[摘要] 通過(guò)具體實(shí)踐案例,剖析了當(dāng)前跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中存在的“拼盤(pán)式”“混搭式”“花瓶式”問(wèn)題;提煉了跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的整合性、真實(shí)性、體驗(yàn)性、合作性和挑戰(zhàn)性等核心特征;在遵循課程標(biāo)準(zhǔn)給出的三類(lèi)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際,創(chuàng)造性梳理了探究類(lèi)、設(shè)計(jì)類(lèi)、服務(wù)類(lèi)、體驗(yàn)類(lèi)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)類(lèi)型與活動(dòng)內(nèi)容;構(gòu)建了跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)和實(shí)施的“四維五環(huán)”學(xué)習(xí)模型;探索了跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)有效開(kāi)展的提升跨學(xué)科素養(yǎng)、組建研究共同體、整合多方教育資源、利用現(xiàn)代信息技術(shù)等支持系統(tǒng)。
[關(guān)鍵詞] 核心素養(yǎng);新課標(biāo);初中生物學(xué);跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)
《義務(wù)教育課程方案(2022年版)》明確要求:“推進(jìn)綜合學(xué)習(xí)……積極開(kāi)展主題化、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等綜合性教學(xué)活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生舉一反三、融會(huì)貫通,加強(qiáng)知識(shí)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),促進(jìn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化?!辈⒁?guī)定,各學(xué)科用不少于本學(xué)科總課時(shí)的10%開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)(實(shí)踐)活動(dòng)。據(jù)此,《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課標(biāo)”)全面優(yōu)化了課程內(nèi)容結(jié)構(gòu),專(zhuān)門(mén)設(shè)立了“生物學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)”學(xué)習(xí)主題。跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的重要性不言而喻。那么,實(shí)際教學(xué)中跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)現(xiàn)狀如何?跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)有哪些核心特征?如何實(shí)施及評(píng)價(jià)?需要哪些支持系統(tǒng)?本文旨在提高對(duì)義務(wù)教育生物學(xué)課程中跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的理解,以促進(jìn)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的高質(zhì)量開(kāi)展。
一、如何:跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的現(xiàn)狀透視
案例1:蘋(píng)果主題活動(dòng)
語(yǔ)言藝術(shù)課:閱讀有關(guān)蘋(píng)果的故事,編寫(xiě)充滿創(chuàng)意的有關(guān)蘋(píng)果的故事,然后通過(guò)彩蛋畫(huà)的方式講述;藝術(shù)課:收集蘋(píng)果樹(shù)葉,制作樹(shù)葉拼貼畫(huà);科學(xué)課:觀察蘋(píng)果,解剖蘋(píng)果;學(xué)習(xí)蘋(píng)果的形成過(guò)程;音樂(lè)課:學(xué)唱有關(guān)蘋(píng)果的歌曲;數(shù)學(xué)課:按比例制作蘋(píng)果醬;勞動(dòng)課:實(shí)地考察當(dāng)?shù)氐奶O(píng)果園。
