跨学科学习的内涵特征与设计实施——以信息科技课程为例

万 昆

我国《义务教育课程方案（2022 年版）》明确提出要加强课程内容与学生经验、社会生活的联系，强化学科内知识整合，统筹设计综合课程和跨学科主题学习[1]。如《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》（以下简称“新课标”）中提出跨学科主题内容包括：数字设备体验、数据编码探秘、小型系统模拟、互联智能设计等[2]13。可见，跨学科学习已成为我国义务教育阶段倡导的一种重要的学习方式。从以往文献关于跨学科学习的研究可以看出，不同学者对跨学科学习的界定莫衷一是，如董艳等人认为跨学科学习是强调综合多种学科的内容构建新的体系或方法，以解决某一特定问题的过程[3]；张良认为跨学科学习不是多门学科的内容拼盘，也并非多学科知识的了解和知晓，而是要以学科专家思维建立起知识之间的深度联系，以协同的方式解决实际问题[4]；Klein 将跨学科学习定位为两门或两门以上核心学科的综合，建立新的话语层次和知识整合，跨学科学习的过程必须整合知识，以创造一种新的理解问题的方式[5]。同时，跨学科学习也有多种形式，如基于问题的学习、基于项目的学习或综合学习，所有这些似乎都有跨学科性的特征[6]。上述研究对跨学科学习的理解还不够全面，或者说在一定程度上还没有从学科的本质出发去理解，往往会把跨学科学习引向一种单一或综合活动化的模式中。从基础教育实践来看，究竟什么是跨学科学习？如何设计实施跨学科学习？还存在着较大争议，各种所谓“跨学科学习”实践在很大程度上偏离了跨学科学习的本质意涵，甚至背道而驰，出现了“去学科化”，把一些学科学习的“常识化”“活动化”“实践化”理解为跨学科学习。因此，结合当前对跨学科学习的界定和基础教育阶段教师实践过程中反映的普遍问题，有必要对跨学科学习进行进一步解析。基于此，我们尝试厘清跨学科学习的内涵与特征，并探讨信息科技课程跨学科学习的设计与实施，以期为义务教育信息科技课程跨学科学习的实施提供有益参考。

一、跨学科学习的内涵解析

（一）学科与跨学科

从哲学语境来看，学科是关于知识的分类，学科的问题本身就是知识组织的问题，以及知识与现实的关系问题[7]。从知识论视角来看学科的分类，它是随着科学知识的不断增长，满足人们认知需要而按照知识内容体系的划分，并且这些学科有着自己独特的内容和方法论[8]。从教育学语境来看，学科指的是知识体系，反映的是适应学校教育规律和学校教学内容的基本单位。教育学语境下的“学科”是学校开设的课程、学生学习的科目。基础教育阶段中的学科，如语文、数学、物理、化学等，都是按照核心概念、原理及方法的结构化体系建立起来的，代表了有关社会或自然某个层面的探究领域，提供了一种观察世界的视角、一套解释或诠释各种现象的特殊技巧或过程，从而在学科知识中形成一种具有共识的范式[9]。因此，教育学语境中的学科的逻辑起点也是知识。本文所讨论的跨学科中的“学科”是基于教育学语境中的学科，关注两个维度，即学科知识和学科方法论。

跨学科是一种运用两个或两个以上学科解决问题的方式[10]，即将来自不同专业的知识适当地结合起来，作为一种解决实际问题的手段[11]。跨学科主要包括三个维度：一是目标维度，跨学科并不是一门学科，而是为了解决单一学科无法解决的问题而形成的一种思想；二是方法维度，是指主动地运用和整合两个或两个以上学科的方法，打破学科壁垒，解决一个真实情境中的问题或项目，而这些学科的方法应该具有一定的逻辑关系；三是内容维度，是指学科知识在其他学科知识或活动中得到拓展或改变，学科间建立起了联系。从这三点可以看出，跨学科与学科并不是二元对立的，而是以学科为基础的。

