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介绍：华东师范大学教育信息技术学系工程师，主要研究方向为STEM教育和创客教育。负责本科生STEM教育、跨学科课程设计方向教学工作，华东师范大学师范生创新训练营主讲教师。 01 中小学的课程变革 一、变革中的教学模式 在中小学实际的教学活动中，课程教学模式已经发生了很大转变。 2016年开始，很多学校都在关注和开展STEM课程、创客课程，2017年，国家要求中小学必须开展综合实践活动。这三种教学模式是目前比较典型的跨学科教学课程形式。 STEM是科学、技术、工程、数学4个学科的融合。随着STEM的发展，它还有很多变式，比如STEAM、STREAM、STEM 。所有演变，都有多学科融合的教学思想。 创客是另一种经常会跟STEM一起被提到的教学模式。创客最开始并不是一种面向中小学教学的活动形式，它主要是社会人员通过工业制造手段进行发明创造的活动。现在很多学校配备的3D打印机、激光切割机都是非常典型的创客教学工具。 有些老师很难区分STEM教育和创客教育。从研究视角来看，我们认为，STEM教育更多是在强调多学科融合，而创客教育是希望学生利用数字化教学工具进行创造，在这个过程中训练学生发现、探索和解决问题的能力。 二、为什么要做跨学科教学变革？ 21世纪学习框架是美国针对国家人才培养需求提出的对于人才培养的诉求。 2002年开始，美国国家教育协会利用两年时间，对美国的全球500强企业开展了一项调研，询问他们理想中的人才是什么样子，最终总结出了18种非常重要的要素。
这18种要素首先包括最底层的个人基本生活与职业技能，其次是信息时代的个人信息素养，接着是21世纪个人核心竞争能力，以及位于金字塔顶端的4c核心能力。4c核心能力被很多研究者认为是21世纪人才最重要的4种能力。 基于这18种要素，形成了21世纪学习框架。图片上方的彩虹部分是核心的21世纪学习框架，它描述了学生在未来的工作和生活中必须掌握的生活与职业技能、学习与创新技能以及信息、媒介与技术技能。每一项核心素养都依赖于21世纪核心学科与主题。 图片下面的内容是对教学环境的支撑，包括标准与评估、课程与教学、职业发展、学习环境。
21世纪的学习框架，最终强调的是4个点，这也是《美国4c核心素养下的STEM教育》这本书里面提到的，包括学生的沟通交流能力、合作协作能力、批判性思维，还有创造创新能力。
这是美国提出来的目标，结合我们国家实际的人才培养需求，北京师范大学也提出了一套模型——5c核心素养模型。
上图左边的彩虹环跟刚刚提到的核心能力是一致的，中间又加入了对于传统文化的传承，突出了文化理解与传承的核心和导向地位。同时这个模型认为，审辩思维是形成发展各个素养的基础，创新是素养发展的最高级的形式，沟通、合作是素养重要的组成部分，也是学生发展核心素养的重要途径。各个素养之间是彼此关联、相互补充的关系。 2016年，国家发布了中国学生发展核心素养。它包括3个大的维度，文化基础、自主发展和社会参与，下面又有6个小的维度，人文底蕴、科学精神、社会学习、健康生活、责任担当和实践创新。
从这些内容可以看出，我们关注的不再仅仅是学生知识方面的能力，而是他们将学到的知识实际应用在生活中的能力。国家与国际上对于人才培养的导向已经发生了转变。 三、对跨学科课程的探索 在人才培养导向转变的基础上，国家也对课程内容进行了调整，比如对于课程标准的改革，以及2017年发布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》，指导纲要不是课程标准，在综合实践活动课程的展开上，每个学校或者地区都会有自己的特色。
中小学对于跨学科课程已经开展了很多探索，形式主要是基础性课程、拓展型课程和研究型课程。不同的学校会形成具有学校特色的课程体系。 例1：宁波外国语学校