案例中,圍繞“蘋(píng)果”這個(gè)主題,進(jìn)行了各學(xué)科的關(guān)聯(lián),學(xué)生參與了各種各樣的動(dòng)手操作活動(dòng),極大激發(fā)了興趣,可謂內(nèi)容豐富,形式新穎。透過(guò)繁復(fù)的表面,冷靜地思考一下,涉及的多個(gè)學(xué)科內(nèi)容,無(wú)非是以“蘋(píng)果”為幌子拼湊聚合在一起,學(xué)生并沒(méi)有獲得概念性的深刻理解,也無(wú)法進(jìn)行遷移運(yùn)用,因而只是多學(xué)科,不是真正的跨學(xué)科。正如艾倫·雷普克在《如何進(jìn)行跨學(xué)科研究》中所說(shuō),多學(xué)科通常指兩門(mén)及以上學(xué)科并置在一起,如同“水果沙拉”??鐚W(xué)科是回答問(wèn)題、解決問(wèn)題、處理問(wèn)題的進(jìn)程,這些問(wèn)題太寬泛、太復(fù)雜,靠單門(mén)學(xué)科不足以解決,需要綜合運(yùn)用兩個(gè)或兩個(gè)以上學(xué)科,共同整合見(jiàn)解,以構(gòu)建更全面的認(rèn)識(shí),達(dá)成不可分割的深度理解,就像各自打成汁,形成一杯“混合果汁”。
案例2:制作生物進(jìn)化樹(shù)
進(jìn)化樹(shù)又稱(chēng)“系統(tǒng)樹(shù)”“系譜樹(shù)”,簡(jiǎn)明地表示了生物的進(jìn)化歷程和親緣關(guān)系。學(xué)習(xí)完“生物進(jìn)化的歷程”一節(jié)后,老師布置給學(xué)生自選材料,制作平面或者立體的進(jìn)化樹(shù)模型。學(xué)生們可謂創(chuàng)意頻出,有的用紙板把教材上的進(jìn)化樹(shù)放大,用不同的顏色進(jìn)行標(biāo)注;有的用彩色太空泥捏成教材上的進(jìn)化樹(shù)各個(gè)分枝,再貼上代表物種的圖片;有的用鐵絲和各色電線制成立體的樹(shù)。作品交流展示環(huán)節(jié),學(xué)生們著重介紹了制作材料、制作工藝的創(chuàng)新,逼真的造型贏得大家一致的稱(chēng)贊。
案例中,進(jìn)化樹(shù)的制作活動(dòng)安排在各種生物類(lèi)群和生物進(jìn)化的歷程之后,學(xué)生們“轟轟烈烈”的制作過(guò)程,無(wú)非是按照教材上進(jìn)化樹(shù)機(jī)械地“純手工”模擬,以選材的新穎和造型的形象生動(dòng)為目的,既沒(méi)有對(duì)各生物類(lèi)群特征的理解學(xué)習(xí),也缺乏生物進(jìn)化規(guī)律的領(lǐng)悟、生物學(xué)重要概念的構(gòu)建,難以經(jīng)歷科學(xué)家那樣的思考。實(shí)施過(guò)程中,沒(méi)有設(shè)計(jì)和規(guī)劃,沒(méi)有完善和迭代,缺少滿足“客戶”需要的考量,簡(jiǎn)單機(jī)械地照方取藥,依葫蘆畫(huà)瓢,也就無(wú)法體現(xiàn)工程學(xué)思維和像工程師一樣的設(shè)計(jì)。
分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)下教學(xué)中的跨學(xué)科實(shí)踐存在“拼盤(pán)式”現(xiàn)象,各學(xué)科之間并無(wú)核心問(wèn)題和重要概念的貫穿和統(tǒng)領(lǐng),停留于不同學(xué)科輪流教學(xué)層面,學(xué)科之間的邊界清晰可見(jiàn);存在“混搭式”現(xiàn)象,教師強(qiáng)行在學(xué)科之間“拉郎配”與“搭橋”,內(nèi)容邏輯混亂,缺乏復(fù)雜性問(wèn)題和挑戰(zhàn)性任務(wù),學(xué)生無(wú)法完成深度體驗(yàn)和深度參與;存在“花瓶式”現(xiàn)象,看上去很熱鬧,但目標(biāo)不明確,只是為活動(dòng)而活動(dòng),而不考慮為什么要這樣做,教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過(guò)程相脫節(jié),有趣但沒(méi)料,華而不實(shí)。
二、何謂:跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的核心特征
1.整合性??鐚W(xué)科是跨學(xué)科實(shí)踐的重要特點(diǎn),意味著跨越了學(xué)科的邊界,超越了某一學(xué)科的知識(shí)范疇、研究范式,將重心放到某個(gè)特定的問(wèn)題上,對(duì)多學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行整合運(yùn)用。事實(shí)上,科學(xué)各領(lǐng)域的界線很難絕對(duì)地劃分,研究?jī)?nèi)容存在著交叉融合和共同的規(guī)律,同時(shí),現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題的復(fù)雜性,也關(guān)乎多個(gè)領(lǐng)域和學(xué)科,如生態(tài)環(huán)境保護(hù)、健康的生活等,需要利用生物學(xué)、物理、化學(xué)和地理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。正是在綜合利用各學(xué)科知識(shí)、概念解決真實(shí)問(wèn)題的跨學(xué)科實(shí)踐過(guò)程中,促進(jìn)了跨學(xué)科概念的理解和形成,培養(yǎng)了學(xué)生的跨學(xué)科素養(yǎng),這種“隱形”的素養(yǎng)使學(xué)生受益終身。
