《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架提出要培養(yǎng)在未來社會(huì)具有核心競爭力的人才。教育承擔(dān)起了培養(yǎng)具有高級思維能力、高端技術(shù)加持的高科技人才的重任，這激發(fā)了我們作為信息科技學(xué)科教師的使命感，我們可以從跨學(xué)科融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中去尋找答案。

跨學(xué)科融合和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

跨學(xué)科的概念最早在20世紀(jì)20年代由美國社會(huì)科學(xué)研究理事會(huì)（SSRC）首次提出。1937年，《韋氏新大學(xué)詞典》及《牛津英語詞典（增補(bǔ)本）》首次收錄了“interdisciplinary”（跨學(xué)科）一詞。美國心理學(xué)家羅伯特·塞欽斯·伍德沃斯（R.S. Woodworth）認(rèn)為跨學(xué)科融合指的是涉及兩個(gè)或者多個(gè)學(xué)科的研究領(lǐng)域。對于跨學(xué)科的定義通常是指通過融合兩個(gè)及以上學(xué)科的知識(shí)、方法及理論促進(jìn)理解或解決某一學(xué)科內(nèi)難以解決的問題。國內(nèi)學(xué)者劉仲林認(rèn)為，跨學(xué)科指的是打破學(xué)科之間的壁壘，將不同學(xué)科的理論和方法有機(jī)融合進(jìn)行研究與教育。學(xué)者杜惠潔和舒爾茨認(rèn)為跨學(xué)科教學(xué)指的是以一個(gè)學(xué)科為中心，在這個(gè)學(xué)科中選擇一個(gè)主題，圍繞這個(gè)主題運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)對主題進(jìn)行設(shè)計(jì)教學(xué)。

在20世紀(jì)初，威廉·赫德·基爾帕特里克就提出了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的概念，他主張開展有目的性的活動(dòng)。邦威爾和艾松在90年代初開始將項(xiàng)目引入教學(xué)，提出了新名詞——項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）。它是以學(xué)生為主、對現(xiàn)實(shí)世界的主題或問題進(jìn)行探究的創(chuàng)新方法。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)通過項(xiàng)目促進(jìn)學(xué)生探究、協(xié)作、批判性思考和解決問題的能力。2019年教育部發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》中提出積極推動(dòng)學(xué)生開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)；2020年上海市教委出臺(tái)了《義務(wù)教育項(xiàng)目化學(xué)習(xí)三年行動(dòng)計(jì)劃（2020—2022年）》；2022年教育部發(fā)布的義務(wù)教育課程方案及各學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)，在課程實(shí)施中有了“積極開展主題化、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”的明確指示。

跨學(xué)科融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)構(gòu)建意義

一是被改變的課堂。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的引入很大程度上改變了課堂教學(xué)方式，我們需要重新思考教師和學(xué)生之間的課堂關(guān)系，更加強(qiáng)調(diào)協(xié)作，更趨同于運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)來解決問題，摒棄只能用一個(gè)學(xué)科的知識(shí)來解決復(fù)雜問題。二是被改變的教師。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課堂上，教師要放棄課堂的完全控制權(quán)，要學(xué)會(huì)做更多的課堂預(yù)設(shè)計(jì)劃，需要準(zhǔn)備充分的結(jié)構(gòu)化的指導(dǎo)。教師在設(shè)計(jì)項(xiàng)目、建立課堂文化、鼓勵(lì)學(xué)生參與和指導(dǎo)學(xué)生時(shí)，會(huì)充分尊重學(xué)生原有的儲(chǔ)備知識(shí)以及新增的知識(shí)。三是被改變的學(xué)生?？鐚W(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)直接指向了21世紀(jì)學(xué)生技能養(yǎng)成，指向問題解決的能力，學(xué)生通過完成真實(shí)任務(wù)而習(xí)得的知識(shí)可以被更好地組織起來并與原有的知識(shí)整合。通過問題式學(xué)習(xí)獲取知識(shí)的學(xué)生能夠更加牢固地記住所學(xué)的內(nèi)容。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)促進(jìn)了學(xué)生的參與度，學(xué)生與同伴之間有分工有合作，有充分的發(fā)言權(quán)和選擇權(quán)。這樣的學(xué)生才是具有生命力的。課堂、教師和學(xué)生是被改變、被重構(gòu)的，是具有勃勃生機(jī)的。

