二十年來我國中學理科課程跨學科研究現狀及展望

劉佳麗 郭晨躍 張靜

【摘 要】以中國知網2003—2022年的中學理科課程跨學科研究論文為對象，通過文獻計量法和內容分析法分析發現：我國早期理科課程的跨學科教育主要源自STEM理念，跨學科教學模式以問題式學習為主，跨學科評價缺少對跨學科實踐的關注。未來，中學理科課程跨學科研究應突出跨學科的主題化內涵，注重跨學科的項目化教學模式，加強跨學科的表現性評價。

【關鍵詞】跨學科；中學理科課程；研究現狀

一、引言

跨學科的理論與實踐研究源自20世紀20年代。1926年，美國著名心理學家伍德沃斯（R. S. Woodworth）首次提出跨學科的概念。直到20世紀80年代初，跨學科這一概念才首次傳入我國。

我國中等教育十分關注跨學科教學，綜合課程、學科融合、項目式學習、跨學科主題學習等綜合多學科知識的教學層出不窮。《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》規定，在高中綜合實踐活動課程中安排研究性學習活動，以指導學生開展跨學科學習的項目研究。［1］《義務教育課程方案（2022年版）》（以下簡稱“新課程方案”）規定，各門課程用不少于10%的課時設計跨學科主題學習。［2］隨著上述課程文件的頒布實施，跨學科研究持續深入，相關研究成果日益增多。

本文基于中國知網（CNKI）的高級文獻檢索功能，將時間范圍設定為2003—2022年，以“跨學科”為主題詞，以“北大核心”及“CSSCI”為文獻來源，在文獻分類中選擇“中等教育”進行檢索。隨后，通過閱讀文獻標題和摘要，剔除與科學、物理、化學、生物、地理等5門中學理科課程無關的研究，選定符合主題的154篇文獻作為研究對象進行內容分析。

二、計量分析

（一）總體趨勢分析

文章發表趨勢與該主題內容的受關注程度及研究程度成正相關［3］。跨學科主題發文量趨勢顯示，2016年以前相關研究數量較少；隨著《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》對高中綜合實踐活動課程提出明確要求，國內對跨學科的研究熱度呈逐年上漲趨勢，2018年的發文量達到2015年的5倍；隨著新課程方案對跨學科主題學習提出明確要求，2022年跨學科研究的發文量再次顯著增加。（見圖1）

（二）文獻來源分布

研究發現，我國中學理科跨學科研究論文來源的刊物主要分為學科類期刊、教育綜合類期刊和高校學報等三個類型。如圖2所示，2021年之前，學科類期刊中的《化學教學》和《地理教學》是刊發跨學科研究論文數量排在前兩位的刊物，其次是《生物學教學》和《化學教育》，《物理教師》和《物理教學》刊發跨學科論文較少，均僅有2篇。2022年，《地理教學》和《生物學教學》仍在持續關注跨學科研究，《物理教師》《全球教育展望》《課程·教材·教法》等對跨學科的關注度明顯提高，發文篇數均有了大幅度的增加。

三、研究現狀

根據對文獻內容的分析，本文將現有研究歸納為跨學科內涵澄明、跨學科教學模式構建以及跨學科評價研究等三個方面。

（一）跨學科內涵澄明

跨學科的理論發展較為迅速，很多與跨學科相似的概念被相繼提出，如多學科與超學科等。這些概念的內涵特征有相似之處，但在本質上是存在差別的。其中，多學科強調學科間的并置和排序，跨學科強調學科間的融合與銜接，而超學科指超越學科邊界，進行學科重組并發展新的解釋體系（見圖3）［4］。跨學科軟化了學科邊界，不限于單一學科，提倡整合多學科的方法和手段來解決實際問題。

理科課程的跨學科教育主要源自STEM理念，強調理科工程思維的問題驅動性以及跨學科整合性。STEM整合了科學、工程、數學和技術這四門學科領域的知識，通過解決實際問題培養學生發現問題、解決問題的能力。這種整合具有的情境性、實踐性和跨學科性，是一種跨學科學習的范式。跨學科中的學科類別界定與STEM類似，但又不限于STEM強調的四門學科。我國學者提出的較有代表性的跨學科內涵如表1所示。

由表1可見，前期研究者認為跨學科跟學科交叉融合的內涵（見圖4）相似，即跨學科是在某一學科教學過程中引入其他相關學科的知識概念和方法去解決問題，更強調單一學科。自新課程方案和新版義務教育理科類課程標準頒布以來，為改變我國一直以來單科教學的傳統，研究者主張跨學科與學科交叉融合存在差異，認為跨學科是基于學生對學科學習發展的需求，立足學科本位，強調主題學習，通常以某個任務為主題，運用并整合不同學科的知識和方法，開展綜合實踐學習［9］，旨在理解、解決問題（見圖5）。如物理新課標中提到，選取跨學科實踐的課題，既要立足于物理課程內容，又要跨出物理學科［10］。只有堅持學科立場，才能“跨出”本學科知識的視野，將學習內容拓展到其他學科及社會性科學議題中，圍繞科學、技術、社會、環境等主題進行跨學科實踐探究，借助其他學科的工具解決問題，從而實現學科“外跨”，體現綜合性和實踐性。如化學新課標設立“化學與社會”跨學科實踐學習主題，安排了調查我國航天科技領域新能源、新材料的應用等活動。