2.真實(shí)性。跨學(xué)科強(qiáng)調(diào)知識(shí)學(xué)習(xí)與生活的聯(lián)系,以解決真實(shí)生活情境中的難題、真實(shí)生活中的問(wèn)題為旨?xì)w。真實(shí)的生活情境、真實(shí)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)、真實(shí)的方案或產(chǎn)品,既增強(qiáng)了學(xué)生完成任務(wù)的動(dòng)力和意愿,有助于學(xué)生將對(duì)學(xué)科整合的理解遷移到真實(shí)問(wèn)題的解決中,使得學(xué)習(xí)富有生活價(jià)值。更重要的是,跨學(xué)科實(shí)踐項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中習(xí)得的知識(shí)和能力,并非傳統(tǒng)特定課堂中那樣僅用以應(yīng)付考試,而是可以在人類(lèi)世界中真實(shí)使用的;其運(yùn)用的思維方式是真實(shí)的,鍛煉的解決問(wèn)題的思路在現(xiàn)實(shí)生活中是可以遷移的。
3.體驗(yàn)性??鐚W(xué)科實(shí)踐活動(dòng)需要學(xué)生經(jīng)歷觀察、動(dòng)手操作、分析推理、反思評(píng)價(jià)等過(guò)程,重視學(xué)生沉浸其中的感官體驗(yàn)、思維體驗(yàn)、情感體驗(yàn)等身心體驗(yàn),這種深度卷入與代入,讓“動(dòng)手”“動(dòng)腦”“動(dòng)情”同時(shí)發(fā)生,是學(xué)生成長(zhǎng)中不可或缺的寶貴經(jīng)歷和財(cái)富。這種體驗(yàn)性學(xué)習(xí)也給學(xué)生帶來(lái)新的感覺(jué)、新的刺激,讓不同學(xué)習(xí)類(lèi)型的學(xué)生都有各自表現(xiàn)專(zhuān)長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)的機(jī)會(huì),從而提高自信和自尊,形成成長(zhǎng)型思維,尤其對(duì)那些原本缺乏學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生具有更大吸引力和促進(jìn)意義。
4.合作性??鐚W(xué)科實(shí)踐項(xiàng)目涉及范圍可能相對(duì)廣泛,問(wèn)題的解決可能并沒(méi)有一個(gè)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)答案,通常需要持續(xù)一段時(shí)間,因此可以鼓勵(lì)學(xué)生組建團(tuán)隊(duì),各自承擔(dān)一定的角色和責(zé)任。在小組合作完成項(xiàng)目的過(guò)程中,成員在分工行動(dòng)的同時(shí),還需要進(jìn)行多次充分的溝通與交流。觀點(diǎn)的碰撞與激蕩,能夠促進(jìn)基于問(wèn)題解決的知識(shí)重構(gòu)與再創(chuàng)造,推動(dòng)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。在此過(guò)程中,學(xué)生還能學(xué)會(huì)與不同個(gè)性特征的成員相處,學(xué)會(huì)面對(duì)不同觀點(diǎn)時(shí)做到合理取舍,學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作顧全大局,學(xué)會(huì)直面挑戰(zhàn)承擔(dān)責(zé)任。與此同時(shí),實(shí)踐活動(dòng)中,難免要經(jīng)歷失敗、經(jīng)歷痛苦,也培養(yǎng)了學(xué)生堅(jiān)韌頑強(qiáng)的品質(zhì)和積極面對(duì)挫折的勇氣。這些品格賦予了他們從容應(yīng)對(duì)人生的底氣,正是人一生中最寶貴的。
