跨学科课程的杨浦构建与研究
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第四节 跨学科课程的建设模型

跨学科教育是提升学生解决真实问题能力的一种教学设计和实施模式。学校是落实跨学科教育的主要阵地。

虽然建设跨学科课程是学校落实相关要求的必然行动,但建设过程必须尊重学校原有的课程基础,联通各类课程、活动和项目,并结合校情、学情,逐步彰显特色。所以,学校可以探索不同路径,选择不同的课程模型。

一、流程图模型

美国的沃伦博士基于“7项21世纪学生技能”提出“‘+1’教学法”(图1—5)(7)

图1—4 利用Excel中的最小二乘法程序建立经验模型

图1—5 沃伦博士的跨学科教学流程图模型

该模型中的大概念是指与主题、学科或项目相关的一些术语和概念。它们涉及的范围广泛,如跨学科或具体的话题、学科等。

普适性概念是指主题性的概括性陈述,可应用于学科内和不同学科间。关键问题是指构成学习主题的重要问题,它们可以具有特定学科性和跨学科性。比如,“系统”“技术”是大概念,“系统的各部分是相互依赖的”“技术提高了生产力”是普适性概念,“如果没有技术,系统能提升吗?”则属于关键问题。

另外,“+1”教学法重视写作评估,强调议论文和说明文写作的重要性。在写作过程中关注提炼和表达关键思想、构建结构、整理资料来源、逻辑推理、陈述和反驳观点、组织论据、调查分析等。该教学法认为写作教学不是语言教师一个人的责任,而是每位教师共同的责任。教师需要提供更多的跨学科写作机会。

基于21世纪技能理念,来自大概念、普适性概念和关键问题的课程目标制定,项目式教学的设计和实施方式、重视跨学科写作,使“+1”教学法为跨学科课程建设提供了一种具有规范流程的模式,而流程图模型使得我们对分解跨学科教学设计与实施过程等方面更加清晰明了。

从同济大学附属存志学校的“杨浦滨江创意地图的绘制”跨学科课程可见,以学生认知过程或活动流程的时间顺序为逻辑主线构建而成的线性教学结构流畅而明确(表1—12)。

表1—12 “杨浦滨江创意地图的绘制”跨学科课程结构

二、中心聚焦模型

以芬兰的跨学科课程建设模型为例,其构建了以七项跨学科素养为核心的课程体系(图1—6)(8)。这七项跨学科素养是:思考并学会学习;文化素养、互动、自我表达;多模态识读素养;工作生活的能力、创业精神;参与、影响、建设可持续未来;自我照料、管理日常生活;信息通信技术素养。

图1—6 芬兰基于跨学科素养的课程构建图(9)

因为跨学科课程的目标、内容、组织和评价均以这七项跨学科素养为中心展开,所以跨学科素养成为课程教学各环节必须坚守的标准,起到了统领课程要素、规约教学方向的作用。

比如,同济大学附属存志学校在设计和实施“杨浦滨江创意地图的绘制”跨学科课程过程中,围绕跨学科核心目标——学会学习、责任担当、实践创新进行展开,本质上也可以构造一个基于林崇德教授提出的学生核心素养(学会学习、健康生活;人文底蕴、科学精神;责任担当,实践创新)的中心聚焦模型。

为了突出跨学科特色,亦可以核心素养为逻辑起点构建课程结构。

比如,包头中学以“积极心理学”和“课程模式论”理论为指导开发“阳光课程”。该课程以尊重学生个体差异、满足学生发展愿望为原则,以培养具有“阳光”心态与人格的学生为目标,以丰富学生学习经历、促进学生健康快乐成长为内容构建了“5S”模型(图1—7)。模型为典型的中心聚焦模型,以Sunlight(阳光)、Succeed(成功)、Share(分享)、Select(选择)、Subject(学科)为核心理念,围绕核心理念开发出语言与人文、体育与健康、逻辑与思维、科学与探索、艺术与审美、德育与活动六大核心课程。在模型的应用中,Subject(学科)是基础,Select(选择)与Share(分享)是过程,Succeed(成功)是体验,Sunlight(阳光)是学生培养目标以及学校和谐发展的愿景。从而形成以学科(Subject)为引领,运用选择(Select)、分享(Share)的方式,带领学生学会学习、体验成功(Succeed)和沐浴阳光(Sunlight)的阳光校园文化,以促进每一名学生健康快乐地成长。

图1—7 阳光课程“5S”模型

如果说小学和初中学段课程体系的核心理念具有通识性和关注个体成长的话,那么高中学段则更具专业性和关注职业体验、社会效益。

比如,上海理工大学附属中学以工程素养和“尚理”精神为核心,聚焦学生五大核心要素——人文情怀、系统思维、交流合作、设计创新、实践应用,构建出凸显“尚理”和“工程素养”的特色课程体系、课程实施体系和课程评价体系(图1—8)。基于此形成了工程素养培育“1+3+1”的特色课程群,即“工程素养培育通识”课程群、“工程与人文”课程群、“工程与技术”课程群、“工程与艺术”课程群及“工程实践体验”课程群,进而开发了思维创意、机器人基础、工程与机械基础、数学建模等特色课程。