（二）跨学科学习的内涵

结合上述对学科、跨学科的理解，在理解跨学科学习之前，我们必须要澄清一个常识，即跨学科学习本身就隐含着以不同学科学习为大前提，如果没有具体学科学习在先，那么跨学科学习就是无稽之谈。基于此，我们将跨学科学习界定为：跨学科学习是以学科学习为立足点，运用两个或两个以上学科知识或方法，解决真实世界的问题或理论问题的一种学习方式，其目的是深化和拓展学习者对学科知识与学科方法的理解，以更好地发展学习者的高阶思维技能。

第一，跨学科学习是以学科学习为立足点的一种学习实践。换句话说，跨学科学习并不是传统的唯理论和经验论下的一种学习方式，而是要超越二元论，既要基于学科知识的立场，又强调学习是不断实践的过程，而在此过程中强调的是整合多个学科知识进行新知识生产的过程，以更好地理解学科中那些抽象、难以理解、综合性、主题性的知识，并创造出新的知识。而理解这些知识需要整合运用多学科的知识，并结合真实情境，不断地实践、认识、再实践的螺旋上升的过程，并使之转化为自己的学科核心素养和跨学科素养。

第二，跨学科学习面向的是真实世界的问题。跨学科学习所指的问题可以从两个层面来说：一是学科知识或方法的问题，其产生于某个学科领域，指向学科中的关键知识或方法，主要是通过跨学科学习促进学生对学科知识或方法的理解，把课程中的材料转化为综合多个学科知识或方法的问题，具有一定的挑战性。二是真实生活世界的问题。这种问题类型是综合性的，但是要解决这种问题，必须要运用两个或两个以上学科知识或方法，给学生提供真实体验。

第三，跨学科学习指向学科核心素养和高阶思维技能的发展。跨学科学习的发生不仅仅是学生知识和能力的获取，而且还强调从单一学科知识的学习到跨学科知识的学习，更加关注促进学生高阶思维技能的形成。然而，跨学科学习也并不等于不需要学科核心素养。相反，学生必须基于学科知识与学科方法，去找寻不同学科知识与学科方法联结的内容，从而产生新的观点，并突破现有的知识论边界。换句话说，跨学科学习的学习内容一定是基于学科知识与学科方法论，以更好地服务学科核心素养的发展。

第四，跨学科学习是学科学习方式的有益补充。跨学科学习学的是学科知识和学科方法，是不同学科知识与方法之间存在联结的内容。如要去挖掘学科知识中存在的其他关联学科知识，如将数学教材中的“测量”与科学教材中的“测量”进行联系，关键是要呈现跨学科学习问题设计，当然也有一种本身就是跨学科综合的问题。学科学习关注的是本学科领域的知识或方法，而跨学科学习不仅关注相关学科知识或方法，更关注的是要寻找到学科知识与学科知识、学科方法与学科方法联结的问题。跨学科学习关注的是学生如何从“学会”转向“会学”，如何将命题性知识转变为真正理解和能运用的知识。也就是说，要灵活运用知识，解决学科学习中无法触及的学科知识的联结点，并通过跨学科学习方式构建完整的概念地图，以促进学习者深度学习。

（三）跨学科学习的基本特征

第一，知识从“零散”走向“整合”。跨学科学习过程中的知识应该具有建构性、情境性、迁移性、动态性等特征。建构性是指跨学科学习过程中的知识应该是在个体与环境相互作用过程中逐渐被建构的，同时，知识的生成与知识的建构也强调个体对客观知识的主观能动性。知识的情境性主要关注的是知识的具体性、特殊性和实践性，如学习者对学科知识的深度理解，对不同学科知识之间的纵横向联系。跨学科学习的关键在于知识的迁移和运用，运用多学科知识解决生活中结构不良和复杂的生活问题。知识的生产和发展是在不断变化的，学习者通过综合运用多学科知识，以产生新的思想和知识，实现知识的再生产，因此跨学科学习过程中知识也是动态生成的。

第二，能力从“习得”走向“迁移”。在跨学科学习过程中，学习者置身于真实情境中，对知识进行整合，形成知识建构的过程。同时，要使学生能够对知识的层次进行概括、关联、整合、说明、论证和推导等，这本身就要求学习者具有跨越情境、动态运用的迁移能力。

