跨學科學習的內(nèi)涵特征與設計實施
——以信息科技課程為例

萬 昆

我國《義務教育課程方案（2022 年版）》明確提出要加強課程內(nèi)容與學生經(jīng)驗、社會生活的聯(lián)系，強化學科內(nèi)知識整合，統(tǒng)籌設計綜合課程和跨學科主題學習[1]。如《義務教育信息科技課程標準（2022 年版）》（以下簡稱“新課標”）中提出跨學科主題內(nèi)容包括：數(shù)字設備體驗、數(shù)據(jù)編碼探秘、小型系統(tǒng)模擬、互聯(lián)智能設計等[2]13?？梢?，跨學科學習已成為我國義務教育階段倡導的一種重要的學習方式。從以往文獻關于跨學科學習的研究可以看出，不同學者對跨學科學習的界定莫衷一是，如董艷等人認為跨學科學習是強調(diào)綜合多種學科的內(nèi)容構建新的體系或方法，以解決某一特定問題的過程[3]；張良認為跨學科學習不是多門學科的內(nèi)容拼盤，也并非多學科知識的了解和知曉，而是要以學科專家思維建立起知識之間的深度聯(lián)系，以協(xié)同的方式解決實際問題[4]；Klein 將跨學科學習定位為兩門或兩門以上核心學科的綜合，建立新的話語層次和知識整合，跨學科學習的過程必須整合知識，以創(chuàng)造一種新的理解問題的方式[5]。同時，跨學科學習也有多種形式，如基于問題的學習、基于項目的學習或綜合學習，所有這些似乎都有跨學科性的特征[6]。上述研究對跨學科學習的理解還不夠全面，或者說在一定程度上還沒有從學科的本質(zhì)出發(fā)去理解，往往會把跨學科學習引向一種單一或綜合活動化的模式中。從基礎教育實踐來看，究竟什么是跨學科學習？如何設計實施跨學科學習？還存在著較大爭議，各種所謂“跨學科學習”實踐在很大程度上偏離了跨學科學習的本質(zhì)意涵，甚至背道而馳，出現(xiàn)了“去學科化”，把一些學科學習的“常識化”“活動化”“實踐化”理解為跨學科學習。因此，結合當前對跨學科學習的界定和基礎教育階段教師實踐過程中反映的普遍問題，有必要對跨學科學習進行進一步解析。基于此，我們嘗試厘清跨學科學習的內(nèi)涵與特征，并探討信息科技課程跨學科學習的設計與實施，以期為義務教育信息科技課程跨學科學習的實施提供有益參考。

一、跨學科學習的內(nèi)涵解析

（一）學科與跨學科

從哲學語境來看，學科是關于知識的分類，學科的問題本身就是知識組織的問題，以及知識與現(xiàn)實的關系問題[7]。從知識論視角來看學科的分類，它是隨著科學知識的不斷增長，滿足人們認知需要而按照知識內(nèi)容體系的劃分，并且這些學科有著自己獨特的內(nèi)容和方法論[8]。從教育學語境來看，學科指的是知識體系，反映的是適應學校教育規(guī)律和學校教學內(nèi)容的基本單位。教育學語境下的“學科”是學校開設的課程、學生學習的科目?；A教育階段中的學科，如語文、數(shù)學、物理、化學等，都是按照核心概念、原理及方法的結構化體系建立起來的，代表了有關社會或自然某個層面的探究領域，提供了一種觀察世界的視角、一套解釋或詮釋各種現(xiàn)象的特殊技巧或過程，從而在學科知識中形成一種具有共識的范式[9]。因此，教育學語境中的學科的邏輯起點也是知識。本文所討論的跨學科中的“學科”是基于教育學語境中的學科，關注兩個維度，即學科知識和學科方法論。