隨著新課程方案和新課標的頒布，研究者對跨學科內涵的理解不斷更新，并且正在逐漸趨向統一，這有利于促進教師建構準確的跨學科立場，明確跨學科教學“教什么”和“如何教”的問題，從而促進學生更好地開展跨學科實踐并有效培養學生的核心素養。

（二）跨學科教學模式構建

近年來，為了更加有效地實施跨學科整合課程，進一步培育學生的核心素養，跨學科教學模式不斷涌現，包括問題式學習、項目式學習、探究式學習和設計式學習。四種跨學科教學模式的文獻分布情況如圖6所示。

由圖6可知，問題式學習是我國理科課程跨學科的主流教學模式，相關研究數量占比高達62%。問題式學習強調在有意義的復雜問題情境中設計學習活動，通過學生合作解決實際問題，促進學生理解與建構所學知識，從而形成解決問題的技能［11］。該模式側重培養學生解決問題的能力，如有研究者提出，從某個學科的角度出發提出問題，在探究活動的過程中引入其他學科解決問題，從而拓寬學生的橫向思維能力［12］。

其次是項目式學習，相關研究數量占比為30%。項目式學習以實踐性項目為中心，將跨學科內容和思維能力發展與實際生活環境相聯系［11］。該模式側重培養學生的合作能力，如有研究者嘗試讓學生通過小組合作學習，在任務解決的過程中運用并整合多學科知識，提升科學思維能力［13］。

探究式學習和設計式學習的相關研究最少，僅各占4%。探究式學習指基于對科學探究的理解，創設促進學生認知、情感發展的教學情境，讓學生動手動腦主動獲取科學知識，發展探究能力［14］。該模式側重培養學生的探究式學習能力，如有研究者以生活和社會問題為中心，設計跨學科的探究學習活動，幫助學生形成豐富多樣且互相關聯的探究學習體驗［15］。設計式學習通過課程學習讓學生學會設計，是以問題解決為目標的學習模式［16］。該模式側重培養學生的合作能力和創新能力，如有研究者基于雙循環探究模型，建構了整合計算思維的STEM工程設計教學模式［17］。

目前，我國跨學科教學主要采用問題式學習和項目式學習模式。實際上，不同教學模式對于學生素養的發展各有側重，但同時也各有局限。例如，項目式學習耗時較長，需要學生利用課后時間完成，具有較強的挑戰性；設計式學習已在國外得到廣泛使用，經常出現在STEM課程的工程設計方法中，但國內相關研究起步較晚，本土化應用還有待進一步完善。

（三）跨學科評價研究

現有研究發現多方面評價在跨學科中至關重要。為了給予學生更全面的評價，有研究者設計了多維度的評價方式，例如高瀟怡［18］嘗試從學習目標的知識、技能、實踐和情感等四個維度來對跨學科教學進行評價。因其面向學生素養的培育，貫徹了教、學、評一致性的理念，故本文基于這一維度劃分，對跨學科評價類研究進行分析（見表2）。統計跨學科評價涉及的維度時，如果某篇文獻涉及多方面的評價，則在相應維度上分別計入1篇。

表2 跨學科評價維度的定義及相關研究分布情況

[維度 定義 篇數 占比 知識 指結構化和系統化的概念，以及連接多個學科的交叉概念或一般概念，包括基本概念、基礎原理、跨學科知識的關聯以及整合建構的大概念等 10 30.3% 技能 指學習者做某事的能力，包括交流技能、使用信息與技術的技能、整合知識的技能和學科技能（如物理實驗操作技能）等 14 42.4% 實踐 指學習者能夠將所學的知識和技能聯系起來，并運用到實際的問題解決中去，包括解決問題的能力、合作精神和創新意識等 3 9.1% 情感 涉及學習者的情感領域，包括態度、信念、動機、興趣及價值觀等 6 18.2% ]

研究結果表明，跨學科評價研究更多關注技能與知識。其中，跨學科技能評價研究占42.4%，說明國內跨學科教學開始關注學習者的技能，如有研究者采用過程性評價表，根據學生課堂上的化學實驗操作、表達交流等表現檢測教學效果［19］。跨學科知識評價研究占30.3%，如有研究者設計項目反思卡，引導學生對項目內容、結果、開展過程進行回顧和整理［20］。涉及跨學科情感評價的研究占18.2%，如有研究者運用表現性評價，考查學生對地理知識的理解與應用程度，學生地理能力的發展狀況，以及學生情感、態度、價值觀及核心素養的形成等［21］。而跨學科實踐評價的研究最少，僅有9.1%，如有研究者以形成性評價為主，從問題導向的探究、邏輯推理、團隊合作等維度來評價中學生探究學習的效果［15］。

