跨界与融合：学科交叉下的主题单元教学实践——以物理、体育与健康跨学科融合创新实验为例

汤金波 南京师大附中树人学校

潘书朋 山东省莱州市玉皇中学

立足核心素养进行跨学科主题单元学习设计，可以按照“以主题单元为视角分析教学内容，确定跨学科单元学习主题——以核心素养系统规划进阶式单元，整合跨学科单元学习目标——以问题解决递进设计驱动性任务，规划跨学科单元学习内容——以高阶思维发展迁移新情境问题，开展跨学科单元学习评价”的总体框架进行设计，从而为跨学科学习课程的实施提供主题、目标、内容、方式、评价等方面的科学指引，使跨学科主题单元学习有据可依、有径可寻。

一、以主题单元为视角分析教学内容，确定跨学科单元学习主题

从主题单元的角度出发去分析、探究教学内容，进而确定跨学科单元学习主题的基本思路：首先，也是最重要的一点，站在学科整体的高度，从具体内容入手，分析并探究其背后蕴含的核心概念，并以此为中心对相关内容加以梳理和总结，进而快速有效地构建较为全面、系统且结构化的知识；其次，按照本学科新课标中关于学业水平的要求以及学生不同年龄段的学习情况，科学梳理核心素养的进阶发展，明确辨析核心概念的学习进展及其核心节点；再次，基于教学内容的特点，充分考虑学生的实际学习状况以及学生不同年龄段的发展需求，进而确定主题的结构分解程度和单元的大小。

义务教育物理课程是研究物质、相互作用和运动规律的一门课程，而体育则是注重人体自身，并辅以一定的健康知识、技能与方法的学习。二者都表现出基础性、综合性以及实践性的特点。作为学校教育的重要构成，能够起到促进学生德、智、体、美、劳全面发展的作用，可促进学生核心素养的培养，在跨学科融合学习过程中可以通过“整合”和“联结”培养学生的实践创新、科学精神、责任担当。以下是“立足核心素养进行物理、体育与健康跨学科主题单元学习设计与开发网络图”（如图1所示）。

图1 立足核心素养进行物理、体育与健康跨学科主题单元学习设计与开发网络图

物理学科从科学探究的角度进行教学，体育与健康从运动技能的角度进行教学，不同的学科视角能帮助学生更加全面、整体和动态地认识“物理与体育健康”的关系，引导学生用不同“学科眼”观察世界、理解世界。基于以上考虑，笔者设计了以“冰雪世界里的物理奥秘”为主题的跨学科主题单元学习。

二、以核心素养系统规划进阶式单元，整合跨学科单元学习目标

主题单元指导下的课程教学，注重学生对核心概念的理解和把握，旨在促使他们能够有效构建核心概念主导的结构化学科知识，学以致用，将其转化为解决实际问题的思维方式。也就是说，学生在学习完相关单元的知识以后，能够明确知晓或通过实际行动去完成相应的事情。以核心目标为指导，全面、系统地规划进阶式单元教学目标，根据学生不同阶段的学习状况以及个体间的差异，充分考虑实际教学内容，科学有效地开展单元教学。针对核心主题概念的理解和把握，可以从多方面综合考虑其进阶目标，如从单一维度扩展至多个维度，加深对单一维度的认知等。

针对主题单元目标的规划，应当紧密围绕学科核心素养展开，统筹知识、能力、思维以及情感等多方面的工作，明确学生最终需要达到的学习结果以及发展水平（也就是单元目标），进而针对单元目标来详细划分各课时的进阶目标。在对不同学科整体分析的基础上，提炼学科核心知识及其承载的教学功能与价值，挖掘出学科共通的素养目标；在对学情进行整体分析后，将内容承载的核心素养具体化，系统地设定本单元学习目标（如图2所示），并让目标统领整个教学过程和评价。

图2 整合跨学科单元学习目标流程图

（一）创设真实复杂的问题情境

情境1：在滑雪场上，步行者常会陷入雪中，而脚踏滑雪板的滑雪者却不会陷下去。对此，你能提出什么问题？

你看过运动员滑冰的比赛吗？滑冰时，运动员穿着带冰刀的鞋子，通常情况下在冰刀的下面会出现一层水，它的作用和润滑油一样，它能使运动员在冰上自如地舞蹈。而在冰刀划离冰面后，水又会快速结为冰状。冰刀下的冰为什么会熔化？

情境2：2008 年春节前后，我国南方很多地区遭遇了罕见的雪灾，公路、铁路因路面结冰而无法使车辆正常通行。许多城市采用在路面上撒盐的方式，使冰很快熔化来保证车辆和行人的出行安全。这样做能防止雪水再次结冰，即在相同气温条件下，熔化了的冰雪不再结冰了。思考：冰的熔点能改变吗？哪些因素会影响冰的熔点？

