跨學(xué)科概念對(duì)我國(guó)科學(xué)課程改革的啟示

張子平

摘 要 美國(guó)《新一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》的頒布為美國(guó)的未來(lái)科學(xué)教育指明了方向，同時(shí)也給了我國(guó)新科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了一定參考。筆者從美國(guó)《下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》中的其中一維度—跨學(xué)科概念進(jìn)行深入分析與解讀，并結(jié)合我國(guó)科學(xué)教育的現(xiàn)狀，得出對(duì)我國(guó)科學(xué)教育的啟示，即：精簡(jiǎn)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，加強(qiáng)跨學(xué)科思維訓(xùn)練；走具有中國(guó)特色的“跨學(xué)科概念”科學(xué)課程道路。

關(guān)鍵詞 跨學(xué)科概念 科學(xué)教育 科學(xué)課程

中圖分類號(hào)：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

跨學(xué)科概念是美國(guó)《新一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱NGSS）“基礎(chǔ)框”內(nèi)容中的一重要維度。它作為工程學(xué)、 生物學(xué)、 生命科學(xué)和地球與空間之間的橋梁，不僅對(duì)美國(guó)科學(xué)課程有重要研究?jī)r(jià)值，對(duì)我國(guó)的科學(xué)課程改革也具有重要啟示。然而，我國(guó)目前對(duì)跨學(xué)科概念的關(guān)注和研究還比較少，將其應(yīng)用到科學(xué)課程研究的更是少之又少。因此，本文探討跨學(xué)科概念的內(nèi)容和發(fā)展、挖掘跨學(xué)科概念與我國(guó)科學(xué)課程的聯(lián)系，試圖找出一條以“跨學(xué)科概念”為輔助，促進(jìn)我國(guó)科學(xué)課程改革的道路。

1跨學(xué)科概念的內(nèi)容與發(fā)展

跨學(xué)科概念主要指一些被普遍用在科學(xué)與工程實(shí)踐中的概念，在近五年美國(guó)科學(xué)課程的重要文件《K-12年級(jí)科學(xué)教育框架》和NGSS中，它被細(xì)分為模式，機(jī)制和解釋，系統(tǒng)和系統(tǒng)模型，能量與物質(zhì)，結(jié)構(gòu)和功能，穩(wěn)定和變化以及尺度、比例和數(shù)量這7個(gè)跨學(xué)科概念。跨學(xué)科概念源于跨學(xué)科的興起，跨學(xué)科最早興起于20世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)的美國(guó)社會(huì)科學(xué)研究會(huì)正致力于研究整合因?qū)I(yè)化而被孤立的各學(xué)科。后來(lái)，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（以下簡(jiǎn)稱OECD）的教學(xué)研究及改革中心又在世界范圍內(nèi)進(jìn)行了首次跨學(xué)科活動(dòng)的調(diào)研，使得跨學(xué)科廣泛進(jìn)入到教育界的視野中。事實(shí)上，美國(guó)對(duì)于跨學(xué)科概念的研究已有10多年，在NGSS頒布之前，美國(guó)就將“跨學(xué)科概念”以“通用概念”或“統(tǒng)一主題”的名稱在美國(guó)代表性的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中提及過(guò)多次并加以實(shí)踐。跨學(xué)科概念發(fā)展至今，對(duì)于美國(guó)科學(xué)教育而言已經(jīng)是理論相對(duì)比較成熟且有一定實(shí)踐成果的體系。但是，國(guó)內(nèi)對(duì)于跨學(xué)科概念的研究還沒(méi)有相對(duì)完善的體系。國(guó)內(nèi)學(xué)者目前大多從美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中的“統(tǒng)一概念”和《K-12科學(xué)教育框架》中的“跨學(xué)科概念”進(jìn)行比較；跨學(xué)科概念與科學(xué)本質(zhì)觀之間的聯(lián)系等進(jìn)行研究。