宁波外国语学校的跨学科教学是从STEM教育校本化实施视角来切入的。在实施过程中，分为了学科基础性课程（必修）、拓展性校本课程（选修）和综合实践活动课程（必修），让学生进行选择性的学习。 例2：浙江省台州市第一中学
浙江省台州市第一中学也是把学科项目的课程作为大的范畴，在其中设计了实践活动课程、研究性学习课程和学校特色课程。这是很多学校现在正在开展的课程形式。 例3：杭州市保俶塔实验学校
杭州市保俶塔实验学校将STEAM作为核心的教学形式开展，在下面设置了STEAM的课程群，包括信息智能、电子遥感、工程建模、工艺人文、航空航海和实验实践这些内容。 每一个主题下面有分主题，比如在信息智能方向，他们会开设关怀与创造、智能机器人、创意编程课程；在电子遥感方向，有无线侧向、电子小创客以及百拼课程。 例4：上海市金山初级中学
上海市金山初级中学的课程核心是乐活、朗理和善解。他们把学校的课分为了多个维度，内层的红色部分是理解层面的维度，包括学生对于自我、自然、社会、文化4个不同方向的理解。在这一基础上进行细分，有对学生的课程模块的培育导向，比如培育学生的社会体验、责任担当等。 不同维度下进行相关的课程设计，基础型课程以学科课程构成为主。基础型课程的外环是拓展型课程、探究型课程以及德育综合实践课程。这些课程体系都是跨学科的、偏实践的课程活动形式。 例5：上海市市西中学
上海市西中学在教学改革方面做得非常领先，它在跨学科教学中的探索更加深入。 市西中学是一所高中学校，它和市西初中离得很近。两个学校在一起，会有一些资源方面的统整和共建。 市西中学的学科课程是必修的基础型课程。而在选修课程上，他们有很多课程形式，比如拓展型、研究型、社团、专题实践等等。它们共同形成了市西中学的课程群，包括以哲学为核心的方法思辨课程群、以工程为核心的综合理科课程群、以健康为核心的身心修炼课程群、以服务为核心的卓越公民课程群。 基于这些课程群，学校开展了多种多样的教学活动形式，比如在以哲学为核心的方法思辨课程群中，有语文、政治、历史这些学科的老师一起备课，向学生设置基于某一个主题的辩论题目，然后学生立足不同的学科视角，进行中文或英文的辩论。既综合应用各个学科的知识，又训练沟通协作能力、批判性思维等素养。 大家可以看到，各个学校会基于自身的传统文化或者专业优势开展不同形式的跨学科课程。可能它的名字不一定是跨学科，但在教学的实际开展过程中，都包含了跨学科的理念。 02 跨学科课程与项目式学习 一、在跨学科课程中培养跨学科素养 对于跨学科课程，很多研究者进行了非常明确的定义。
在上方左边这幅图上可以很清楚地看到，最上面是传统课程，也是学校肯定都会开展的学科课程，这些课程都基于一个特定的学科，教学活动和知识都围绕着学科的教学展开。 随着对教学模式的探索，除了跨学科课程之外，一些学校开始探索多学科课程，即图片中间这部分内容。多学科课程希望有一个主题，把各个学科关联起来，也就是图中绿色的框框起来的部分。 通过这个图可以看到，多学科课程虽然在主题上是一致的，但在教学内容上其实还是每个学科分别进行的课程。所以很多研究者认为它是一种拼盘式的教学。 我们现在更提倡第三种教学形式，跨学科学习。 跨学科学习中，有一个核心教学目标或者核心需要学习的知识。为了让学生实现核心目标或者掌握知识技能，会让学生同时使用多学科知识，加深学生对需要实现的学习目标的理解和学习。它打破了学科的界限，有统一的主题、问题和概念。 我们认为，真正意义上的跨学科课程培养的是学生的跨学科素养。跨学科素养既包括学生的学科素养，又是实现从学科素养到核心素养的非常重要的桥梁。
跨学科素养，首先是对学生高阶心理的建构。批判性思维、计算思维、逻辑推理能力、沟通协作能力、问题解决能力等等都属于高阶思维。 同时，跨学科素养还蕴含知识、理解、技能、态度等要素。 最后，它从整体上理解环境问题，从多个学科视角思考可能的解决方法，选择和整合恰当的学科观点，形成对问题更深层次的认识。 二、跨学科课程主题的分类与设计原则 现在学校里已经开展了很多跨学科课程主题，我们大致把它分成了三类：