跨學科是一種運用兩個或兩個以上學科解決問題的方式[10]，即將來自不同專業(yè)的知識適當?shù)亟Y合起來，作為一種解決實際問題的手段[11]?？鐚W科主要包括三個維度：一是目標維度，跨學科并不是一門學科，而是為了解決單一學科無法解決的問題而形成的一種思想；二是方法維度，是指主動地運用和整合兩個或兩個以上學科的方法，打破學科壁壘，解決一個真實情境中的問題或項目，而這些學科的方法應該具有一定的邏輯關系；三是內(nèi)容維度，是指學科知識在其他學科知識或活動中得到拓展或改變，學科間建立起了聯(lián)系。從這三點可以看出，跨學科與學科并不是二元對立的，而是以學科為基礎的。

（二）跨學科學習的內(nèi)涵

結合上述對學科、跨學科的理解，在理解跨學科學習之前，我們必須要澄清一個常識，即跨學科學習本身就隱含著以不同學科學習為大前提，如果沒有具體學科學習在先，那么跨學科學習就是無稽之談?；诖?，我們將跨學科學習界定為：跨學科學習是以學科學習為立足點，運用兩個或兩個以上學科知識或方法，解決真實世界的問題或理論問題的一種學習方式，其目的是深化和拓展學習者對學科知識與學科方法的理解，以更好地發(fā)展學習者的高階思維技能。

第一，跨學科學習是以學科學習為立足點的一種學習實踐。換句話說，跨學科學習并不是傳統(tǒng)的唯理論和經(jīng)驗論下的一種學習方式，而是要超越二元論，既要基于學科知識的立場，又強調(diào)學習是不斷實踐的過程，而在此過程中強調(diào)的是整合多個學科知識進行新知識生產(chǎn)的過程，以更好地理解學科中那些抽象、難以理解、綜合性、主題性的知識，并創(chuàng)造出新的知識。而理解這些知識需要整合運用多學科的知識，并結合真實情境，不斷地實踐、認識、再實踐的螺旋上升的過程，并使之轉(zhuǎn)化為自己的學科核心素養(yǎng)和跨學科素養(yǎng)。

第二，跨學科學習面向的是真實世界的問題?？鐚W科學習所指的問題可以從兩個層面來說：一是學科知識或方法的問題，其產(chǎn)生于某個學科領域，指向?qū)W科中的關鍵知識或方法，主要是通過跨學科學習促進學生對學科知識或方法的理解，把課程中的材料轉(zhuǎn)化為綜合多個學科知識或方法的問題，具有一定的挑戰(zhàn)性。二是真實生活世界的問題。這種問題類型是綜合性的，但是要解決這種問題，必須要運用兩個或兩個以上學科知識或方法，給學生提供真實體驗。

第三，跨學科學習指向?qū)W科核心素養(yǎng)和高階思維技能的發(fā)展?？鐚W科學習的發(fā)生不僅僅是學生知識和能力的獲取，而且還強調(diào)從單一學科知識的學習到跨學科知識的學習，更加關注促進學生高階思維技能的形成。然而，跨學科學習也并不等于不需要學科核心素養(yǎng)。相反，學生必須基于學科知識與學科方法，去找尋不同學科知識與學科方法聯(lián)結的內(nèi)容，從而產(chǎn)生新的觀點，并突破現(xiàn)有的知識論邊界。換句話說，跨學科學習的學習內(nèi)容一定是基于學科知識與學科方法論，以更好地服務學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

第四，跨學科學習是學科學習方式的有益補充?？鐚W科學習學的是學科知識和學科方法，是不同學科知識與方法之間存在聯(lián)結的內(nèi)容。如要去挖掘?qū)W科知識中存在的其他關聯(lián)學科知識，如將數(shù)學教材中的“測量”與科學教材中的“測量”進行聯(lián)系，關鍵是要呈現(xiàn)跨學科學習問題設計，當然也有一種本身就是跨學科綜合的問題。學科學習關注的是本學科領域的知識或方法，而跨學科學習不僅關注相關學科知識或方法，更關注的是要尋找到學科知識與學科知識、學科方法與學科方法聯(lián)結的問題?？鐚W科學習關注的是學生如何從“學會”轉(zhuǎn)向“會學”，如何將命題性知識轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲斫夂湍苓\用的知識。也就是說，要靈活運用知識，解決學科學習中無法觸及的學科知識的聯(lián)結點，并通過跨學科學習方式構建完整的概念地圖，以促進學習者深度學習。