图1—8 聚焦“工程素养”的跨学科课程建设模型

三、阶梯式模型

黄兴学校的跨学科课程“科学建模”根据问题解决方法的难度、准确性和便捷性,将同一个问题的不同解决方案分成四个递进层次:层次一是“线性模型+手工计算”,为难度最低、准确性最低、便捷性最低的探究方案;层次二是“线性模型+计算机运算”,为难度中等、准确性适中、便捷性较高的探究方案;层次三是“非线性模型+计算机运算”,为难度较高、准确性较高、便捷性较高的探究方案;层次四是“非线性模型+数学分析”,为难度最高、准确性最高、便捷性最高的探究方案(图1—9)。

阶梯式模型为探究型跨学科教学的分层教学设计提供了简便明晰的参考意见。其核心思想为跨学科课程目标所关注的学生的实际问题解决能力。

同时,黄兴学校基于学校美育育人的教育理念和课程的跨学科程度,提出了阶梯式跨学科课程模型(图1—10)。

第一级阶梯为“主题式跨学科”课程,各学科从三个维度(智慧wisdom、科学science、社会society)出发,聚焦六个指标(知识、方法、思维、习惯、精神、思想),采用问题中心的教学方式,进行WSS课程的教学设计和实施。学生需围绕某一主题,进行专题式学习,并在活动过程中综合应用多个学科的知识。第二级阶梯为“交叉学科”课程,比如植物地理学,融合植物学与地理学的学科知识、方法和思想,解决诸如公园植被分布图的绘制、探究粟的起源等交叉学科问题。第三个阶梯为“横断学科”课程,比如科学建模,将数学建模的方法和思想应用于物理、化学、生命科学、地球科学、地理学、天文学、社会生活等各领域学科。第四个阶梯为“超学科”课程,比如逻辑课、数据分析课,在实际问题的解决过程中提炼出通用的普适的思维方法,发现智慧之美,体验思维的乐趣,感受人类思想的强大力量。

图1—9 “科学建模”跨学科课程的阶梯式模型

图1—10 “WSS”课程群

四、多层次并列模型

基于设计的跨学科STEM理论为教学设计提供了一个多层次并列模型(图1—11)。

图1—11 跨学科多层次并列模型

该模型将跨学科STEM教学分为四个层次:学科内容层、跨学科大概念层、教学设计层和学习目标层,而每个层次中内含有并列的主题。

与众不同的是,该模型提出了“跨学科大概念”,一方面将其作为学习目标层中的认知目标,另一方面又将其具体列出(具体与抽象、数量与比例、图式与模式、结构与功能、原因与结果),并单独作为模型的一个层次(表1—13)。

表1—13 基于设计的跨学科STEM理论框架

事实上,跨学科大概念是一种人类的思维模式。为了在教学设计和实施中融入跨学科大概念,教师首先要深刻理解这些大概念,这就对教师提出了跨学科理论素养上的要求。

五、树状分支模型

以平凉路第三小学的“滨江DREAMS”跨学科课程为例(详见第六章)。围绕“滨江DREAMS”这一中心,课程延展形成三个板块,每个板块再延展出若干个主题,每个主题有若干个单元内容(图1—12)。课程以单元内容为基本组成单位,进行设计、实施和评价。

实践证明,对于规模较大、涉及面较广的跨学科课程,树状分支模型能较好地展现层次与结构关联,并能清晰地梳理与呈现其中的内涵脉络。

六、双向互动模型

双向互动的跨学科课程体系建设模型主要体现在“教师的教”和“学生的学”两种动机的转变上(图1—13)。

以上海交通大学附属中学的“斑马鱼系列”跨学科课程为例。教师以学习者的身份参与跨学科性质的研究型课程。对于前沿的科学研究,教师所能提供的知识上的指导十分有限,于是教师自身先要进行探究性学习,获取更多的研究资源——专业书籍、专业期刊、专家指导、实验数据等,并为学生提供上述用于支持研究的资源或获取资源的途径,抑或是指导专业数据获取的过程。同时,学生也以教师的身份参与研究,比如高年级学生带教低年级学生,以有助于知识、技能高效传授和研究传统的传承。这种称为“渗透式组织模式”的跨学科课程组织方式,既起到了教学相长的作用,提高了学习和研究的效率,也有利于形成浓厚的学术研究氛围,适用于难度较大、水平较高的跨学科研究型课程。

当然,模型只是展示跨学科课程结构或课程建设过程的一种抽象的图示。每种模型各有其优点。比如,中心聚焦模型能凸显课程目标,多层次并列模型能明晰课程设计中的各相关要素,流程图模型能有条理地显示课程实施流程,矩阵模型有助于评价课程达成目标的程度,系统整合模型有助于构建课程体系、优化课程结构。

其中,课程目标的设置和课程体系的构建尤其重要,它赋予了课程的跨学科属性,并成为课程体系的逻辑起点、主线和归宿。所以,价值观念、核心素养、跨学科大概念、普适原理或超学科的人类的理性思维方式等为模型躯壳赋予了跨学科的生命力。

图1—12 树状分支课程模型举例

图1—13 师生双向互动模型

我们在跨学科课程框架模型的构造上有独特的创造性,尤其是包头中学的“5S”模型、平凉路第三小学的矩阵模型、上海交通大学附属中学的双向互动模型等,均从抽象的模型结构上凸显出课程核心理念、课程目标设定、教学设计与实施、教学方式的转变,乃至高层次课程体系的构建等方面的创新性和实效性。