第三，学习从“浅层次”走向“深层次”。相较于低层次学习的简单机械而言，跨学科学习具有深度学习的价值取向。根据SOLO 分类理论和布鲁姆的教育目标分类学，我们可以区分“浅层次”的跨学科学习和“深层次”的跨学科学习：浅层次的跨学科学习多指一个问题涉及多个学科知识，但各个学科知识的运用是各自独立的，而深层次的跨学科学习表现为多个学科知识的融合、应用、分析和创造性地解决问题。因此，当跨学科学习一旦发生时，学生通过两个以上学科知识和经验的反复学习，逐步形成一种跨学科思维来解决真实情境中的问题以实现深层次的跨学科学习。

第四，学习内容组织方式的统整性。跨学科学习要求学习内容的组织方式具有统整性，学习者对知识的获取需要调动多重感官技能，全身心地投入到对信息的加工、处理过程中。而对学习内容进行统整有助于学生高级心理机能的发展，一方面有助于学生对不同学科知识的概念建立意义关联，另一方面，跨学科学习内容的统整与真实生活情境相联系，更加强调“真实性”。真实性问题情境的本质特征是真实性，但真实性不等于真实，真实性问题情境具有开放性、复杂性、多元性的特征[12]。

第五，知识的转化与重构的意义关联。知识的转化与重构的意义关键在于对知识的深度理解和实践创新。深度理解是指在跨学科学习过程中，学生对事物和知识的认识，对知识本质的深度理解；实践创新是通过深层次的学习方式指向于学生高阶思维技能的培养。

二、信息科技跨学科学习设计的基本要素

通过对“新课标”中的跨学科主题学习案例统计分析，可以看出为落实义务教育信息科技课程核心素养，“新课标”总共设计了17 个跨学科主题学习案例。其中与数学课程知识结合的跨学科学习主题有12 个，与语文课程知识结合的跨学科学习主题有7 个，与物理课程知识结合的跨学科学习主题的有4 个，与道德与法治课程知识结合的跨学科学习主题有4 个。跨学科学习主题中主要培养学生信息意识的有信息安全小卫士、信息管理小助手；主要培养学生计算思维的有解密玩具汉诺塔、游戏博弈中的策略；主要培养学生数字化学习与创新的有向伙伴推荐数字设备；主要培养学生信息社会与责任的有自我管理小管家、用符号表达情感；其他主要是综合培养学生信息科技课程的核心素养。据此，可以发现，越到高年级其跨学科主题学习案例越综合，且跨学科主题学习都是以项目的方式呈现。换句话说，要落实好“新课标”中的跨学科主题学习，关键在于信息科技跨学科学习的设计与实施。

“新课标”指出信息科技课程具有基础性、实践性和综合性的特点[2]1。信息科技跨学科学习设计要引导学生利用两个以上学科知识去解决真实的、具有高阶程度的信息科技课程的问题或项目，围绕信息科技课程的核心素养，如信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任进行跨学科学习活动设计，促进学生实现深层次的学习，促进学生学科核心素养发展和高阶思维技能的形成。信息科技跨学科学习设计基于“新课标”来设计跨学科学习目标、活动和评价方式，从整体上强调真实情境案例、紧密联系生活及学生已有的经验。结合跨学科学习的内涵与特征，信息科技跨学科学习设计包括四个基本要素：跨学科学习目标设计、高阶任务设计、跨学科学习过程设计和跨学科学习评价设计。信息科技跨学科学习设计的四个要素是紧密联系且内在统一的，如图1 所示。

图1. 信息科技跨学科学习设计基本要素

（一）以问题解决为导向

以问题解决为导向的最大特点就是信息科技跨学科学习发生的过程要以问题或项目为依据。因此，在开展信息科技跨学科学习之前首先需要设计好问题或项目，然后根据问题解决的步骤进行学习环境设计和支持，同时，跨学科学习环境设计的要素也应为问题解决的过程服务。其次，跨学科学习目标设计要综合运用多学科知识，共同来解决问题。如“新课标”中的在线数字气象站案例，是综合运用信息科技、地理、物理等知识，让学生感受在较长时间、较大空间和大量数据环境下提取有效信息、发现规律的过程。