（三）跨學科學習的基本特征

第一，知識從“零散”走向“整合”?？鐚W科學習過程中的知識應該具有建構性、情境性、遷移性、動態(tài)性等特征。建構性是指跨學科學習過程中的知識應該是在個體與環(huán)境相互作用過程中逐漸被建構的，同時，知識的生成與知識的建構也強調(diào)個體對客觀知識的主觀能動性。知識的情境性主要關注的是知識的具體性、特殊性和實踐性，如學習者對學科知識的深度理解，對不同學科知識之間的縱橫向聯(lián)系?？鐚W科學習的關鍵在于知識的遷移和運用，運用多學科知識解決生活中結構不良和復雜的生活問題。知識的生產(chǎn)和發(fā)展是在不斷變化的，學習者通過綜合運用多學科知識，以產(chǎn)生新的思想和知識，實現(xiàn)知識的再生產(chǎn)，因此跨學科學習過程中知識也是動態(tài)生成的。

第二，能力從“習得”走向“遷移”。在跨學科學習過程中，學習者置身于真實情境中，對知識進行整合，形成知識建構的過程。同時，要使學生能夠?qū)χR的層次進行概括、關聯(lián)、整合、說明、論證和推導等，這本身就要求學習者具有跨越情境、動態(tài)運用的遷移能力。

第三，學習從“淺層次”走向“深層次”。相較于低層次學習的簡單機械而言，跨學科學習具有深度學習的價值取向。根據(jù)SOLO 分類理論和布魯姆的教育目標分類學，我們可以區(qū)分“淺層次”的跨學科學習和“深層次”的跨學科學習：淺層次的跨學科學習多指一個問題涉及多個學科知識，但各個學科知識的運用是各自獨立的，而深層次的跨學科學習表現(xiàn)為多個學科知識的融合、應用、分析和創(chuàng)造性地解決問題。因此，當跨學科學習一旦發(fā)生時，學生通過兩個以上學科知識和經(jīng)驗的反復學習，逐步形成一種跨學科思維來解決真實情境中的問題以實現(xiàn)深層次的跨學科學習。

第四，學習內(nèi)容組織方式的統(tǒng)整性?？鐚W科學習要求學習內(nèi)容的組織方式具有統(tǒng)整性，學習者對知識的獲取需要調(diào)動多重感官技能，全身心地投入到對信息的加工、處理過程中。而對學習內(nèi)容進行統(tǒng)整有助于學生高級心理機能的發(fā)展，一方面有助于學生對不同學科知識的概念建立意義關聯(lián)，另一方面，跨學科學習內(nèi)容的統(tǒng)整與真實生活情境相聯(lián)系，更加強調(diào)“真實性”。真實性問題情境的本質(zhì)特征是真實性，但真實性不等于真實，真實性問題情境具有開放性、復雜性、多元性的特征[12]。

第五，知識的轉(zhuǎn)化與重構的意義關聯(lián)。知識的轉(zhuǎn)化與重構的意義關鍵在于對知識的深度理解和實踐創(chuàng)新。深度理解是指在跨學科學習過程中，學生對事物和知識的認識，對知識本質(zhì)的深度理解；實踐創(chuàng)新是通過深層次的學習方式指向于學生高階思維技能的培養(yǎng)。