5.挑戰(zhàn)性??鐚W(xué)科實(shí)踐活動(dòng)情境具有開(kāi)放性、復(fù)雜性、整體性,通常涉及多門(mén)學(xué)科知識(shí)、方法和技術(shù),需要學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)思維多角度地分析問(wèn)題,相對(duì)于結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的單一學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí),顯然具有更大的挑戰(zhàn)性。對(duì)教師而言,過(guò)去往往在現(xiàn)有課程設(shè)計(jì)下組織教學(xué),有相對(duì)固定的步驟和模式,學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果通過(guò)考試直接獲取,而跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了較大的空間,教師難以按照事先的設(shè)計(jì)按部就班地開(kāi)展教學(xué),降低了教學(xué)中的掌控感和決策力,不論對(duì)自身的學(xué)術(shù)視野還是項(xiàng)目管理能力,都提出了新挑戰(zhàn)。
三、是何:跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的類(lèi)型與內(nèi)容
新課標(biāo)指出:“本學(xué)習(xí)主題包括模型制作、植物栽培和動(dòng)物飼養(yǎng)、發(fā)酵食品制作三類(lèi)跨學(xué)科。通過(guò)本主題的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)生物學(xué)與社會(huì)的關(guān)系,能夠理解科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的相互關(guān)系,并嘗試運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)和方法,通過(guò)設(shè)計(jì)和制作,解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題或生產(chǎn)特定的產(chǎn)品,發(fā)展核心素養(yǎng)?!毙抡n標(biāo)共推薦了3類(lèi)11項(xiàng)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)項(xiàng)目,這3類(lèi)主要依據(jù)活動(dòng)內(nèi)容的不同設(shè)置,相對(duì)而言與課程內(nèi)容結(jié)合密切。教學(xué)實(shí)踐中,還可以根據(jù)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的主要形式分為探究類(lèi)、設(shè)計(jì)類(lèi)、服務(wù)類(lèi)、體驗(yàn)類(lèi)等。各類(lèi)型活動(dòng)的特點(diǎn)為:
1.探究類(lèi):探究類(lèi)實(shí)踐活動(dòng)以觀察、實(shí)驗(yàn)、測(cè)量等為主要活動(dòng)形式,遵循科學(xué)探究的一般過(guò)程,即強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題、形成假設(shè)、設(shè)計(jì)并實(shí)施方案、獲得證據(jù)、形成結(jié)論、表達(dá)交流等,重視對(duì)科學(xué)方法、實(shí)證意識(shí)及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、批判質(zhì)疑等科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。
2.設(shè)計(jì)類(lèi):設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)踐活動(dòng)要求學(xué)生運(yùn)用合適的材料、工具、技術(shù)或方法等,創(chuàng)造性地提出想法、方案,親自動(dòng)手動(dòng)腦制作并經(jīng)過(guò)完善迭代,形成物化的模型、裝置,重視成果展示和交流,積極反思和評(píng)價(jià)。
3.服務(wù)類(lèi):服務(wù)類(lèi)實(shí)踐活動(dòng)以志愿服務(wù)、公益活動(dòng)等為主要活動(dòng)形式,強(qiáng)調(diào)學(xué)生在服務(wù)他人的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身知識(shí)、方法、能力的提高和態(tài)度提升,形成社會(huì)參與意識(shí)。比如,垃圾分類(lèi)與再利用、安全用藥社區(qū)宣傳服務(wù)、倡導(dǎo)低碳生活創(chuàng)造綠色社區(qū)等。
4.體驗(yàn)類(lèi):體驗(yàn)類(lèi)實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生參與生物學(xué)相關(guān)的職業(yè)體驗(yàn),旨在幫助學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程,獲得相應(yīng)的真切認(rèn)知與情感體悟,加深對(duì)自我世界、生活世界、職業(yè)世界和社會(huì)發(fā)展的理解,并將這樣的理解與學(xué)生未來(lái)發(fā)展相聯(lián)系,擴(kuò)展人生規(guī)劃。