第一类是实践探究类课程。虽然我们强调跨学科，但它还是会重点围绕某一个学科，所以我们会把在整个主题中涉及比较多的学科作为依据进行分类。 比如在物理学科，有学校会开展水火箭、建筑结构设计、航模等主题课程；在生物学科，有酿酒发酵、食物植物、微生物苔藓、观鸟等主题课程；在化学学科，有垃圾分类、水污染、精油提取等主题课程。 第二类是技术类课程。比如三维设计与制作、编程、开源硬件等。 第三类是竞赛导向类的活动。比如机器人、航模、无线电测向等。 下面这幅图来源于奉贤博物馆，他们会开展传统文化方面的教学活动。
在跨学科课程主题的选择上，通常遵循三大原则：1）从地域文化特色来考虑主题；2）主题选择需要跟学生的教材内容相通，它可能是学生正在学习或未来需要去学习的内容；3）主题要符合学生本身的生活兴趣。 基于这三个原则，我们提出，在选择跨学科课程主题时，需要：1）选择社会广泛关注的问题；2）选择教科书中具有聚合性的概念；3）选择学生疑惑的、感兴趣的、关注的内容。 进行主题选择时，还要注意以下几点： 1）符合学生年龄阶段认知水平和学习内容；2）考虑学生学习兴趣；3）有适当的材料和资源；4）适用范围广泛；5）值得花费时间，具有实质性的内容。 三、跨学科课程与项目式学习 案例：以油菜花为主题的项目——思考：为什么要在跨学科课程中强调项目式学习？ 这个案例是上海一所初中开展的跨学科教学实践尝试。生物老师、化学老师、地理老师共同参与了这个项目。
课程背景是这个学校门口有一片油菜花地，课程开展的时间是油菜花正盛开的四五月份。课程的整体设计如下： 首先，老师进行情景导入，展示全国各地油菜花盛开的一张地图，同时结合了学校所在的金山区每年都有油菜花节这一背景。 学习活动分为三个环节。 第一个环节是“寻花”。根据油菜花盛开的地图，老师让学生去了解油菜花的盛开时间和各地的经度、纬度之间的关系。这个知识点与地理学科相关。接着，老师从如何让油菜花长得更好的角度，给学生提供了氮肥、钾肥等不同的肥料，带领学生探究怎样给油菜花施肥。这是从化学学科的视角来切入。 第二个环节是“探蜜”。“蜜蜂与花”是分析油菜花花蕊的结构以及蜜蜂采蜜的过程。同时老师引导学生思考一个假设——如果地球上没有了蜜蜂，我们的世界将会怎样？这是生物学科的视角。 “蜜蜂与人”研究的主要是，在被蜜蜂叮咬之后，应该采取怎样的方式及时补救。这依然是与化学学科相关的知识。 最后一个环节是“筹花展”。学校要举办油菜花节，希望同学们用信息技术知识制作海报，为学校筹备一个油菜花的展览。 整堂课融合了非常多学科知识，包括地理、生物、化学，以及一部分信息技术的内容。 看完这个项目，各位老师可能可以感觉到，整个课程看似以油菜花为主题，但每个点都显得很零散。 这正是我们要在跨学科课程里强调项目式学习的原因。在跨学科的过程中，基于项目的学习，能够更好地帮助同学掌握和理解老师真正希望学生学习的知识。 做一个项目vs基于项目的学习
项目式学习鼓励学生通过学习和应用知识来获得技能。在学习过程中，老师要给学生创设一个情境，学生在情境中进行深度学习。在上面的案例中，虽然也给学生设置了情境，但更多还是老师在传输知识，没有让学生应用知识和技能，也没有让学生真正沉浸在学习的主题中。 有研究者给出了下面这张图，左边是一道甜点，右边是一道主菜，甜点代表做一个项目，主菜代表基于项目的学习，两者是有区别的。
很多老师觉得，在课堂结束后，让学生去做一个海报、总结或者汇报就是一种项目。我们认为，只要做了一个项目，就可以认为它是一种基于项目的学习，因为它把知识也应用在了做项目的过程中。但其实我们在实际的教学中更鼓励上图右边的这种基于项目的学习，在学习过程中，通过项目实践和获取知识。 传统的做一个项目，通常是在老师的引导下完成的，在每个单元的最后，学生进行总结性的汇报。它关注项目本身的产出和老师直接教学的形式，不关注对学生的素养和技能的培养。
而基于项目的学习，是一种教与学融合在一起的学习，老师的教学活动和学生的知识发展并行，同时，在学习过程中，它要不断驱动学生去开展探究。项目产品在学习过程中不断产生，老师的关注点不仅仅在项目本身，也要重视学生的学习过程。 基于项目的学习，要关注学生学习技能的获得，关注学科和核心素养的培养以及课程标准，融入学生的协作和老师的指导。而且，它是一种聚焦在真实情境下的学习。