二、信息科技跨學科學習設計的基本要素

通過對“新課標”中的跨學科主題學習案例統(tǒng)計分析，可以看出為落實義務教育信息科技課程核心素養(yǎng)，“新課標”總共設計了17 個跨學科主題學習案例。其中與數(shù)學課程知識結合的跨學科學習主題有12 個，與語文課程知識結合的跨學科學習主題有7 個，與物理課程知識結合的跨學科學習主題的有4 個，與道德與法治課程知識結合的跨學科學習主題有4 個?？鐚W科學習主題中主要培養(yǎng)學生信息意識的有信息安全小衛(wèi)士、信息管理小助手；主要培養(yǎng)學生計算思維的有解密玩具漢諾塔、游戲博弈中的策略；主要培養(yǎng)學生數(shù)字化學習與創(chuàng)新的有向伙伴推薦數(shù)字設備；主要培養(yǎng)學生信息社會與責任的有自我管理小管家、用符號表達情感；其他主要是綜合培養(yǎng)學生信息科技課程的核心素養(yǎng)。據(jù)此，可以發(fā)現(xiàn)，越到高年級其跨學科主題學習案例越綜合，且跨學科主題學習都是以項目的方式呈現(xiàn)。換句話說，要落實好“新課標”中的跨學科主題學習，關鍵在于信息科技跨學科學習的設計與實施。

“新課標”指出信息科技課程具有基礎性、實踐性和綜合性的特點[2]1。信息科技跨學科學習設計要引導學生利用兩個以上學科知識去解決真實的、具有高階程度的信息科技課程的問題或項目，圍繞信息科技課程的核心素養(yǎng)，如信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任進行跨學科學習活動設計，促進學生實現(xiàn)深層次的學習，促進學生學科核心素養(yǎng)發(fā)展和高階思維技能的形成。信息科技跨學科學習設計基于“新課標”來設計跨學科學習目標、活動和評價方式，從整體上強調(diào)真實情境案例、緊密聯(lián)系生活及學生已有的經(jīng)驗。結合跨學科學習的內(nèi)涵與特征，信息科技跨學科學習設計包括四個基本要素：跨學科學習目標設計、高階任務設計、跨學科學習過程設計和跨學科學習評價設計。信息科技跨學科學習設計的四個要素是緊密聯(lián)系且內(nèi)在統(tǒng)一的，如圖1 所示。

圖1. 信息科技跨學科學習設計基本要素

（一）以問題解決為導向

以問題解決為導向的最大特點就是信息科技跨學科學習發(fā)生的過程要以問題或項目為依據(jù)。因此，在開展信息科技跨學科學習之前首先需要設計好問題或項目，然后根據(jù)問題解決的步驟進行學習環(huán)境設計和支持，同時，跨學科學習環(huán)境設計的要素也應為問題解決的過程服務。其次，跨學科學習目標設計要綜合運用多學科知識，共同來解決問題。如“新課標”中的在線數(shù)字氣象站案例，是綜合運用信息科技、地理、物理等知識，讓學生感受在較長時間、較大空間和大量數(shù)據(jù)環(huán)境下提取有效信息、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程。

（二）注重高階任務設計

首先，要依據(jù)“新課標”，圍繞信息科技課程核心素養(yǎng)，在學習任務設計時注重從低階向高階轉(zhuǎn)變，也可以是自上而下，將高階任務分解為低階任務。其次，強調(diào)學科知識的結構性和關聯(lián)性。學習任務設計是跨學科學習的基礎，單科學習中的學習任務設計可能會聚焦單一學科知識點，且通常多圍繞低階思維能力的培養(yǎng)。在信息科技課程跨學科學習過程中，教師要將信息科技課程核心素養(yǎng)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學生主動參與的學習任務。而這些學習任務具有挑戰(zhàn)性、跨學科性，學科知識的關聯(lián)性很強，學生需要運用多種技術手段去尋找資源，并通過小組間持續(xù)探索、不斷查找資料、小組合作等方式來解決問題。同時，我們還需要根據(jù)高階、挑戰(zhàn)性的學習任務探索學科知識與方法之間聯(lián)結的“點”，并連接起不同學科知識，也可以借助思維工具，確定學科知識之間的邏輯關系。因此，跨學科學習過程注重知識的結構性和關聯(lián)性，特別是在高階任務的選擇和設計上要注重以信息科技課程的大概念統(tǒng)領不同學科知識。

