0 引言

跨學(xué)科學(xué)習(xí)是新課程改革的聚焦點(diǎn)，更是中小學(xué)課堂教學(xué)改革落地實(shí)施的有效實(shí)踐方式?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)離不開教師精心設(shè)計(jì)跨學(xué)科課程?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)的超越，打破了學(xué)科之間的壁壘，強(qiáng)調(diào)知識(shí)整合與實(shí)踐應(yīng)用。以解決實(shí)際問題為中心，將不同學(xué)科的知識(shí)與方法有機(jī)結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生從多維度思考去解決實(shí)際問題，在實(shí)踐、學(xué)習(xí)、思考與創(chuàng)造中培養(yǎng)學(xué)生的分析力、思考力、實(shí)踐力和創(chuàng)造力，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)能夠?yàn)閷W(xué)生提供更廣闊的學(xué)習(xí)視野，讓學(xué)生接觸不同學(xué)科的學(xué)習(xí)方式與思維方法，更重要的是在實(shí)踐中啟迪學(xué)生從不同視角分析問題解決問題，促進(jìn)其思維鏈與知識(shí)網(wǎng)的鏈接與融合，進(jìn)而創(chuàng)新生成解決實(shí)際問題的綜合能力。

1概述跨學(xué)科學(xué)習(xí)的主要形式

跨學(xué)科學(xué)習(xí)的主要形式有兩種。1）單學(xué)科主導(dǎo)型，即圍繞某一主題，以某一學(xué)科為主干，打通學(xué)科界限，突出“用中學(xué)”“做中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，依托此學(xué)科知識(shí)網(wǎng)與思維鏈，借鑒其他學(xué)科的思維方法和問題解決策略，促進(jìn)學(xué)生對(duì)核心概念的理解與應(yīng)用，提升他們解決真實(shí)問題的綜合能力。2）復(fù)雜問題驅(qū)動(dòng)統(tǒng)整型，即圍繞真實(shí)情境，指向問題解決，將兩種或兩種以上的學(xué)科統(tǒng)整，所有學(xué)科圍繞同一主題組織教學(xué)，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性地運(yùn)用不同學(xué)科視角、形成整合性理解與統(tǒng)籌性實(shí)踐探究，指向核心素養(yǎng)提升[]。本文討論的跨學(xué)科學(xué)習(xí)是單學(xué)科主導(dǎo)型，探索高中通用技術(shù)跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)踐流程與設(shè)計(jì)實(shí)踐案例，目的是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，即分析力、思考力、實(shí)踐力和創(chuàng)造力，使其成為能適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

2構(gòu)建高中通用技術(shù)跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)踐流程

高中通用技術(shù)跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)踐流程主要包括四個(gè)關(guān)鍵步驟。

1）選主題，確定驅(qū)動(dòng)問題。跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題的選擇要緊密結(jié)合學(xué)生的實(shí)際生活與學(xué)科知識(shí)，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和挑戰(zhàn)性。同時(shí)，跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題應(yīng)具有啟發(fā)性與吸引力，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。

2）析課標(biāo)，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)。分析跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題與各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)聯(lián)性。從培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的角度出發(fā)，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，融合各學(xué)科知識(shí)網(wǎng)與思維鏈，創(chuàng)新生成解決實(shí)際問題的綜合能力。

3）拆任務(wù)，組織活動(dòng)內(nèi)容。分析跨學(xué)科主題與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性與邏輯性，將跨學(xué)科主題分解為具體學(xué)習(xí)任務(wù)，每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)都有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求，引導(dǎo)學(xué)生逐步完成學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)階，進(jìn)而提升核心素養(yǎng)。

4）循證據(jù)，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。立足課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合學(xué)情與學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)合理的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方案。既要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成果，也要重視學(xué)生學(xué)習(xí)過程表現(xiàn)，采用過程性評(píng)價(jià)與結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合的循證評(píng)價(jià)。

