如何開展不同“跨度”的學(xué)科實踐

世界本就是一個整體，面對復(fù)雜問題，系統(tǒng)思維與多元視角至關(guān)重要?；A(chǔ)教育階段的教學(xué)需打破學(xué)科壁壘，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科能力，使其更好地應(yīng)對現(xiàn)實世界中的挑戰(zhàn)?！读x務(wù)教育課程方案（2022年版）》強調(diào)加強綜合課程建設(shè)、實施跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，并建議至少將10%課時用于跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動。筆者認(rèn)為，課程是實施跨學(xué)科實踐的基石，教師應(yīng)依據(jù)學(xué)科間“跨度”的大小，設(shè)計相應(yīng)的學(xué)科實踐活動。

跨學(xué)科實踐的兩種“跨度”。一線教師應(yīng)以國家課程為主體，結(jié)合地方課程、校本課程開展跨學(xué)科實踐。由于問題復(fù)雜程度各異，跨學(xué)科交叉的寬度與深度亦有不同。教師的跨學(xué)科實踐主要包括兩類：一是“微交叉”，即在學(xué)科內(nèi)自然融入其他學(xué)科的知識或技能，以解決具體問題；二是“多學(xué)科融合”，需全面調(diào)動多學(xué)科知識，經(jīng)系統(tǒng)思考與設(shè)計，探索復(fù)雜問題的完整解決路徑。筆者稱前者為“小跨”，體現(xiàn)學(xué)科間的細(xì)微交集；后者為“大跨”，強調(diào)綜合應(yīng)用多學(xué)科核心知識，以解決系統(tǒng)性難題?？梢?，跨學(xué)科學(xué)習(xí)的“跨度”與活動的設(shè)計難度大致成正比。教師可將“小跨”融入日常教學(xué)，采用多樣化的教學(xué)方式達(dá)成課程目標(biāo)?！按罂纭眲t更適合項目式學(xué)習(xí)，往往會經(jīng)歷任務(wù)拆解到作品完成的全過程，教師應(yīng)專門預(yù)留出系統(tǒng)課時。

基于具體情境的學(xué)科“微交叉”。在人教版“碳和碳的氧化物”單元教學(xué)中，筆者設(shè)計了以“低碳行動之碳足跡探秘”為主題的學(xué)習(xí)任務(wù)，涵蓋“二氧化碳從哪里來”“二氧化碳到哪里去”“如何實現(xiàn)碳循環(huán)”三條任務(wù)線。學(xué)生通過分析和討論溫室效應(yīng)及其影響，認(rèn)識到碳達(dá)峰、碳中和的必要性，并初步掌握了減少排放、促進(jìn)吸收這兩大降碳路徑。在第一個任務(wù)中，學(xué)生要從碳元素守恒的角度理解二氧化碳產(chǎn)生及相關(guān)化學(xué)反應(yīng)。在第二個任務(wù)中，筆者通過強化控制變量的實驗思想，幫助學(xué)生在二氧化碳的性質(zhì)與用途之間建立起聯(lián)系，并思考促進(jìn)二氧化碳吸收的有效途徑。在第三個任務(wù)中，學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)與日常生活的緊密聯(lián)系，在角色代入中思考如何開展低碳行動，逐漸養(yǎng)成節(jié)能低碳的環(huán)保意識，并加深對可持續(xù)發(fā)展的理解。其中，在“二氧化碳到哪里去”的任務(wù)中，筆者自然地融入了生物學(xué)的光合作用和碳氧轉(zhuǎn)化的知識；在制訂低碳方案時，融入了道德與法治學(xué)科中關(guān)于公民社會責(zé)任的教學(xué)。這一教學(xué)實例展示了以化學(xué)學(xué)科為主導(dǎo)的“微交叉”跨學(xué)科實踐方法。

基于“項目式學(xué)習(xí)”的STEM課程。筆者曾帶領(lǐng)團隊開發(fā)STEM課程，即“設(shè)計月球基地空氣循環(huán)系統(tǒng)”。該課程圍繞“系統(tǒng)與模型、結(jié)構(gòu)與功能”的核心概念展開，旨在解決如何在載人月球基地中構(gòu)建自循環(huán)、自監(jiān)測的空氣系統(tǒng)這一關(guān)鍵問題。以此為驅(qū)動，我們探究了系統(tǒng)的構(gòu)成、結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)聯(lián)，以及物質(zhì)循環(huán)與監(jiān)測的實現(xiàn)途徑。在設(shè)計情境時，深入探討了月球基地的特有挑戰(zhàn)，包括環(huán)境狀況、日氧氣需求量、常規(guī)與緊急供氧策略，以及如何利用3D軟件構(gòu)建系統(tǒng)模型等。同時，我們關(guān)注氣體濃度與流速的精準(zhǔn)監(jiān)測方法。項目實施過程中，不局限于調(diào)用單一學(xué)科知識，而是隨著任務(wù)的深入，靈活融合物理、化學(xué)、生物、信息技術(shù)及工程等多領(lǐng)域知識，確保學(xué)習(xí)過程既連貫又綜合，實現(xiàn)跨學(xué)科的深度融合。這一過程不僅能提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)能力與工程思維，還能促進(jìn)其綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

教師要秉持以多學(xué)科知識解決真問題的意識，不斷更新知識體系、優(yōu)化教學(xué)，幫助學(xué)生增強面對未來世界的能力。

【本文系北京市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度青年專項課題“基于項目式學(xué)習(xí)的初中航天類STEM課程開發(fā)與實施策略研究”（課題編號：CDCA2020123）研究成果】