（二）梳理课标教学内容学业水平要求（见表1）

表1

（三）整合跨学科单元学习目标

◎观念应用：知道增大和减小压强的方法，并了解其在生产生活中的应用。了解和学习物质的熔点、凝固点等相关概念和知识，能运用物理状态变化的相关知识解释和理解自然界以及生活中存在的相关现象。

◎思维方法：通过实验探究，理解压强。经过对物体物理状态变化的实验进行探究，影响物质熔点、凝固点的因素。

◎探究实践：设计创新实验探究影响压力作用效果的因素、影响物质凝固点的因素。学习和体验冰雪类项目基本动作和简单组合动作。

◎责任态度：能与同伴交流、协作完成各种探究实践活动，乐于参与所学冰雪类项目，做到情绪稳定，适应冰雪环境，安全参与运动，在运动中不怕摔倒，勇敢坚强。

三、以问题解决递进设计驱动性任务，规划跨学科单元学习内容

围绕主题单元开展的跨学科学习，注重突破传统的“分—总”型教学结构，避免一味地按照知识体系中知识点的顺序进行教学，甚至是在学习完所有相关知识点后才学习解决综合问题，应当以驱动重要知识产生的大问题的解决过程为线索形成教学结构。进行“立足核心素养进行跨学科主题单元学习设计”最有效的学习方法就是给学生搭建一个“教、学、评一体化”的学习支架。在问题驱动中推行学习任务单，在教学活动中推行学生活动单，在反馈交流中推行学生思维单，在考核评价中推行学习作品单。通过“立足核心素养进行跨学科主题单元学习设计”的建构与实践，可以让学生在实际课堂教学中真正体会到知识、学习以及思维的魅力，让学生想学习、爱学习、会学习，学习负担过重的问题也就会迎刃而解。

（一）聚焦单元学习目标设计驱动性任务

◎任务1.通过观察实验，知道增大和减小压强的方法。知道物质的熔点、凝固点。通过查阅资料、观看比赛，知道冰雪类项目的起源与发展、健身价值、安全行为守则等基础知识。

◎任务2.通过探究实践，明确影响压力作用效果的因素和影响物质凝固点的因素。

◎任务3.学习和体验冰雪类项目基本动作和简单组合动作。

◎任务4.观看不少于8 次所学冰雪类项目的比赛，说出所学冰雪类运动项目的相关动作术语。

◎任务5.展示自己与同伴一起学习的冰雪类项目基本动作和简单组合动作。

（二）开展持续的教学评一致性活动

◎计划活动。本次活动分三个阶段完成：第一阶段（校内），完成任务1、任务2。第二阶段（校外），完成任务3、任务4。第三阶段（校内），完成任务5。各小组交流展示学习成果，反思交流探究实践过程中的困难和成功。

◎分工协作：实践活动小组明确学习任务，做好分工与协作。各小组根据活动的要求以及任务的安排，制定详细可操作的活动计划，按照计划做好探究实践活动前的准备工作、合作学习冰雪类项目的基本动作和简单的组合动作。

创新实验1：纸杯站人。用一只脚很轻松就可以将一次性纸杯踩扁。将几个纸杯放在干净平整的地面上，将木板放在纸杯上。在同伴的帮助下，小心地站到木板上，可以看到纸杯完好无损。

纸杯承受重量的多少，跟它受到的压强大小有关。我们站在木板上时，压力分散到木板上，因此对纸杯的压强变小了，纸杯也就不容易被踩扁了。

拓展实验：挑战一下，用我们提供的纸杯，承受起你的老师或家长的重力，纸杯不能被踩扁。

创新实验2：棉线切冰块

提出问题：冰刀下的冰为什么会熔化？

猜想假设：增大压强可能会使冰的凝固点降低。

进行实验：准备棉线、两块重物、一块冰。将拴好重物的棉线放在冰上，可以观察到线会慢慢地向冰块的下方“切”去。如果两块重物的质量增加，“切”的速度会更快。

创新实验3：绳子钓冰块。将一些小冰块放到盘子中，将细棉线平放到冰块表面，然后用手捏一小撮食盐，均匀撒在细棉线旁边的冰面上，可以发现：盐撒到冰面后，稍等片刻，拉起细棉线，冰块被钓了上来。

