整合·探究·评价：跨学科深度融合的实践研究——以《周期蝉》跨学科主题学习为例

叶晓玲 林伯韬

（1.厦门市同安区岳口小学，福建 厦门 361199；2.厦门市同安区第一实验小学，福建 厦门 361199）

跨学科主题学习突出学科知识的有机融合，直指问题的解决，为学生创设综合应用知识的平台。作为新课程改革的重要突破口之一，跨学科学习是时代发展的必然要求，也是核心素养导向下实现育人目标与课程转型的重要途径。如何在教学中搭建一座跨学科桥梁，让各个学科的知识点彼此交融，使学生获得全面发展？现以《周期蝉》为例，探究数学与科学跨学科主题学习的实施策略。

一、整合——跨学科的起点

（一）整合内容，指向深度

跨学科是以真实情境中的问题探索或解决为指向，对所涉及的不同学科的知识和方法进行整合。［1］跨学科的着眼点不是停留在多学科知识内容的简单融合，而是对多学科思维下的思想和方法进行深度整合，在任务式活动中，利用跨学科思维达到解决问题的目的，通过不同学科知识的互动，促进师生、生生合作，充分发挥不同学科协同育人的功效。周期蝉生存于北美洲，其生命周期与普通蝉最大的不同之处在于其特殊的质数周期——13、17，这一特殊的生命周期，使周期蝉的种群得以延续。五年级的学生通过科学课，已储备生命的延续与进化知识，了解生物进化与环境的关系；周期蝉的生命周期之谜融合了科学与数学知识，彼此关联又蕴含着哲理，具有丰富的跨学科内涵与探究价值。根据学校实际及学生学情，对周期蝉的相关内容进行整合，形成四个阶段的主题活动内容（见图1）。

图1 “周期蝉”跨学科主题活动内容

（二）整合目标，指向素养

在跨学科主题活动中，制定适宜的教学目标是课程整合的前提和重要基础。［2］以目标为导向，教师对教学内容进行重组构建，挖掘教学内容中蕴含的教育价值。同时，教师了解到，五年级学生已掌握倍数、因数等相关数学知识，具有一定的数感及运算、推理意识，能运用访谈、调查、统计、对比、归纳等方式开展综合实践研究，具备科学素养，有较高的观察与实验探究能力。基于“周期蝉”跨学科主题活动所具备的科学性及数学性，结合学生的学情，教师制定素养培育目标如下：1.运用观察、记录、查证等研究方法，经历探究周期蝉的实践活动，深化对昆虫变态发育的认知，培养科学观念、科学思维；2.主动运用已有的学科知识经验解决问题，经历实践探究、独立思考、合作交流的过程，形成跨学科的应用意识与实践能力；3.从周期蝉辐射至生命的神奇，感悟生命的生生不息，从而获得对生命的尊重与体悟。理解周期蝉这一自然现象，需要综合运用不同领域的知识和方法，这是跨学科知识整合的过程，也是素养形成的过程。

（三）整合活动，指向能力

《周期蝉》是一个周期较长的主题式学习活动，通过对一系列活动进行统整，引导学生在活动中探究，在活动中实践，在活动中感悟，建构知识的整体框架。

1.从分散走向协同，深化活动内涵

课程改革强调以学生为中心，鼓励学生身体参与、亲身经历，在“做中学”，自主获取各类信息。在教师的指导下，学生设计活动流程，自拟活动方案，从自身的兴趣与特长入手，组成分工明确的几个组别。调查组通过采访科学教师、查阅资料等方式，了解周期蝉进化的一生；观察组捕捉几只蝉定期观察，记录蝉的生活习性及其身体特征；文学组搜集古今中外关于蝉的作品进行品读；实验组通过马克斯·普朗克的质数生成器，进一步理解周期蝉的生命智慧；视频组尝试将大家的研究过程以视频的形式记录。活动中，学生经历已有经验与学习内容的碰撞，在动手操作中引发深度思考，深化对问题的理解，最终达成问题解决。在这一过程中，学生的协同能力与综合能力得到锻炼与提升。

2.从封闭走向开放，拓展活动外延

跨学科主题活动将主题活动从课内延伸至课外，延展至校外，延续至线上，探究活动呈现时空、环境、内容、形式上的开放性，使不同的学生得到不同的发展。校内以课堂组织形式研究周期蝉的生命周期之谜，校外组织学生自主观察、记录蝉的生活习性；线上进一步了解蝉的相关知识，如蝉的天敌有哪些？什么是捕食者饱和效应？蝉应对天敌之策有哪些等；线下一起交流学习《昆虫记》的体会，制作思维导图。超越课堂的主题活动形式，把学习内容与生活实践联结在一起，学生亲身体验应用知识解决问题的过程，进一步产生探究欲望。在主题统整下，多种形式的活动相对独立又相互依存，学生多角度观察，多维度参与，多层次思考。丰富有趣的整合活动，既锻炼思维，又激发创造。