（二）注重高阶任务设计

首先，要依据“新课标”，围绕信息科技课程核心素养，在学习任务设计时注重从低阶向高阶转变，也可以是自上而下，将高阶任务分解为低阶任务。其次，强调学科知识的结构性和关联性。学习任务设计是跨学科学习的基础，单科学习中的学习任务设计可能会聚焦单一学科知识点，且通常多围绕低阶思维能力的培养。在信息科技课程跨学科学习过程中，教师要将信息科技课程核心素养内容转化为学生主动参与的学习任务。而这些学习任务具有挑战性、跨学科性，学科知识的关联性很强，学生需要运用多种技术手段去寻找资源，并通过小组间持续探索、不断查找资料、小组合作等方式来解决问题。同时，我们还需要根据高阶、挑战性的学习任务探索学科知识与方法之间联结的“点”，并连接起不同学科知识，也可以借助思维工具，确定学科知识之间的逻辑关系。因此，跨学科学习过程注重知识的结构性和关联性，特别是在高阶任务的选择和设计上要注重以信息科技课程的大概念统领不同学科知识。

（三）围绕跨学科学习发生过程设计学习活动

信息科技跨学科学习发生的过程包括经验调取、知识整合、概念理解、意义建构和深度反思五个阶段。经验调取关键在于跨学科学习问题的设计要与学生信息科技课程的先验知识和学习环境相关，与学生真实生活世界发生的事物具有较强的关联性。知识整合强调学习者要以信息科技课程核心素养为基础，对不同学科知识进行整合以产生新的理解，并通过学科知识之间的逻辑联系来深化信息科技课程核心素养。概念理解强调信息科技教师为学生搭建与跨学科学习对话的脚手架等。意义建构强调学习者能根据自身经验主动对信息科技课程知识和其他学科知识进行意义建构，以提升自己解决真实情境问题的能力。深度反思要求学生不仅要对跨学科学习过程中的作品进行总结反思，还需要对同伴的作品进行讨论评价等。同时，在跨学科学习过程中还要关注学习者的已有经验、心理认知等相关因素，特别是要考虑信息科技课程的特点、软硬件设施及数字素养差异等其他因素。

（四）强调素养导向的跨学科学习多元评价

信息科技课程跨学科学习强调素养导向的多元评价。面向信息科技课程的跨学科学习的评价应使用智能技术对学习过程进行数据收集、整理和分析，并采用伴随式数据采集方式，及时对学生跨学科学习的过程进行反馈和调节，帮助学生达到综合运用不同学科知识的目标。另外，也要积极借助智能技术，及时对信息科技课程跨学科学习过程、上机实践和作品创造进行过程性数据采集和智能分析。

三、信息科技课程跨学科学习设计实现策略

要实现信息科技课程跨学科学习设计，一方面取决于教师与学生本身具备的学科核心素养、教学与学习能力情况，因为这种能力需要在跨学科学习过程中发展并体现出来；另一方面，信息科技跨学科学习设计实现策略应当沿着“目标——任务——过程——评价”的一致性，以满足深度学习的价值取向。高品质的信息科技课程跨学科学习设计能够促进学生跨学科学习的发生，以信息科技核心素养的落实为目标，最终发展学生的高阶思维技能。