當(dāng)然,跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中常常同時(shí)涉及多種活動(dòng)形式,它們彼此關(guān)聯(lián),都是學(xué)生解決真實(shí)問(wèn)題的有效載體,教師需要根據(jù)活動(dòng)主題、內(nèi)容、問(wèn)題等合理實(shí)施。在具體實(shí)踐中,需要立足新課標(biāo),結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際,將“生物學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”學(xué)習(xí)主題與其他學(xué)習(xí)主題的重要概念和學(xué)習(xí)活動(dòng)有機(jī)整合并統(tǒng)籌規(guī)劃(以主題二為例,如下表),確保跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)落到實(shí)處。
四、何為:跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)本質(zhì)上是學(xué)生通過(guò)實(shí)踐的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)的活動(dòng)。它以學(xué)科核心知識(shí)為基礎(chǔ),聚焦重要概念,創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境,通過(guò)挑戰(zhàn)性問(wèn)題或任務(wù)的設(shè)計(jì),有效整合跨學(xué)科內(nèi)容,以此促進(jìn)學(xué)生在深度體驗(yàn)與問(wèn)題解決過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)核心知識(shí)的獲得和核心素養(yǎng)發(fā)展的融合統(tǒng)一。初中生物學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)應(yīng)遵循學(xué)科立場(chǎng)和跨學(xué)科立場(chǎng),依據(jù)工程學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程,學(xué)習(xí)模型的設(shè)計(jì)與實(shí)施具體如下圖所示。
1.確定項(xiàng)目主題??鐚W(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)不是從項(xiàng)目或活動(dòng)開(kāi)始,而是從期待學(xué)生理解和掌握的核心知識(shí)出發(fā)。教師依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的重要概念,借助教材內(nèi)容確認(rèn)核心知識(shí)和技能,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際或圍繞現(xiàn)實(shí)生活和社會(huì)發(fā)展熱點(diǎn)問(wèn)題,從多學(xué)科的角度觀察、思考和分析問(wèn)題,挖掘、選取有教育意義的情景素材,將其改造成跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng),以達(dá)成知識(shí)與素養(yǎng)兼得。例如新冠疫情肆虐期間,在搶救危重或重癥患者的過(guò)程中,呼吸機(jī)和ECMO是重要的醫(yī)療設(shè)備,尤其是呼吸機(jī)成為延續(xù)患者生命的“救命稻草”。其實(shí),呼吸機(jī)的工作原理與“人體生活需要外界空氣”一節(jié)中呼吸運(yùn)動(dòng)的原理基本相似。據(jù)此,我們選取了社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題“呼吸機(jī)的工作原理”作為項(xiàng)目背景,依據(jù)新課標(biāo)重要概念“人體通過(guò)呼吸系統(tǒng)與外界進(jìn)行氣體交換”,確定了“呼吸運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)與制作”跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)。