3剖析高中通用技術(shù)跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)踐案例

跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)是開展跨學(xué)科教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文以“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”為例，剖析高中通用技術(shù)跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)踐流程。

3.1選主題，確定驅(qū)動(dòng)問題

3.1.1 選擇合適的跨學(xué)科主題

合適的跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題能整合不同學(xué)科的知識(shí)與思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探究欲望，幫助學(xué)生在真實(shí)生活與學(xué)習(xí)情境中建立學(xué)科知識(shí)與思維的關(guān)聯(lián)，并將其運(yùn)用到真實(shí)生活場(chǎng)景中解決實(shí)際問題。只有與學(xué)生生活和學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系的內(nèi)容才能成為學(xué)生志之所向、趣之所在。因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題的選擇通常基于生活實(shí)際，挖掘?qū)W科之間的交叉點(diǎn)。

首先，生活中存在許多復(fù)雜問題，需要綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)與思維來(lái)解決。本文選擇“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”這一主題，是基于北方地區(qū)冬季到來(lái)較早，影響蔬菜生長(zhǎng)，導(dǎo)致城市容易出現(xiàn)蔬菜短缺的現(xiàn)實(shí)情況。這一主題與學(xué)生的真實(shí)生活情境聯(lián)系密切，探討室內(nèi)種植的可行性。

其次，“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”既關(guān)聯(lián)普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中理解控制的概念和原理，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，又關(guān)聯(lián)普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中學(xué)生需要運(yùn)用信息技術(shù)知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集（如通過傳感器獲取溫度、濕度、光照等數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)處理（對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)）和算法與程序設(shè)計(jì)（編寫控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化控制）。

再次，“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”涉及運(yùn)用物理知識(shí)理解傳感器的工作原理，同時(shí)需要運(yùn)用生物知識(shí)了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求等。

最后，通用技術(shù)提供控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理和方法，信息技術(shù)負(fù)責(zé)硬件編程和軟件控制，物理為傳感器和執(zhí)行器的工作提供理論支持，生物指導(dǎo)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境控制。通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)整合這些學(xué)科知識(shí)，實(shí)現(xiàn)智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作。

3.1.2 確定驅(qū)動(dòng)問題

驅(qū)動(dòng)問題是圍繞跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題選擇設(shè)計(jì)、契合課程標(biāo)準(zhǔn)的、具有凝練學(xué)習(xí)建構(gòu)意義的問題。它能夠激發(fā)學(xué)生的探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題。根據(jù)實(shí)際教學(xué)需求和學(xué)生特點(diǎn)，將跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”的驅(qū)動(dòng)問題確定為：如何綜合運(yùn)用傳感器技術(shù)（如溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器等）和信息技術(shù)（編程、數(shù)據(jù)處理等）實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)（如溫度傳感器、濕度傳感器、光照強(qiáng)度等）的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)調(diào)控，以滿足不同農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求？在驅(qū)動(dòng)問題下生成的核心任務(wù)是設(shè)計(jì)與制作智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)，該任務(wù)與整個(gè)主題的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)密切關(guān)聯(lián)，貫穿跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)施全過程

3.2析課標(biāo)，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)

設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)是開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。重在為學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)指明方向，衡量學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)中的收獲與成長(zhǎng)。跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定要經(jīng)歷一個(gè)從本學(xué)科到跨學(xué)科的推演過程，既要立足本學(xué)科的核心素養(yǎng)目標(biāo)，又要兼顧所跨學(xué)科的核心素養(yǎng)目標(biāo)，是一個(gè)重新整合的學(xué)習(xí)建構(gòu)過程。