（三）综合评估学生对驱动性任务的深度理解

◎同伴交流。与同伴交流增大和减小压强的方法，影响物质凝固点的因素。交流展示自己学习的冰雪类项目基本动作和简单组合动作。

◎教师评价。教师给予科学的指导评价和建设意见。

◎自我反思。咨询老师和同学，了解还有哪些杂志、书籍和网站能检索到更丰富、更全面的资料。根据同伴与老师的评价意见，反思修正自己的动作要领。

四、以高阶思维发展迁移新情境问题，开展跨学科单元学习评价。

考虑到核心素养注重“能够为理解知识、研究和解决问题提供思维方式或关键工具，能够科学应用于新情境，具有持久的可转移性的应用价值”。因此，针对核心素养的跨学科主题单元教学评价应当密切重视学生在新情境中科学、有效解决新问题的能力，不仅要对学生已经学过的具体知识和技能进行评价，即“结论性评价”，还要围绕核心素养开展单元“表现性评价”。

（一）表现性评价

表现性评价是一种注重过程的评价，是指教师让学生在真实或模拟的生活环境中，运用先前获得的知识解决某个新问题或创造某种新东西，以考查学生知识与技能的掌握程度，以及实践、问题解决、交流合作和批判性思考等多种复杂能力的发展状况。

在核心素养理念下，表现性评价方式越来越受到重视，逐渐融入学生整个学习的过程中。表现性评价是通过完成特定情境中的真实任务对人的表现能力的评价，用于表现性评价的表现性任务必须是学生使用高阶思维才能完成的。

表现性评价可以以课程标准要求为基础来评定核心素养的有关内容（包括观念应用、思维方法、探究实践、责任态度等）和评价要素。针对各评价要素的评议，要结合具体的课程主题，合理选择几个基本点（并非所有），确定表现性任务之后，将其详细划分为几个评价标准，然后针对师生开展观察评价，并给出一定的分数，从而完成课程学习的成绩等级和评语制评价。

（二）结论性评价

结论性评价的目标是检测学生在义务教育阶段结束时的学业成就，为初中毕业和升学提供重要依据，为评价区域和学校的教学质量提供参考，为改进教学提供指导，体现立德树人、服务选才、引导教学的评价理念。试题命制要按照“明确测评目标—预测试题的难度水平—确定测试题目的题型—明确试题情境任务—确定测试题目的评分标准”的流程来进行。

例如：“创新实验2：棉线切冰块”原创试题命制

（1）寒冷的天气里，线在冰块中切进的时候，上面切出的缝隙很快又被冰粘合了，棉线切过冰块掉在地上后，冰块并没有被分裂为两块，仍然是一个整体。这又是为什么？

◎题型：实验探究题

◎测试指标：探究实践

◎试题情境：跨学科融合实验情境

◎试题来源：原创

◎预估难度系数：0.50

◎适用年级：八、九年级

◎参考答案：见评分标准（见表2）

表2

命题思路：如果能够让学生自主创新实验素材，尤其是引导学生根据自己的真实情境设计创新实验，解决或解答生活中出现的“真实的问题”，而非回答老师主观“编撰”的习题，这对于培养学生的创新思维和创新能力具有极大的挑战性和现实意义，可以很好引领未来物理课堂教学的走向。

（2）在下雪的季节里，和小伙伴一起玩滚雪球是一项很有趣的游戏。你可以先捏一个小雪球，然后推着这个小雪球在雪地上滚呀滚，这个小雪球就会越滚越大，最后滚成一个大大的雪球。雪球为什么会越滚越大？请你利用身边的物品设计创新实验验证你的猜想。

◎题型：问答题、实验探究题

◎测试指标：思维方法

◎试题情境：跨学科融合生活情境

◎试题来源：原创

◎预估难度系数：0.70

◎适用年级：八、九年级

◎参考答案：见评分标准（可自己尝试制定答案和评分标准）

命题思路：立足核心素养进行跨学科主题单元学习可以视为一种以理解为基础的深度学习，是学生将发展高阶思维、解决实际问题作为出发点和最终目的，以综合知识为内容，积极主动地、批判性地学习新的知识和思想，并能够将现有知识转移到新情境中的一种学习。

五、结语

立足核心素养进行跨学科主题单元学习设计，要以主题单元为视角分析教学内容，确定跨学科单元学习主题，整合跨学科单元学习目标，设计驱动性任务，规划跨学科单元学习内容，改进教学方式和评价方式，强化活动、作业、评价规范，建立教学目标与内容、活动、作业、评价的关联，这是跨学科教学有序组织教学内容和实践的路线图。要将学科、学年、学期、跨学科学习课程实施方案具体化，有效指导教师制定合适的个别化教学方案，做好专题（课时）教学设计和指向学生的学习活动设计，为跨学科学习课程的实施提供主题、目标、内容、方式、评价等方面的指引，使跨学科主题单元学习有据可依。