2.設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題??鐚W(xué)科實(shí)踐活動(dòng)以問(wèn)題解決為中心,自然需要整合問(wèn)題解決所必要的多學(xué)科核心知識(shí)與方法。項(xiàng)目實(shí)施時(shí),需要將核心知識(shí)用問(wèn)題的方式表現(xiàn)出來(lái)。問(wèn)題有兩類(lèi),一類(lèi)是直接指向核心知識(shí)中重要概念的本質(zhì)問(wèn)題,這類(lèi)問(wèn)題偏抽象和宏觀。另一類(lèi)是將本質(zhì)問(wèn)題拆分后契合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)、激發(fā)學(xué)生主動(dòng)投入的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題。通過(guò)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題串聯(lián)相關(guān)的知識(shí),將概念學(xué)習(xí)和實(shí)踐有機(jī)融合,推動(dòng)思維能力的提升。例如,依據(jù)重要概念“人體通過(guò)呼吸系統(tǒng)與外界進(jìn)行氣體交換”,結(jié)合跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)“呼吸運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)與制作”要求,提出本質(zhì)問(wèn)題:人體如何實(shí)現(xiàn)肺與外界的氣體交換?于此,完成制作模型需要拆分細(xì)化為:胸廓和胸腔如何組成;呼吸運(yùn)動(dòng)的原理;人體胸廓與肺、膈肌的位置關(guān)系;肺容積與肺內(nèi)壓的關(guān)系等驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題。
3.制訂活動(dòng)方案。學(xué)生設(shè)計(jì)、策劃并開(kāi)展調(diào)查,整理收集的數(shù)據(jù),基于實(shí)證數(shù)據(jù)從他們提出的若干方案中選擇最佳的解決方案,并制訂計(jì)劃來(lái)實(shí)施這一解決方案。活動(dòng)或?qū)嵤┓桨傅闹朴啠梢試@項(xiàng)目主題將跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)分解為若干驅(qū)動(dòng)性的任務(wù),在完成這些任務(wù)的過(guò)程中,驅(qū)動(dòng)學(xué)生的觀察、設(shè)計(jì)、制作、調(diào)查、合作等實(shí)踐行為,從而將跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)性任務(wù)轉(zhuǎn)化為可操作的實(shí)施步驟。在“呼吸運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目中,教師首先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)任務(wù)進(jìn)行必要的知識(shí)學(xué)習(xí),如通過(guò)觀察人體骨骼模型和人體胸腔內(nèi)器官的模型,了解胸廓的組成,分清胸廓、胸腔與肺的位置關(guān)系;通過(guò)測(cè)量同一病人吸氣完成的瞬間和呼氣完成的瞬間的CT影片,了解胸骨與脊柱、兩側(cè)肋骨之間的距離變化及膈頂?shù)奈恢米兓⒂涗洈?shù)據(jù)。通過(guò)分析數(shù)據(jù),明確呼吸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程與骨的位置、骨與骨之間的距離變化,以及膈肌頂部的上、下變化有關(guān),幫助學(xué)生建構(gòu)制作模型的知識(shí)體系。之后,小組內(nèi)進(jìn)行頭腦風(fēng)暴,提出模型制作方案,并畫(huà)出草圖;再依據(jù)草圖向同伴說(shuō)明和解釋自己的想法,小組內(nèi)交流與分享,進(jìn)一步完善方案。
4.項(xiàng)目實(shí)施與迭代。依據(jù)解決方案實(shí)施計(jì)劃,學(xué)生將創(chuàng)建出他們團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品原型。這是一個(gè)合作的過(guò)程,需要做好團(tuán)隊(duì)內(nèi)成員的管理和分工,每個(gè)小組需要設(shè)計(jì)工程規(guī)劃表格,各小組討論明確各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間分配、人員分配及任務(wù)分配。工程規(guī)劃表格應(yīng)當(dāng)包含任務(wù)描述、初步設(shè)想、選擇材料、制作原型、性能測(cè)試、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、產(chǎn)品更新與迭代、制品定型等內(nèi)容。例如,“呼吸運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目的實(shí)施:首先組建4-6人為一組的模型制作研發(fā)團(tuán)隊(duì);其次基于模型制作的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)圖,分工準(zhǔn)備材料;最后依據(jù)工程規(guī)劃表格中人員的分工和要求,收集材料,制作模型。工程學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程的突出特點(diǎn)是迭代,學(xué)生需要在失敗和不足中不斷反思和調(diào)試自己的產(chǎn)品,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí),最終解決最初的問(wèn)題。