當前，跨學科評價研究開始逐漸關注學生素養的發展，強調在真實情境中開展多元評價。評價的內容主要涉及學生積累的知識、參與的態度、掌握的方法、展示的成果、收獲的情感、合作精神、解決問題的能力以及創新意識等，但評價的環節往往是對概念知識和作品進行隱性評價，很少有詳細的評價方案和量規。

四、總結與展望

（一）突出跨學科的主題化內涵

跨學科意味著對傳統學科觀的顛覆。傳統學科觀認為，每個學科都有其獨立的研究對象和獨特的研究方法。近年來，隨著跨學科教學在義務教育階段的逐漸興起和相關研究的逐漸豐富，關于跨學科教學能否取代分科教學的探討也已出現。實質上，跨學科教學是在分科教學的基礎上實施的，兩者相互促進，跨學科教學是不可能也不應該完全取代分科教學的。

新課程方案規定，各學科應用不少于本學科總課時10%的時間來開展跨學科主題學習（實踐活動）［2］，比如地理新課標首次加入跨學科主題學習，生物新課標也設立了“生物學與社會”跨學科實踐學習主題等。目前，有不少教師認為跨學科就是各學科的“拼盤”，在教學中一味地堆砌不同學科的知識內容，這與跨學科實踐的教學目標背離。［9］與單一學科學習不同，跨學科主題學習一般是圍繞真實情境中的問題、任務和項目來展開的，首先要將實際學習問題轉化為大概念，再用大概念統攝，去確定各學科不同的學習主題。理科新課標特別強調學科大概念在教學中的統攝作用，注重基于大概念來整體設計單元教學，如科學、化學新課標中突出了關鍵概念和跨學科大概念［22］。實踐中，需采用基于學科又超越學科的教學方式，以避免拼盤式的跨學科主題學習對知識學習的忽視［23］。未來，跨學科教學要在跨越單一學科的基礎上，圍繞核心主題進行教學設計并實施，著眼于對真實問題的理解和解決，突出跨學科的主題化內涵。

（二）注重跨學科的項目化教學

跨學科教學模式意味著對傳統教學觀的顛覆。傳統教學觀認為，教師是教學的主體，是知識的傳授者，注重單向的知識傳遞。在新課程改革的理念下，教師在進行跨學科教學時，要及時轉變教學觀念，不能滿足于讓學生掌握基本知識，還要注重培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。

新課程方案提出，推進綜合學習的課程實施方案，倡導教師積極開展項目化學習等綜合性教學活動。［2］這些要求有助于促進教育教學觀念的轉變，使教學觀從知識本位轉向素養本位。教師應以學生為中心，以發展學生的能力素養為鵠，研制更適切的跨學科教學模式，更好地培養學生的必備品格和關鍵能力。在當前各學科的教學實踐中，跨學科問題式學習最為常見，其結合學生的實際能力水平來設計問題，更容易形成有梯度、分階段的學習進程。但問題式學習的缺點在于設計的問題可能會脫離現實，問題解決的實用價值會受到一定限制。此外，問題式學習對于實際操作能力的培養略顯不足。項目式學習可以有效改善問題式學習存在的缺陷，未來應更加注重對跨學科項目式學習模式的研究。與此同時，目前我國跨學科的本土化研究相對薄弱，大多是套用國外的教學理論，缺乏具有中國特色、反映中國實情的理論思辨與實踐探索。未來，需要加強對跨學科理論及實踐的本土化研究，基于跨學科本質內涵和新時代人才培養目標，結合我國基礎教育階段學生的能力水平與特點，探索出適合我國教育新形勢的跨學科教學模式。

（三）加強跨學科的表現性評價

跨學科評價體系意味著對傳統評價觀的顛覆。傳統評價觀認為，學生考試的分數即其能力的外在表現，強調終結性評價，重視甄別和選拔。在新課程改革理念下，教師應革新評價觀念，改變應試教育背景下形成的以考核書本知識掌握程度為主的課程考核評價觀。教師、研究者應依據新課程方案提出的素養目標，著力探索考核學生的知識技能掌握，發現問題、探索問題、解決問題的能力，學習態度及價值觀等多方面發展情況的表現性評價。

新課程方案指出，加強知識學習與學生生活、社會間的聯系，關注典型行為表現，推進表現性評價；對跨學科實踐堅持以過程性評價為主［2］。如物理新課標設立的跨學科實踐學習主題側重體現物理學與日常生活、工程實踐、社會發展等方面的聯系。不同于常規教學，跨學科實踐具有活動性、開放性的特點，評價跨學科實踐教學應指向學生的過程表現以及素養習得，這正是表現性評價的關鍵所在。表現性評價通過關鍵表現和物化成果來考核學生在實踐活動中的探究學習、問題解決以及溝通合作等能力；實現了從“考知識”到“考素養”的轉變，突破了傳統評價形式的局限，進而推動跨學科實踐教學質量診斷工具的開發［9］。未來，跨學科的評價研究應關注跨學科實踐，加強表現性評價。

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