互動(dòng)與精準(zhǔn)評(píng)價(jià)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：BCA200090）的階段性研究成果。

作者簡(jiǎn)介：孔晶，副教授，博士，研究方向?yàn)榭鐚W(xué)科學(xué)習(xí)、技術(shù)支持的教與學(xué)，郵箱為280033460@qq.com。

編輯：小時(shí)