跨学科概念对我国科学课程改革的启示

张子平

摘 要 美国《新一代科学标准》的颁布为美国的未来科学教育指明了方向，同时也给了我国新科学课程标准的制定提供了一定参考。笔者从美国《下一代科学标准》中的其中一维度—跨学科概念进行深入分析与解读，并结合我国科学教育的现状，得出对我国科学教育的启示，即：精简科学基础知识，加强跨學科思维训练；走具有中国特色的“跨学科概念”科学课程道路。

关键词 跨学科概念 科学教育 科学课程

中图分类号：G42 文献标识码：A

0引言

跨学科概念是美国《新一代科学标准》（以下简称NGSS）“基础框”内容中的一重要维度。它作为工程学、 生物学、 生命科学和地球与空间之间的桥梁，不仅对美国科学课程有重要研究价值，对我国的科学课程改革也具有重要启示。然而，我国目前对跨学科概念的关注和研究还比较少，将其应用到科学课程研究的更是少之又少。因此，本文探讨跨学科概念的内容和发展、挖掘跨学科概念与我国科学课程的联系，试图找出一条以“跨学科概念”为辅助，促进我国科学课程改革的道路。

1跨学科概念的内容与发展

跨学科概念主要指一些被普遍用在科学与工程实践中的概念，在近五年美国科学课程的重要文件《K-12年级科学教育框架》和NGSS中，它被细分为模式，机制和解释，系统和系统模型，能量与物质，结构和功能，稳定和变化以及尺度、比例和数量这7个跨学科概念。跨学科概念源于跨学科的兴起，跨学科最早兴起于20世纪20年代，当时的美国社会科学研究会正致力于研究整合因专业化而被孤立的各学科。后来，经济合作与发展组织（以下简称OECD）的教学研究及改革中心又在世界范围内进行了首次跨学科活动的调研，使得跨学科广泛进入到教育界的视野中。事实上，美国对于跨学科概念的研究已有10多年，在NGSS颁布之前，美国就将“跨学科概念”以“通用概念”或“统一主题”的名称在美国代表性的科学标准中提及过多次并加以实践。跨学科概念发展至今，对于美国科学教育而言已经是理论相对比较成熟且有一定实践成果的体系。但是，国内对于跨学科概念的研究还没有相对完善的体系。国内学者目前大多从美国《国家科学教育标准》中的“统一概念”和《K-12科学教育框架》中的“跨学科概念”进行比较；跨学科概念与科学本质观之间的联系等进行研究。

2跨学科概念与我国科学课程的联系

我国的科学课程按照教育程度划分为小学科学和初中科学。目前小学科学以综合课程的形式教学，初中科学除了浙江省是综合课程外，其余省份均为分科课程。本文通过将跨学科概念与我国科学课程的内容进行比较，寻找出两者之间的内在联系。

2.1 跨学科概念与小学科学课程的联系

《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》中的第三部分课程内容包含物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程4个领域，教育部从中选取了适合小学生学习的18个主要概念供其学习，其中，物质科学中有“物质具有一定的特征，材料具有一定的性能”；“机械能、声、光、热、电、磁是能量的不同表现形式”等这样一些概念。从用词上，我们可以得知，这些概念涉及到了“能量”、“物质”等一类词汇的使用；从语言表述上，我们可以发现，它们是以具体的例子（如光、热）在围绕着某些概念（如能量），以归类和描述其属性的方式来表达。我们可以将其与跨学科概念要素中的“能量与物质”来比较，跨学科概念中的“能量与物质”在NGSS中给出了解释，虽然解释的内容比较抽象，但可以发现，它同样是以归类和表达其性质的方式在叙述。由此可以分析出，跨学科概念要素中的“能量与物质”和上述举出的小学科学课程内容中的一些概念具有很强的联系，它们都在促进学生对“能量与物质”概念的外延和内涵上的把握，帮助学生分清“哪些是属于物质的”，“物质具有哪些属性”，只不过前者的表述更为具体，后者则比较抽象。因此可以看出，跨学科概念与我国小学科学课程内容紧密相关，完成这些概念的理解与掌握，孤立的学科教学模式是不可能做到的，必须将学科有机的联系在一起，才能更好的让学生学会对一类事物的归类和应用。