首先，深入研究涉及的跨學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)，不斷探尋不同學(xué)科在知識(shí)、技能和素養(yǎng)等方面的契合點(diǎn)與互補(bǔ)點(diǎn)；其次，考慮本學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成，體現(xiàn)本學(xué)科課程的核心素養(yǎng)；最后，跨學(xué)科學(xué)習(xí)的實(shí)施通常會(huì)打破原有的內(nèi)容與形態(tài)，且不可避免地發(fā)生分解和重組，因此，教師在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)需要遵從和服務(wù)于本學(xué)科的核心素養(yǎng)目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上融入跨學(xué)科課程的核心素養(yǎng)?；谏鲜龇治?，制定“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”學(xué)習(xí)目標(biāo)，如表1所示。

3.3 拆任務(wù)，組織活動(dòng)內(nèi)容

設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)任務(wù)是實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理的學(xué)習(xí)任務(wù)能夠引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和技能，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力。

首先，跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)通常從驅(qū)動(dòng)問題出發(fā)，圍繞活動(dòng)內(nèi)容設(shè)置多個(gè)核心任務(wù)，構(gòu)成一串任務(wù)鏈。任務(wù)的設(shè)計(jì)要前后關(guān)聯(lián)，任務(wù)之間的邏輯關(guān)系要清晰，任務(wù)目標(biāo)要明確，通常采用總一分一總或分—總的形式。

其次，核心任務(wù)要緊扣真實(shí)情境、素養(yǎng)培育和關(guān)鍵問題解決。每個(gè)核心任務(wù)又分解為一系列子任務(wù)，子任務(wù)分解為若干個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)。

最后，組織活動(dòng)內(nèi)容，將知識(shí)學(xué)習(xí)嵌入任務(wù)執(zhí)行或問題解決的探究過程，體現(xiàn)“用以致學(xué)”的教學(xué)認(rèn)識(shí)論和知識(shí)到素養(yǎng)的建構(gòu)認(rèn)知過程。

本文以“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”為例，緊扣普通高中通用技術(shù)必修2第四單元“控制及其設(shè)計(jì)”課程知識(shí)主線與學(xué)科大概念“控制”，關(guān)聯(lián)信息技術(shù)、物理、生物學(xué)和勞動(dòng)等課程，設(shè)置了4個(gè)核心任務(wù)9個(gè)子任務(wù)22個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)，如圖1所示。

表1“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”學(xué)習(xí)目標(biāo)

將跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)內(nèi)容圍繞的驅(qū)動(dòng)問題“如何綜合運(yùn)用傳感器技術(shù)（如溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器等）和信息技術(shù)（編程、數(shù)據(jù)處理等）實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)（如溫度、濕度、光照強(qiáng)度等）的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)調(diào)控，以滿足不同農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求？”拆分為感知智能農(nóng)場(chǎng)補(bǔ)光系統(tǒng)、認(rèn)識(shí)智能農(nóng)場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)、體驗(yàn)智能農(nóng)場(chǎng)灌溉系統(tǒng)、智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作4個(gè)核心任務(wù)，采用子任務(wù)主題教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的學(xué)習(xí)策略。在橫向設(shè)計(jì)思路上每個(gè)核心任務(wù)按照知識(shí)線、情境線、活動(dòng)線展開；在縱向設(shè)計(jì)思路上按照學(xué)習(xí)認(rèn)知邏輯規(guī)律，逐層深入設(shè)計(jì)4個(gè)核心任務(wù)主題相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，采用層層遞進(jìn)與環(huán)環(huán)相扣的方式融知識(shí)與技能、思維與方法于學(xué)習(xí)實(shí)踐體驗(yàn)創(chuàng)造，在解決真實(shí)問題中有機(jī)融合各學(xué)科知識(shí)和技能展開主題學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.4循證據(jù)，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

基于學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)合理的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方案是跨學(xué)科學(xué)習(xí)不可缺失的一環(huán)。評(píng)價(jià)既要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，也要重視學(xué)生探究學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，采用過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合的循證評(píng)價(jià)。