（一）设计真实问题序列，开展问题链教学

真实问题解决是信息科技跨课程学科学习的一种重要方式。而这个问题解决却与单科学习的问题解决不同，在单科学习、传统的课堂教学中，学生的学习往往处于浅层的学习，对问题的解决多依靠记忆的方式，缺少对问题解决探究的跨学科学习历程。而跨学科学习过程中的问题解决要求学生运用两个或两个以上学科知识或方法去共同解决一个真实问题。真实性问题情境具有真实性、表现性的特征，其中表现性特征主要表现为开放性、复杂性、多元性、限制性等。然而，什么样的真实问题才适合信息科技课程跨学科学习呢？应要以关联不同学科核心思维为逻辑的问题。从教师的设计思路来看，教师更加倾向于考虑基于两个或两个以上学科知识的基本逻辑，同时要让学生去理解学科知识背后的意义及体现学科核心素养。教师设计的问题不仅要基于信息科技课程知识的基本逻辑，还要从学生逻辑的视角出发，考虑学生学习的先验知识、基本需求等。往往简单的问题或简单的涵盖两个学科知识的问题都可能是浅层次的跨学科，或者是虚假的跨学科。真正的跨学科学习问题应该是结构比较复杂、问题比较有难度、对学生的心智挑战较大、学生需要通过自主探索和长时间合作并调取先验知识、运用两个以上学科知识才能够解决的问题。因此，设计真实问题序列，开展问题链教学应是将学习内容转化为一个个跨学科学习的问题，学生根据真实问题序列来逐步解决，这样不仅能激发学生的认知冲突，还能激发学生对知识大概念的形成，最终引发学生产生对学科知识联结的理解，以发展学生的高阶思维技能。

（二）以用大概念整合不同学科的知识为方法

大概念是学科的重要概念，可以联结学科内的概念，达成学科内知识的融会贯通，不仅能打通学科内和学科间的学习，还能打通学校教育与现实世界的路径。传统的单科学习多强调本学科的知识，缺少与其他学科知识之间的联系，而跨学科学习则要求以大概念为基础，将学科的各个知识点联系起来，有助于学科知识的整合。大概念能将两门或两门以上学科的概念进行联结，有利于打破学科知识之间的界限。因此，以大概念整合不同学科知识与方法可以基于学科知识结构，设计面向信息科技课程跨学科学习发生的问题，而这些问题要具备劣构性、驱动性、跨学科性等特征，并促进学习者的知识迁移。因此，开展信息科技课程跨学科学习，对信息科技教师提出了更高的要求，教师不仅要让学生理解信息科技课程的大概念，还要通过设计问题、学习任务来引导学生进行探究。

（三）构建信息科技课程跨学科学习共同体

在信息科技课程跨学科学习过程中，学生是学习的主体。跨学科学习的发生一方面需要学生以产生跨学科理解为目的，另一方面还需要检视学生在跨学科学习过程中能否实现学科整合。实现学科整合的核心是学科内容的整合以及问题的情境化，明确地整合各学科的知识来共同解决问题，并在此过程中建立起跨学科思维和发展高阶思维能力。然而，学生在跨学科学习过程中的思维变化绝不仅仅是个体自我的变化，而是需要和同学们一起进行协商、讨论、沟通、解释等，同时还需要依赖跨学科学习的场域。布迪厄场域理论认为，场域是关系的存在，场的关系逻辑尊重一种平等自主合作的价值取向，即在跨学科学习过程中，学习者是在平等的对话中，相互协商，共同合作解决问题。学习科学认为知识的社会建构性是将学习置于共同体境脉中加以考察的，组建学习共同体其实就是重建学习的实践。构建跨学科学习共同体可以由不同年级、不同学科、不同区域、不同学校的教师和学生组成，也可以通过开展线上和线下的方式积极构建学习共同体。

（四）建立信息科技教师和学生跨学科身份认同

在开展信息科技课程跨学科学习时，要克服传统的各种学习方式、制度、评价的制约，教师和学生都需要建立跨学科身份认同。如“新课标”中提出的1-2 年级、9 年级相关内容要融入语文、道德与法治、数学、科学、综合实践活动等课程。因此，信息科技教师和学生要逐步建立跨学科身份认同。信息科技教师不仅包括职后教师，还包括职前教师，由此，在目前的师范教育人才培养体系中，应大力培养师范生的跨学科思维，多开展跨学科学习的研究。职后教师培训体系中应增加跨学科教学培训，包括教师跨学科学习共同体的组建，引导不同学科教师针对同一学科课程内容开展同课异构等多种形式的跨学科教研活动。