2.2跨学科概念与初中科学课程的联系

我国的初中科学课程大多为分科课程，即分为物理学、化学和生物学课程。关于跨学科概念与我国初中科学课程的联系研究，南京师范大学课程与教学论专业硕士研究生廖婷婷在《跨学科概念融入初中科学教育的初步研究》一文中，将跨学科概念分别对初中生物学、物理学、化学课程进行对应性和关联性研究及实证研究，发现跨学科概念与这三门学科课程内容高度对应，对应关系呈现一对一或一对多的表现形式，即跨学科概念与这三门学科课程内容的联系和对应极为紧密；此外跨学科概念与这三门学科各水平知识都有紧密的联系，关联性很大。这项研究强有力的证明了，将跨学科概念引入初中科学课程是可行的。跨学科概念的意义在于贯穿各学科，使学科之间呈现有意义的连接，而将其引入初中科学教育中，则能使看似孤立的分科科学课程变得紧密相连，构成一个科学系统。

3跨学科概念对我国科学课程改革的启示

纵观我国科学课程的发展历史，国内教育工作者围绕着课程改革，制度完善，学科地位等问题进行了一系列调查、分析工作，使得我国科学教育日益完善。然而，不同学科如何实现内在统一，小学、中学的科学概念如何循序渐进等问题还需进一步解决。经过上述的分析发现，跨学科概（下转第20页）（上接第18页）念这一维度对于我国科学课程的改革具有重大意义，共有如下启示：

3.1精简科学基础知识，加强跨学科思维的训练

跨学科概念的成功引入要建立在知识与实践相结合的基础上，通过实践能够让学生亲身体验各种活动，体会科学学习的特点和乐趣。我国的科学课程时长不像美国那样充沛，目前需要改进的，是如何让学生在有限的时间内更系统的掌握精华的科学知识，并将其应用于实践。这就需要精简科学基础知识，找准学生的最近发展区，将各学龄段的核心概念落实到每个学生身上，同时加强跨学科思维的训练，把精简后的核心概念灵活发散开来，再综合起来，争取让学习或生活中的每一段体验和每一个知识点都有序的穿插起来，形成一个系统性的整体。

3.2走具有中国特色的“跨学科概念”科学课程道路

我国长期以来，在探索课程改革的道路上，也提到过跨学科的重要性。国家哲学社会科学研究“十五”（2001～2005年）规划要点中提出：“加强基础研究、新兴边缘交叉学科和跨学科综合研究。要进一步提高基础研究的整体水平，拓展新的研究领域，努力占领科学的制高点；要加强新兴边缘交叉学科和跨学科研究，加强社会科学与自然科学的交叉结合研究”。可见，我国对于跨学科的态度不仅借鉴别国的优良经验，更具有自己独到的见解和研究意义。因此，我们在对跨学科概念研究时，眼光不应该狭隘，要着眼于发展出适合我国当下科学课程改革和完善的道路来，例如：NGSS中跨学科概念要素中有7个，但对于我国而言，可根据具体情况在这7个概念中再进行合并或拆分（例如：可将模式和结构两个要素进行整合），也可新增加另外的要素，进行知识的再生产，但这前提是必须适宜我国的科学课程改革。我们应该本着勇于探索、敢于质疑的态度对科学课程体系不断完善，这同时也是作为科学课程的价值观所要传递的。

综上，跨学科概念对于我国的科学课程改革具有重大意义，我们作为一名中国的教育工作者，在关注到了此领域的重要性时，必须要发出我们的声音，为教育事业做出贡献，使我国科学课程的建设不断进步！

参考文献

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