跨學(xué)科融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施模型

現(xiàn)在國內(nèi)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施模型基本上是參考了巴克教育研究所的黃金標(biāo)準(zhǔn)。黃金標(biāo)準(zhǔn)包含兩個(gè)部分，七大項(xiàng)目設(shè)計(jì)核心要素（具有挑戰(zhàn)性的問題、持續(xù)的探究性、真實(shí)性、學(xué)生的發(fā)言權(quán)和選擇權(quán)、反思、批判性反饋及改進(jìn)、公開展示的作品）和七大項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐（設(shè)計(jì)與規(guī)劃、與課標(biāo)相對應(yīng)、建立課堂文化、管理教學(xué)活動(dòng)、搭建學(xué)習(xí)支架、評估學(xué)生的學(xué)習(xí)、參與和指導(dǎo)）。筆者嘗試開展了多年的校本課程教學(xué)，不斷探索課程實(shí)施模式，親身實(shí)踐了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)之后，在巴克教育研究所模型的基礎(chǔ)上做了調(diào)整，找到了適合學(xué)生的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施模型：聚焦、分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、復(fù)盤。

一是充分聚焦，明確要解決的問題。世間萬物各式各樣的問題千千萬，我們無法做到對每個(gè)問題都能深究，而是需要充分考慮以學(xué)生為中心，從學(xué)生的學(xué)習(xí)情境和生活環(huán)境入手，展開頭腦風(fēng)暴，選取亟待解決的、與我們現(xiàn)有能力匹配的、力所能及可以解決的問題。在學(xué)校智慧星球創(chuàng)客班的孩子們的一次討論會(huì)上，陳藝朵同學(xué)提出了她遇到的苦惱的事情：她們家基本上都是媽媽在做飯，但是她媽媽工作特別忙，有時(shí)候工作還要帶回家來做，經(jīng)常是一邊做飯一邊還要處理事情；她媽媽在做飯的時(shí)候總是顧不上看灶臺(tái)的火，有兩次是聞到了焦味才發(fā)現(xiàn)鍋燒干了，都已經(jīng)燒煳了，甚至都快要著火了，看起來就特別危險(xiǎn)。那該怎么辦呢？可以想什么辦法來解決呢？

二是分析問題，提出解決方案。把提出的問題列出來之后，小組的成員充分討論，記錄方案，可查閱文獻(xiàn)或通過互聯(lián)網(wǎng)搜索，將方案與查閱的資料進(jìn)行比對。小組的問題已經(jīng)足夠聚焦了，就是如何防止鍋燒干。大家集思廣益，有的說可以定個(gè)鬧鐘，時(shí)間一到就響；有的說如果鍋燒到一定程度，燃?xì)庠钅茏詣?dòng)關(guān)火，那就不會(huì)燒干了呀；有的說那是不是可以做一個(gè)報(bào)警的裝置，如果燒菜的時(shí)候水快燒干了就發(fā)出警報(bào)來提示。大家把解決方案都提了出來，接著要到互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行關(guān)鍵字搜索求證一下：其他人有沒有類似的方案或者有更優(yōu)的解決方案。定鬧鐘的方案不是特別適合大部分的情況；燃?xì)庠钭詣?dòng)關(guān)火的方案關(guān)鍵在于改造燃?xì)庠睿@個(gè)有點(diǎn)復(fù)雜；水燒干就發(fā)出警報(bào)提示的這個(gè)方案看起來更加容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)度會(huì)高很多。

三是設(shè)計(jì)模型，算法實(shí)現(xiàn)問題解決。小組成員針對問題解決方案，按照相對精細(xì)化的比例，繪制出設(shè)計(jì)草圖，選擇合適的材料進(jìn)行加工，做好結(jié)構(gòu)之后，在程序的編寫上以實(shí)現(xiàn)功能為主，優(yōu)化算法。鍋里的水燒干了就會(huì)發(fā)出警報(bào)，如果要滿足這樣的條件，可以選擇開源硬件里的土壤濕度傳感器作為水量的探測，警報(bào)的提示可以選擇開源硬件里的蜂鳴器，在編寫程序的時(shí)候滿足水量不足的情況下蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)考慮電池盒以及開關(guān)的位置，考慮電線連接問題。