上图是一个对基于项目的学习的定义，其中有几个关键词： 1）进入一个真实的教学环境，关注真实世界的问题和挑战；2）学生需要应用自己的学科知识和技能，发展自己的能力；3）它是一个以学生为主导的发现和解决问题的过程。 四、如何设计基于项目的学习？ 项目设计&实施的黄金标准 下图中的黄金标准在中小学教学中应用得非常多。
其中，学习目标是项目设计的关键元素，设置学习目标时首要考虑的三个关键要素是：学生通过项目要掌握的核心知识是什么，学生需要理解的内容是什么，以及学生需要获得的技能是什么。 在这个基础上，有7个必备的设计关键点： 1）老师需要给学生设置具有挑战性的问题，也就是问题要略高于学生的认知水平。 2）问题要能驱动学生进行持续的探究。 3）问题需要是真实的。只有真实的学习情境才能激发学生的学习动机。 4）学生的声音和选择。也就是项目的设计不能只有一个标准答案，还应该充分尊重学生的不同创意和决定。 5）老师要向学生提供必要的反馈。 6）老师也要给学生提供反思和修订项目的空间。 7）有公开的产品。 基于项目的教学实践，同样有一个黄金标准。
1） 设计和计划。由老师来进行。 2） 符合标准。符合课程标准或者学生培养的核心素养。 3） 营造文化。 4）管理活动。老师不再是一个传统的讲授者，也不是一个置之事外的人，他需要引导、管理和调节学生的学习活动节奏。 5）为学生搭建必要的学习支架。 6）评估学生学习。 7）参与和指导学生。 项目式学习案例 案例1：:“如何治理水污染？”
这是美国一所学校的案例。项目的背景是学校所在社区的水污染非常严重，水中有有害的化学物质。 在项目过程中，老师引导学生做了几件事。 首先，老师让学生提出一个解决方案，探讨如何减少水中有害的化学物； 然后，老师让学生开展化学实验，进行了相关探索； 接着，老师请了相关的统计学专家、社会学专家、经济学专家等从不同的维度分析，要减少水中的有害化学物质，应该做哪些方面的努力； 最终，他们形成了一个解决方案的小册子，建议当地的环境部门如何进行水污染治理。 案例2：“如何判断革命是否有效？”
这是一个偏人文社会学科的案例，同样来自美国，因为美国民族冲突的问题比较多。 由于它偏向人文类，所以没有进行过多的科学探究，而采用的是老师提供学习资源，学生进行小组讨论的形式。他们最终公开的成果形式是一个模拟法庭，正反双方针对革命是否有效进行辩论。 案例3：“设计大佛的维护支架”
这个项目是乐山一所小学做的，要让同学们为大佛的维护设计一个坚固的支架。它基于的是乐山本地的传统文化特色，融合了数学、科学、建筑学等学科的知识。既可以激发同学们对传统文化的保护意识，也初步建立了他们对于维护建筑稳固性这方面能力的探索。 项目式学习下的角色转变与解决路径 从前面提到的准则和简单介绍的案例可以看到，在项目式学习中，学生和教师的角色都有所转变。 在整个学习活动中，学生会变成一个主动的学习者、批判思考与创造能力的参与者、知识的建构者以及协作伙伴。
老师是课程的设计者，同时他要引导学生学习，还要对学生解决问题的效果、学生的表现，甚至自己的表现等等进行评价。所以，在项目式学习中，老师需要调整自己的角色，也要引导学生慢慢适应自己的角色。这和教育心理学的建构主义是一致的。 建构主义强调：
项目式学习也有项目的解决路径。在下图中，重点看中间的灰色部分。
第一步，老师激发、启动项目。项目启动的方式，通常是给学生创造真实的情境，或者设计驱动性问题。 第二步，通过教学活动构建学生对知识技能的理解。 第三步，发展学生的能力。在项目式教学中，最终的作品不可能是一次性完成的。它还需要同学们进行反复的讨论和修正。 项目的展示类型不仅仅有实物方面的展示，还包括了：
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