分学科教学要注重跨学科意识与能力的培养

 

王云生

摘要：依据我国基础教育课程改革的方针，基础教育阶段分学科教学要重视跨学科意识与能力的培养。阐述跨学科意识与能力的内涵，指出跨学科意识与能力的培养事关国家教育战略要求的落实，提升学科教师自身的跨学科意识与能力是当务之急。

现实世界中的许多问题大都是复杂的，只从单一学科的视角来理解、研究，大多难以应对。这些复杂问题本质上是系统性的、多维度的，必须整合多个学科的知识、方法和思维模式，才能认识、研究和解决。诸如，需要物理学和化学知识来解释温室效应、从碳元素循环的规律需求解决全球气候变暖的问题；物种灭绝、生态系统变迁的问题需要生物学、生态学做研究；疫情的研究和治理，需要流行病学、病毒学、临床医学、统计学、物流管理、公共政策、传媒学、社会心理学等多学科共同应对。现实中许多问题的解决，催生了“跨学科”的概念。1972年，经济合作与发展组织(OECD)把“跨学科”界定为“两门或多门学科知识从简单交流到概念、程序之间的相互整合”。“跨学科”要求联系两门或以上学科的概念、方法、程序以协同解决复杂问题，是关联不同领域知识和方法的桥梁。社会发展凸显了对创新型、复合型、多学科背景的“跨学科”人才的需求。跨学科人才的培养，要求教育领域注重跨学科意识和跨学科能力的培养。

我国基础教育课程以分科课程为主，学科之间联系、横向迁移不够，学生的综合能力不强。基础教育课程体系的构建“需要打破学科本位主导的课程设置及其课程体系建构的传统思维，适应不同学段学生的认知特点，合理设置综合课程和分科课程”。2022年新修订的义务教育各学科课程标准要求“设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求”。要求现阶段用于跨学科主题学习的课时不少于10%。2017年版普通高中课程方案要求“关注学科间的联系与整合”。这些论述和规定，要求我们在分学科教学中注意学科内各部分知识的联系，在学科间建立关联。通过跨学科主题学习活动的设计组织、综合性议题的项目研究活动、项目式学习(PBL)的开展，打破学科间的壁垒，帮助学生形成跨学科意识，培养跨学科能力——能融合不同学科的相关知识、技能，认识、分析解决真实世界中复杂问题的思路和方法。

1 跨学科意识与能力的内涵

早期的人类知识体系没有明确的学科划分，哲学家和科学家大多是“通才”。随着社会的发展、生产分工的需要、知识的爆炸式增长，大多数人在成长过程中都要通过学习或训练，习得一门学问、一手技能，成为某个专业或某个领域的专门人才或能工巧匠。顺应社会发展的需求，教育领域形成了按知识的内在逻辑和属性划分学科、设置课程、开展分学科教学活动。分学科学习为人们提供了认识事物、处理问题的不同视角和方法，形成了各学科的基本观念、解释复杂问题世界的专业性、系统化的结构化知识体系。在这种教育体制下，个体的学习随着学历的提升、所学习知识的扩展和深入，关注的领域与视野不断收窄，专业的划分也愈加精细。通过不同学科的知识的学习、学科观念的培育，可以高效地培养某一领域的专家。学科划分的精细化，深化了特定领域的研究，但也同时导致了学科间的隔离。单一学科的知识体系、研究方法、思维方式和观念，使得人们对事物的认识存在内在的局限性，往往限制了个体对问题的理解和处理方式。工业时代、信息时代，科学技术发展的许多事实说明，较为复杂问题的认识、解决，某个领域、某项技术的突破和创新都需要不同学科知识的协同互补。要求学科专家具有“跨学科意识与能力”,要求学科专家能够彼此对话、协同工作，共同解决人类面临的巨大挑战。跨学科意识与能力的核心是“知识整合”与“问题解决”。