二、探究——跨学科的基石

（一）以问题为导向，上好核心概念课

跨学科教学的本质是基于问题，实现学科之间的通融。［3］数学学科的跨学科活动，注重用数学的方法解决其他学科中的数学问题。借助问题，引导学生深入思考，明确核心概念，让学生真正参与知识探究活动，突出其主体性，帮助学生构建牢固的、完善的知识结构，提高发现问题和解决问题的能力。《周期蝉》的核心问题是：周期蝉为什么以13 或17 为生命周期？课上创设问题情境，从研究蝉会遭遇的天敌出现的年份入手，设置三次探究活动，以问题为载体，运用数学的研究方法，探究周期蝉的生命之谜。

1.初步探究，建立6 年蝉天敌出现的数学模型

问题1：假设蝉的生命周期为6 年，它会遇到几年“出现一次”的天敌？

从学生的认知基础出发，让学生有充分的思考和交流。反馈时，引导学生分别从因数、倍数的角度建立6 年蝉的数学模型，为第二次探究作好铺垫。

2.再次探究，发现蝉的天敌与因数倍数相关

问题2：其他生命周期的蝉，它会遇到几年“出现一次”的天敌？研究范围为1-20 年。

这一环节，重点从两方面引导：（1）引导小组如何分工，明确先分后合，省时高效；（2）引导观察图2 并发现规律，各小组之间互相补充、互相提醒，发现以对角线为分界线，左上为因数年份，右下为倍数年份。有6 年蝉的数学模型在先，学生积极思考、有效探究，个人的思考在团队中碰撞出数学智慧。

图2 蝉会遇到几年“出现一次”的天敌？

3.形成概念，探究质数和合数的内在特征

问题3：观察图2，如果你是蝉，你会选择多少年作为自己的生命周期呢？

学生选择的生命周期为“11”“13”“17”“19”，这些生命周期的蝉只会遭遇两次天敌。从生活现象转入数学知识研究，聚焦质数的内在特征——只有1 和自己本身两个因数。在此基础上，引导学生借助图表分析，进一步理解质数与合数的内在特征。

三个问题情境构建了一个深度学习的数学课堂，以问题为导向，诱发学生积极主动地、反思性地学习新知识。运用数学的方法研究科学之谜，体现课程的综合性及学科的高度融合，学生在应用中实现对概念的深度理解，实现高阶思维的发展。

（二）以任务为牵引，走进周期大世界

核心概念课的数学活动以周期蝉为引，研究质数、合数的内在特征，活动探究的领域跨越数学、科学学科。课后，继续发起寻找“周期”行动，借助任务单（见表1），引导学生通过上网查资料、查阅书籍等方式，进一步了解周期现象。身边触手可及的时间周期、动植物的生长周期、数学中的周期以及化学周期、物理周期、经济周期等，都可以纳入研究范畴。然后，引导学生将“寻找周期”的活动成果写成报告的形式，报告包括研究的目的、数据调查的方法、调查的结果（用图、表、公式等方式表示）、回顾与反思、个人感想以及继续探索的内容等。不同角度的拓展活动，为跨学科主题活动的深度探索提供广阔的平台。

表1 寻找“周期”任务单

三、评价——跨学科的保障

综合实践活动的评价应有别于其他学科的定量评价，更侧重从过程性评价和发展性评价中考核活动中学生的成长与收获。针对跨学科特性及《周期蝉》活动主题，结合各项活动内容，设计如下评价方案（见表2）。

表2 《周期蝉》评价方案

评价方案体现如下特点：1.评价形式多样化。结合主题活动的阶段性进展，《周期蝉》主题活动主要采用描述性评价的方式，适时结合定性评价及定量评价。如对学生在小组活动中的表现情况及参与度，采用描述性的定性评价，以口头评价为主；而对学生提交的活动报告、反思感受及活动成果，则采取等级式的定量评价，为书面评价为主。2.评价主体多维化。教师、学生、同伴、家长都可参与评价，从不同角度对学生进行多维度的评价，评价视角更全面，评价结果更客观。全方位的评价有助于深入了解学生的综合表现，推进活动进程。3.评价维度多元化。关注过程评价，关注整体评价，更关注学生的发展性评价。动态采集学生在研究过程中的每一个方面及每一个成长画面，以悦纳的眼光看待学生的表现和不同阶段的发展。多样化、多维化、多元化，使评价更具深度及温度，充分体现多学科育人的深刻内涵。

综上所述，跨学科主题活动以问题为载体，以真实任务为驱动，通过不同学科相关联知识点的有效联结设计活动，重在综合、重在实践、重在感悟，由知识本位、学科本位转向学生本位，实现从“育知”到“育人”，提高学生综合应用知识解决问题的能力，凸显多学科协同育人的有效性。