（三）圍繞跨學科學習發(fā)生過程設計學習活動

信息科技跨學科學習發(fā)生的過程包括經(jīng)驗調(diào)取、知識整合、概念理解、意義建構和深度反思五個階段。經(jīng)驗調(diào)取關鍵在于跨學科學習問題的設計要與學生信息科技課程的先驗知識和學習環(huán)境相關，與學生真實生活世界發(fā)生的事物具有較強的關聯(lián)性。知識整合強調(diào)學習者要以信息科技課程核心素養(yǎng)為基礎，對不同學科知識進行整合以產(chǎn)生新的理解，并通過學科知識之間的邏輯聯(lián)系來深化信息科技課程核心素養(yǎng)。概念理解強調(diào)信息科技教師為學生搭建與跨學科學習對話的腳手架等。意義建構強調(diào)學習者能根據(jù)自身經(jīng)驗主動對信息科技課程知識和其他學科知識進行意義建構，以提升自己解決真實情境問題的能力。深度反思要求學生不僅要對跨學科學習過程中的作品進行總結反思，還需要對同伴的作品進行討論評價等。同時，在跨學科學習過程中還要關注學習者的已有經(jīng)驗、心理認知等相關因素，特別是要考慮信息科技課程的特點、軟硬件設施及數(shù)字素養(yǎng)差異等其他因素。

（四）強調(diào)素養(yǎng)導向的跨學科學習多元評價

信息科技課程跨學科學習強調(diào)素養(yǎng)導向的多元評價。面向信息科技課程的跨學科學習的評價應使用智能技術對學習過程進行數(shù)據(jù)收集、整理和分析，并采用伴隨式數(shù)據(jù)采集方式，及時對學生跨學科學習的過程進行反饋和調(diào)節(jié)，幫助學生達到綜合運用不同學科知識的目標。另外，也要積極借助智能技術，及時對信息科技課程跨學科學習過程、上機實踐和作品創(chuàng)造進行過程性數(shù)據(jù)采集和智能分析。

三、信息科技課程跨學科學習設計實現(xiàn)策略

要實現(xiàn)信息科技課程跨學科學習設計，一方面取決于教師與學生本身具備的學科核心素養(yǎng)、教學與學習能力情況，因為這種能力需要在跨學科學習過程中發(fā)展并體現(xiàn)出來；另一方面，信息科技跨學科學習設計實現(xiàn)策略應當沿著“目標——任務——過程——評價”的一致性，以滿足深度學習的價值取向。高品質(zhì)的信息科技課程跨學科學習設計能夠促進學生跨學科學習的發(fā)生，以信息科技核心素養(yǎng)的落實為目標，最終發(fā)展學生的高階思維技能。

（一）設計真實問題序列，開展問題鏈教學

真實問題解決是信息科技跨課程學科學習的一種重要方式。而這個問題解決卻與單科學習的問題解決不同，在單科學習、傳統(tǒng)的課堂教學中，學生的學習往往處于淺層的學習，對問題的解決多依靠記憶的方式，缺少對問題解決探究的跨學科學習歷程。而跨學科學習過程中的問題解決要求學生運用兩個或兩個以上學科知識或方法去共同解決一個真實問題。真實性問題情境具有真實性、表現(xiàn)性的特征，其中表現(xiàn)性特征主要表現(xiàn)為開放性、復雜性、多元性、限制性等。然而，什么樣的真實問題才適合信息科技課程跨學科學習呢？應要以關聯(lián)不同學科核心思維為邏輯的問題。從教師的設計思路來看，教師更加傾向于考慮基于兩個或兩個以上學科知識的基本邏輯，同時要讓學生去理解學科知識背后的意義及體現(xiàn)學科核心素養(yǎng)。教師設計的問題不僅要基于信息科技課程知識的基本邏輯，還要從學生邏輯的視角出發(fā)，考慮學生學習的先驗知識、基本需求等。往往簡單的問題或簡單的涵蓋兩個學科知識的問題都可能是淺層次的跨學科，或者是虛假的跨學科。真正的跨學科學習問題應該是結構比較復雜、問題比較有難度、對學生的心智挑戰(zhàn)較大、學生需要通過自主探索和長時間合作并調(diào)取先驗知識、運用兩個以上學科知識才能夠解決的問題。因此，設計真實問題序列，開展問題鏈教學應是將學習內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一個個跨學科學習的問題，學生根據(jù)真實問題序列來逐步解決，這樣不僅能激發(fā)學生的認知沖突，還能激發(fā)學生對知識大概念的形成，最終引發(fā)學生產(chǎn)生對學科知識聯(lián)結的理解，以發(fā)展學生的高階思維技能。