5.成果展示與評(píng)價(jià)。成果展示可以讓學(xué)生感受到學(xué)以致用的快樂(lè),形成科學(xué)態(tài)度,也可以在真實(shí)的場(chǎng)景中幫助他們對(duì)社會(huì)問(wèn)題進(jìn)行更全面的思考,培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感??鐚W(xué)科實(shí)踐活動(dòng)最終展示成果的形式可以是多樣的。例如,呼吸運(yùn)動(dòng)模型制作完成后,小組成員充分討論,為自己的模型設(shè)計(jì)專(zhuān)屬的標(biāo)識(shí),選擇合適的宣傳形式,如微視頻、動(dòng)圖、美篇等,并在班級(jí)微信群、QQ群等推送進(jìn)行宣傳推廣。教師也要在學(xué)校搭建的展示平臺(tái)上進(jìn)行展示和介紹。學(xué)生小組代表將制作出來(lái)的呼吸運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行展示,說(shuō)明已取得的成果、設(shè)計(jì)的獨(dú)到之處、遇到的困難等。同時(shí),教師、同學(xué)、社區(qū)人員或相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家等對(duì)各小組的成果依據(jù)量規(guī)進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)過(guò)程主要圍繞完成性、價(jià)值性、效益性、創(chuàng)造性等維度展開(kāi)。此外,多元評(píng)價(jià)主體通過(guò)全面客觀的評(píng)價(jià),督促學(xué)生積極、主動(dòng)、熱情地參與跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。
綜上,跨學(xué)科實(shí)踐不僅是“做”和技能的獲得,也包含著“學(xué)”及知識(shí)的深度理解,強(qiáng)調(diào)的是“做”與“學(xué)”的不可分割。在解決真實(shí)問(wèn)題的學(xué)習(xí)實(shí)踐中,學(xué)生首先面對(duì)的是任務(wù)挑戰(zhàn),他們需要思考完成任務(wù)或挑戰(zhàn)應(yīng)明晰哪些原理知識(shí),這樣學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程不再是孤立的,而是嵌入整個(gè)實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程之中。與此同時(shí),活動(dòng)全程進(jìn)行多主體、多形式、多維度評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)了從“對(duì)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)”向“為了學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)”的轉(zhuǎn)變,推動(dòng)了跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。
五、若何:跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的支持系統(tǒng)
跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)作為綜合性、實(shí)踐性和開(kāi)放性兼具的課程新形態(tài),在學(xué)生知識(shí)和能力構(gòu)建、創(chuàng)造性地解決問(wèn)題及智慧創(chuàng)新實(shí)踐中開(kāi)辟了新路徑,同時(shí)也對(duì)學(xué)校和教師提出了新挑戰(zhàn)。與之相適應(yīng),跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)有效開(kāi)展也需要多方面、全方位的支持和保障。