四是驗(yàn)證展示，測試效果。小組的成員經(jīng)過聚焦討論、制定方案、動(dòng)手制作、編寫腳本之后，可以在全班展示報(bào)警器的功能并進(jìn)行講解和現(xiàn)場測試。小組的成員展示整個(gè)項(xiàng)目的完整流程，從如何聚焦問題，如何討論方案，都查閱過哪些文獻(xiàn)或者網(wǎng)站，到這個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)了什么功能，都有什么樣的效果，實(shí)地給這個(gè)裝置進(jìn)行驗(yàn)證測試。

五是復(fù)盤優(yōu)化，完善解決方案。在展示完作品后，組內(nèi)和組外的其他小伙伴可以提優(yōu)化方案，進(jìn)一步討論它的可行性。如在裝置上連接一個(gè)電子顯示屏，可用于測量濕度，也可以更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；裝置的掛鉤可以調(diào)整一下高度，更方便掛在鍋邊；考慮安裝紅外控制，當(dāng)警報(bào)提示后，控制關(guān)閉灶臺(tái)。整個(gè)過程中，老師是組織、引導(dǎo)的角色——管理好時(shí)間，組織好課堂，做好輔助和引導(dǎo)，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行點(diǎn)撥和提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)支架。這個(gè)項(xiàng)目用到了開源硬件里的蜂鳴器、土壤濕度傳感器、Arduino主板、木板、鐵絲來完成結(jié)構(gòu)部分，利用Arduino IDE軟件寫代碼，實(shí)現(xiàn)了防干燒報(bào)警器的制作。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)施模型中的聚焦、分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和復(fù)盤幾個(gè)流程是按照邏輯線索來逐一推進(jìn)的，問題的解決很大程度上取決于學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、思維能力、綜合應(yīng)用能力、協(xié)作能力等。在復(fù)盤優(yōu)化環(huán)節(jié)中我們看到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的模型與現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用之間的差距。我們要把模型做成產(chǎn)品的話，需要考慮更多現(xiàn)實(shí)問題，如防干燒報(bào)警器電池盒主板的封裝問題，土壤濕度傳感器的接觸端是否屬于食品級，結(jié)構(gòu)中木板的材質(zhì)問題，整體結(jié)構(gòu)中前端與末端比例問題等。我們開發(fā)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課程還有很多案例，都是基于真實(shí)問題而來的，下一步規(guī)劃就是要讓理想與現(xiàn)實(shí)更為接近，能夠做到真正解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的產(chǎn)品意識(shí)。

結(jié)" 語

跨學(xué)科融合突破單一學(xué)科內(nèi)的思維定勢，從更廣闊、更全面的角度審視和解決問題。不同學(xué)科的知識(shí)和方法可以相互補(bǔ)充，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)新的研究方向和解決方案，將理論知識(shí)與生命情感體驗(yàn)融為一體，達(dá)到“知行合一”的境界，從而更好地應(yīng)對復(fù)雜現(xiàn)實(shí)情境。在信息科技學(xué)科中跨學(xué)科融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)對于推動(dòng)培養(yǎng)綜合性人才，應(yīng)對復(fù)雜現(xiàn)實(shí)情境等方面都具有重要意義。今后的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)將會(huì)更加側(cè)重于真實(shí)性、實(shí)用性，期待更多不同學(xué)科的教師們加入到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的行列中來，我們共同嘗試開發(fā)更多的跨學(xué)科融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課程，這對于學(xué)生而言是非常幸福的一件事，可以讓學(xué)生成為人工智能時(shí)代不可替代的新一代人。

注：本文系海南省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度專項(xiàng)課題“STEAM視角的兒童創(chuàng)客編程教育研究與實(shí)踐”（課題編號(hào)：QJH202010035）研究成果

編" "輯：馮艷艷