2跨學(xué)科概念與我國(guó)科學(xué)課程的聯(lián)系

我國(guó)的科學(xué)課程按照教育程度劃分為小學(xué)科學(xué)和初中科學(xué)。目前小學(xué)科學(xué)以綜合課程的形式教學(xué)，初中科學(xué)除了浙江省是綜合課程外，其余省份均為分科課程。本文通過(guò)將跨學(xué)科概念與我國(guó)科學(xué)課程的內(nèi)容進(jìn)行比較，尋找出兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系。

2.1 跨學(xué)科概念與小學(xué)科學(xué)課程的聯(lián)系

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中的第三部分課程內(nèi)容包含物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程4個(gè)領(lǐng)域，教育部從中選取了適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的18個(gè)主要概念供其學(xué)習(xí)，其中，物質(zhì)科學(xué)中有“物質(zhì)具有一定的特征，材料具有一定的性能”；“機(jī)械能、聲、光、熱、電、磁是能量的不同表現(xiàn)形式”等這樣一些概念。從用詞上，我們可以得知，這些概念涉及到了“能量”、“物質(zhì)”等一類詞匯的使用；從語(yǔ)言表述上，我們可以發(fā)現(xiàn)，它們是以具體的例子（如光、熱）在圍繞著某些概念（如能量），以歸類和描述其屬性的方式來(lái)表達(dá)。我們可以將其與跨學(xué)科概念要素中的“能量與物質(zhì)”來(lái)比較，跨學(xué)科概念中的“能量與物質(zhì)”在NGSS中給出了解釋，雖然解釋的內(nèi)容比較抽象，但可以發(fā)現(xiàn)，它同樣是以歸類和表達(dá)其性質(zhì)的方式在敘述。由此可以分析出，跨學(xué)科概念要素中的“能量與物質(zhì)”和上述舉出的小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容中的一些概念具有很強(qiáng)的聯(lián)系，它們都在促進(jìn)學(xué)生對(duì)“能量與物質(zhì)”概念的外延和內(nèi)涵上的把握，幫助學(xué)生分清“哪些是屬于物質(zhì)的”，“物質(zhì)具有哪些屬性”，只不過(guò)前者的表述更為具體，后者則比較抽象。因此可以看出，跨學(xué)科概念與我國(guó)小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容緊密相關(guān)，完成這些概念的理解與掌握，孤立的學(xué)科教學(xué)模式是不可能做到的，必須將學(xué)科有機(jī)的聯(lián)系在一起，才能更好的讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)一類事物的歸類和應(yīng)用。

2.2跨學(xué)科概念與初中科學(xué)課程的聯(lián)系

我國(guó)的初中科學(xué)課程大多為分科課程，即分為物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)課程。關(guān)于跨學(xué)科概念與我國(guó)初中科學(xué)課程的聯(lián)系研究，南京師范大學(xué)課程與教學(xué)論專業(yè)碩士研究生廖婷婷在《跨學(xué)科概念融入初中科學(xué)教育的初步研究》一文中，將跨學(xué)科概念分別對(duì)初中生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)課程進(jìn)行對(duì)應(yīng)性和關(guān)聯(lián)性研究及實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)跨學(xué)科概念與這三門學(xué)科課程內(nèi)容高度對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)關(guān)系呈現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的表現(xiàn)形式，即跨學(xué)科概念與這三門學(xué)科課程內(nèi)容的聯(lián)系和對(duì)應(yīng)極為緊密；此外跨學(xué)科概念與這三門學(xué)科各水平知識(shí)都有緊密的聯(lián)系，關(guān)聯(lián)性很大。這項(xiàng)研究強(qiáng)有力的證明了，將跨學(xué)科概念引入初中科學(xué)課程是可行的。跨學(xué)科概念的意義在于貫穿各學(xué)科，使學(xué)科之間呈現(xiàn)有意義的連接，而將其引入初中科學(xué)教育中，則能使看似孤立的分科科學(xué)課程變得緊密相連，構(gòu)成一個(gè)科學(xué)系統(tǒng)。