1.提升跨學(xué)科素養(yǎng)是關(guān)鍵??鐚W(xué)科素養(yǎng)是指?jìng)€(gè)體以批判性思維、創(chuàng)造能力、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)為核心的高階認(rèn)知,以及溝通交流、合作能力、社會(huì)參與、跨文化理解等的社會(huì)性發(fā)展,是個(gè)體跨越、整合、超越多學(xué)科知識(shí)的素養(yǎng)和能力。長(zhǎng)期以來(lái)的分科教學(xué),使得大多數(shù)教師習(xí)慣于在單一學(xué)科范疇內(nèi)開(kāi)展認(rèn)知分析,少有綜合多學(xué)科知識(shí)認(rèn)識(shí)問(wèn)題的思考取向,跨學(xué)科思維欠缺;對(duì)其他學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備不足,對(duì)學(xué)科特點(diǎn)及思維模式理解不深刻;整合各學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的能力和水平不佳等,這些都直接影響了跨學(xué)科實(shí)踐的高質(zhì)量開(kāi)展。因此,增強(qiáng)認(rèn)知、轉(zhuǎn)變觀念,通過(guò)跨學(xué)科學(xué)習(xí)積累、聽(tīng)課研討、參與實(shí)踐等途徑提升跨學(xué)科素養(yǎng)成為擺在廣大教師面前的重要課題。
2.組建研究共同體是基石。盡管跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)是由學(xué)生主導(dǎo)開(kāi)展的學(xué)習(xí)活動(dòng),但仍需要高度依賴(lài)教師的教學(xué)準(zhǔn)備和引導(dǎo)。無(wú)論在選題、設(shè)計(jì)還是實(shí)施上,都需要了解其他學(xué)科的學(xué)科知識(shí)和學(xué)科教學(xué)知識(shí),如制作泡菜活動(dòng)涉及亞硝酸鹽含量測(cè)定等化學(xué)知識(shí),處理和分析數(shù)據(jù)需要數(shù)學(xué)知識(shí);制作可調(diào)節(jié)的眼球結(jié)構(gòu)模型涉及透鏡對(duì)光線的改變、成像原理等物理知識(shí)等。同時(shí),跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)方式的多樣性、較長(zhǎng)時(shí)間的周期性、活動(dòng)過(guò)程中的生成性等,都呼喚教師合作交流、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)調(diào)共進(jìn),組建學(xué)習(xí)共同體、研究共同體、成長(zhǎng)共同體。
3.整合多方教育資源是保障??鐚W(xué)科實(shí)踐的開(kāi)展是一項(xiàng)系統(tǒng)性、整體性工作,僅靠課堂教學(xué)的有限時(shí)間,解決或完成設(shè)計(jì)、制作任務(wù),具有一定的難度,勢(shì)必要在時(shí)間上將課上和課下相融通,空間上讓校內(nèi)和校外相結(jié)合。這就需要教育行政部門(mén)的支持,需要社區(qū)、家庭的配合,需要專(zhuān)家的引領(lǐng)等。因此,應(yīng)著力打通與高等院校、科研院所、企業(yè)社區(qū)聯(lián)系的通道,充分利用科技館、博物館、高校等跨界聚合資源和環(huán)境。通過(guò)整合教育資源,凝聚多方智慧,共同參與形成合力,建立協(xié)同機(jī)制,以推進(jìn)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)有序、有效、有力開(kāi)展。
4.利用現(xiàn)代信息技術(shù)是基礎(chǔ)。數(shù)字化、多媒體互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)豐富了教學(xué)的手段與資源,為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供了必要的條件??鐚W(xué)科實(shí)踐活動(dòng)作為以學(xué)生為中心的項(xiàng)目式活動(dòng),可以采取線上與線下相結(jié)合的形式,讓學(xué)生適當(dāng)運(yùn)用移動(dòng)終端與手機(jī)應(yīng)用輔助解決問(wèn)題,使用搜索引擎查找、篩選和甄別信息,借助電腦應(yīng)用軟件記錄和管理活動(dòng)過(guò)程,云端儲(chǔ)存積累過(guò)程性資料和資源,通過(guò)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件制作數(shù)字化模型,使用應(yīng)用軟件分析和處理數(shù)據(jù)等,吸引學(xué)生興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)能動(dòng)性,促進(jìn)項(xiàng)目探究過(guò)程,而且改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)探索方式、創(chuàng)新產(chǎn)品形式,提升學(xué)生適應(yīng)未來(lái)需要的信息素養(yǎng)。
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