（二）以用大概念整合不同學科的知識為方法

大概念是學科的重要概念，可以聯(lián)結學科內(nèi)的概念，達成學科內(nèi)知識的融會貫通，不僅能打通學科內(nèi)和學科間的學習，還能打通學校教育與現(xiàn)實世界的路徑。傳統(tǒng)的單科學習多強調(diào)本學科的知識，缺少與其他學科知識之間的聯(lián)系，而跨學科學習則要求以大概念為基礎，將學科的各個知識點聯(lián)系起來，有助于學科知識的整合。大概念能將兩門或兩門以上學科的概念進行聯(lián)結，有利于打破學科知識之間的界限。因此，以大概念整合不同學科知識與方法可以基于學科知識結構，設計面向信息科技課程跨學科學習發(fā)生的問題，而這些問題要具備劣構性、驅(qū)動性、跨學科性等特征，并促進學習者的知識遷移。因此，開展信息科技課程跨學科學習，對信息科技教師提出了更高的要求，教師不僅要讓學生理解信息科技課程的大概念，還要通過設計問題、學習任務來引導學生進行探究。

（三）構建信息科技課程跨學科學習共同體

在信息科技課程跨學科學習過程中，學生是學習的主體。跨學科學習的發(fā)生一方面需要學生以產(chǎn)生跨學科理解為目的，另一方面還需要檢視學生在跨學科學習過程中能否實現(xiàn)學科整合。實現(xiàn)學科整合的核心是學科內(nèi)容的整合以及問題的情境化，明確地整合各學科的知識來共同解決問題，并在此過程中建立起跨學科思維和發(fā)展高階思維能力。然而，學生在跨學科學習過程中的思維變化絕不僅僅是個體自我的變化，而是需要和同學們一起進行協(xié)商、討論、溝通、解釋等，同時還需要依賴跨學科學習的場域。布迪厄場域理論認為，場域是關系的存在，場的關系邏輯尊重一種平等自主合作的價值取向，即在跨學科學習過程中，學習者是在平等的對話中，相互協(xié)商，共同合作解決問題。學習科學認為知識的社會建構性是將學習置于共同體境脈中加以考察的，組建學習共同體其實就是重建學習的實踐。構建跨學科學習共同體可以由不同年級、不同學科、不同區(qū)域、不同學校的教師和學生組成，也可以通過開展線上和線下的方式積極構建學習共同體。

（四）建立信息科技教師和學生跨學科身份認同

在開展信息科技課程跨學科學習時，要克服傳統(tǒng)的各種學習方式、制度、評價的制約，教師和學生都需要建立跨學科身份認同。如“新課標”中提出的1-2 年級、9 年級相關內(nèi)容要融入語文、道德與法治、數(shù)學、科學、綜合實踐活動等課程。因此，信息科技教師和學生要逐步建立跨學科身份認同。信息科技教師不僅包括職后教師，還包括職前教師，由此，在目前的師范教育人才培養(yǎng)體系中，應大力培養(yǎng)師范生的跨學科思維，多開展跨學科學習的研究。職后教師培訓體系中應增加跨學科教學培訓，包括教師跨學科學習共同體的組建，引導不同學科教師針對同一學科課程內(nèi)容開展同課異構等多種形式的跨學科教研活動。