3跨學(xué)科概念對(duì)我國(guó)科學(xué)課程改革的啟示

縱觀我國(guó)科學(xué)課程的發(fā)展歷史，國(guó)內(nèi)教育工作者圍繞著課程改革，制度完善，學(xué)科地位等問(wèn)題進(jìn)行了一系列調(diào)查、分析工作，使得我國(guó)科學(xué)教育日益完善。然而，不同學(xué)科如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)在統(tǒng)一，小學(xué)、中學(xué)的科學(xué)概念如何循序漸進(jìn)等問(wèn)題還需進(jìn)一步解決。經(jīng)過(guò)上述的分析發(fā)現(xiàn)，跨學(xué)科概（下轉(zhuǎn)第20頁(yè)）（上接第18頁(yè)）念這一維度對(duì)于我國(guó)科學(xué)課程的改革具有重大意義，共有如下啟示：

3.1精簡(jiǎn)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，加強(qiáng)跨學(xué)科思維的訓(xùn)練

跨學(xué)科概念的成功引入要建立在知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)踐能夠讓學(xué)生親身體驗(yàn)各種活動(dòng)，體會(huì)科學(xué)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)和樂(lè)趣。我國(guó)的科學(xué)課程時(shí)長(zhǎng)不像美國(guó)那樣充沛，目前需要改進(jìn)的，是如何讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)更系統(tǒng)的掌握精華的科學(xué)知識(shí)，并將其應(yīng)用于實(shí)踐。這就需要精簡(jiǎn)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，找準(zhǔn)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，將各學(xué)齡段的核心概念落實(shí)到每個(gè)學(xué)生身上，同時(shí)加強(qiáng)跨學(xué)科思維的訓(xùn)練，把精簡(jiǎn)后的核心概念靈活發(fā)散開(kāi)來(lái)，再綜合起來(lái)，爭(zhēng)取讓學(xué)習(xí)或生活中的每一段體驗(yàn)和每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都有序的穿插起來(lái)，形成一個(gè)系統(tǒng)性的整體。

3.2走具有中國(guó)特色的“跨學(xué)科概念”科學(xué)課程道路

我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)，在探索課程改革的道路上，也提到過(guò)跨學(xué)科的重要性。國(guó)家哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究“十五”（2001～2005年）規(guī)劃要點(diǎn)中提出：“加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、新興邊緣交叉學(xué)科和跨學(xué)科綜合研究。要進(jìn)一步提高基礎(chǔ)研究的整體水平，拓展新的研究領(lǐng)域，努力占領(lǐng)科學(xué)的制高點(diǎn)；要加強(qiáng)新興邊緣交叉學(xué)科和跨學(xué)科研究，加強(qiáng)社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)的交叉結(jié)合研究”。可見(jiàn)，我國(guó)對(duì)于跨學(xué)科的態(tài)度不僅借鑒別國(guó)的優(yōu)良經(jīng)驗(yàn)，更具有自己獨(dú)到的見(jiàn)解和研究意義。因此，我們?cè)趯?duì)跨學(xué)科概念研究時(shí)，眼光不應(yīng)該狹隘，要著眼于發(fā)展出適合我國(guó)當(dāng)下科學(xué)課程改革和完善的道路來(lái)，例如：NGSS中跨學(xué)科概念要素中有7個(gè)，但對(duì)于我國(guó)而言，可根據(jù)具體情況在這7個(gè)概念中再進(jìn)行合并或拆分（例如：可將模式和結(jié)構(gòu)兩個(gè)要素進(jìn)行整合），也可新增加另外的要素，進(jìn)行知識(shí)的再生產(chǎn)，但這前提是必須適宜我國(guó)的科學(xué)課程改革。我們應(yīng)該本著勇于探索、敢于質(zhì)疑的態(tài)度對(duì)科學(xué)課程體系不斷完善，這同時(shí)也是作為科學(xué)課程的價(jià)值觀所要傳遞的。

綜上，跨學(xué)科概念對(duì)于我國(guó)的科學(xué)課程改革具有重大意義，我們作為一名中國(guó)的教育工作者，在關(guān)注到了此領(lǐng)域的重要性時(shí)，必須要發(fā)出我們的聲音，為教育事業(yè)做出貢獻(xiàn)，使我國(guó)科學(xué)課程的建設(shè)不斷進(jìn)步！

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