首先，跨學(xué)科學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)不僅要立足于高中通用技術(shù)學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)，更要覆蓋跨學(xué)科學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[2]?；谧C據(jù)的“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)踐案例評(píng)估，重在評(píng)估學(xué)生融通通用技術(shù)學(xué)科知識(shí)、思維與其他學(xué)科（如信息技術(shù)、物理、生物學(xué)等）知識(shí)、思維創(chuàng)新解決復(fù)雜問題的綜合能力。例如，學(xué)生能否運(yùn)用通用技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合信息技術(shù)的編程知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)場(chǎng)設(shè)備的智能控制；能否根據(jù)生物學(xué)科中農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求，運(yùn)用通用技術(shù)原理設(shè)計(jì)合適的環(huán)境調(diào)控設(shè)備。

可以通過項(xiàng)目成果展示和答辯的方式，讓學(xué)生闡述自己在項(xiàng)目中如何綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際復(fù)雜問題。

其次，跨學(xué)科學(xué)習(xí)要關(guān)注評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)目標(biāo)的一致性。“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”對(duì)照通用技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，在工程思維方面，考查學(xué)生在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制作過程中是否能運(yùn)用系統(tǒng)分析、方案優(yōu)化等方法；在創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面，評(píng)估學(xué)生的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是否具有創(chuàng)新性和獨(dú)特性；在圖樣表達(dá)方面，檢查學(xué)生繪制的控制系統(tǒng)的框圖是否準(zhǔn)確、規(guī)范；在物化能力方面，觀察學(xué)生能否將控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案成功轉(zhuǎn)化為實(shí)際的控制系統(tǒng)，并確保其正常運(yùn)行。

最后，跨學(xué)科學(xué)習(xí)要突出表現(xiàn)性評(píng)價(jià)?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)最終結(jié)果往往指向某項(xiàng)成果或者產(chǎn)品，非常適合表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的嵌入[3]。表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的成果有多種，包括論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂討論、交流對(duì)話、口頭報(bào)告等。在進(jìn)行表現(xiàn)性評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)時(shí)要編制評(píng)價(jià)量規(guī)，評(píng)價(jià)量規(guī)能有效地反映課程學(xué)業(yè)質(zhì)量成就表現(xiàn)，由表現(xiàn)維度、表現(xiàn)等級(jí)、等級(jí)描述成分組成，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量規(guī)通常參照SOLO分類理論。例如，智能農(nóng)場(chǎng)模型制作是一個(gè)動(dòng)手實(shí)踐的過程，是把方案物化，將產(chǎn)品用模型的方式表達(dá)出來(lái)的過程。其作用是檢驗(yàn)方案的可行性，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)。通過模型制作，將平面的設(shè)計(jì)立體化，可以快速發(fā)現(xiàn)新的問題，及時(shí)記錄，進(jìn)一步完善方案。借助評(píng)價(jià)量規(guī)，從功能、制作、外觀等評(píng)價(jià)維度找出模型的優(yōu)點(diǎn)和不足，進(jìn)行迭代改進(jìn)，如表2所示。

4結(jié)束語(yǔ)

通過“智能農(nóng)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作”高中通用技術(shù)跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)踐的研究，深入探討跨學(xué)科學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)流程和實(shí)踐方法?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)能夠有效地整合多學(xué)科知識(shí)與思維，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和解決實(shí)際問題的綜合能力。在跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，合理選擇跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題、明確教學(xué)目標(biāo)、科學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和任務(wù)是確保學(xué)生學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵。同時(shí)，在跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中還存在一些挑戰(zhàn)，例如，教師的跨學(xué)科教學(xué)能力有待提高、教學(xué)資源的整合和利用能力還需要進(jìn)一步加強(qiáng)等。未來(lái)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的研究和實(shí)踐，不斷完善跨學(xué)科學(xué)習(xí)的模式和方法，為學(xué)生的全面發(fā)展提供更有力的支持。

表2智能農(nóng)場(chǎng)模型評(píng)價(jià)量規(guī)

5 參考文獻(xiàn)

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