跨学科有助于更深刻理解复杂事物，认识事物的本质。例如，公元前3世纪，数学家欧几里断言光走最短直线。物理研究发现，光线从大气进入水中发生折射，并非走直线。1696年，瑞士数学家约翰伯努利向全世界发出挑战，他让小球从两条不同的路径从A点滚下，第一条路径是直线，第二条路径是曲线。根据连接两点之间的直线路径最短，直觉认为走直线会最快，但实验结果却是走曲线的小球更快到达终点，它下滑的时间比走直线要快出10%。小球利用高度换取速度的策略，在陡坡加速，更快到达终点。运用力学和数学框架变分法求泛函极值，可以解释小球遵循的这个运动规律。同理，由于光在均匀介质中，光速恒定，光要用最短时间从A处到达B处，传播的距离也要最短，要走直线。如果光从A处到达B处要通过不同介质(如从空气到水),由于在水中光速变慢，光传播要遵循花时间最短的规律，必须在光速快的空气中多跑，在速度慢的水中少跑，因此会在界面上发生折射，路线长了但传播时间却最短了。18世纪法国数学家拉格朗日发现，自然界的所有运动轨迹总是使作用量取极小值，如光线传播、小球下落、行星运行，从初始状态演化到最终状态时，会选择一条使得“作用量”最小的路径。一个被抛出的篮球，其遵循的抛物线正是在重力的作用下，动能和势能之差对时间的积分(这就是力学中的“作用量”)取极值的路径。光的传播规律的研究，也并非是单纯的物理学问题。只有融合了数学、力学的观念、研究视角和研究方法，才能揭示光传播规律的本质。

社会发展需要能在某一领域拥有深厚的专业知识，又需要具备宽泛扎实的跨学科基础知识、掌握多种知识和技能，能综合运用不同学科的知识、思维方式和方法来分析、解决复杂问题的人才。“跨学科”要求教育模式应“从知识传授向能力构建转变，注重跨学科融合，培养学生数据素养、编程与算法能力、伦理道德与法律意识、创新思维与创业能力等”,“采用项目导向、实践驱动的方式，利用人工智能技术辅助教学”^[4]。为适应未来社会发展的需求，在基础教育采取分科教学的当下，要注意以学科为前提和基础，从相关学科中汲取见解，并将这些见解整合到更全面的理解中，通过知识、理论、方法、视角和学科观念的交叉融合，培养学生的跨学科意识，发展学生的跨学科能力，为解决复杂问题、催生新范式、开拓新领域提供动力奠定基础。

跨学科意识是个体的一种认知倾向、思想觉悟和思维习惯。有了跨学科意识，才能自觉地认识单一学科的局限性，洞察不同学科领域之间的内在联系、相互影响和潜在的整合可能性。在面对复杂问题时，能看到各种因素间的深层联系，形成更为整体和动态的知识观，能自觉思考哪些学科的知识与方法可以协同解决，具有更高的思维广度、深度及效度。跨学科意识表现于：

● 认识学科赖以建立的假设、前提，学科的边界、研究范式及其局限性。能清醒地意识到没有一个学科能解释所有事物、解决所有问题。

● 尊重不同学科的认识问题的视角、观点，方法和价值。能了解不同学科的知识点、理论或方法之间的联系。具有联系、融合不同学科的知识、观念、方法来分析、解决问题的意识。

● 面对一个复杂问题，关注的是解决问题需要哪些学科知识，而不是该问题属于哪个学科的。能够要求自己在思考分析、解决问题的过程中，注意联系、借鉴、融合不同学科的知识、方法，探索问题的解决。

跨学科能力是在跨学科意识的驱动和指导下解决复杂问题的行动力，是能借助、整合不同学科的知识、理论、方法，全面、深刻地理解、解释、解决复杂问题的能力。跨学科能力表现于：

● 能够从问题出发，思考不同学科的概念、原理对问题解决的协同作用，批判性地评估不同学科分析问题的证据和论点，识别它们的优势和弱点。

● 能合理、灵活地选择、组合不同学科的方法、技能，运用系统思维，解释、分析、解决复杂的问题。

● 能通过不同学科间知识的交叉与碰撞，形成认识、解决问题的新的想法、方案，提出有创新性或开创性的问题解决方案。

2 跨学科意识与能力的培养事关国家教育战略要求的落实

中小学是提高国民素质、面向大众的基础教育，要促进学生全面有个性的发展，为适应社会生活做准备，为学生的终身发展奠定基础。党和国家多次强调，基础教育要重视学生科学精神、创新能力、批判性思维的培养教育，发展学生的核心素养。核心素养本质上是跨学科的。各个学科的知识体系、观念、思维方式和研究方法反映了学科看待客观事物在观念、视角、思维方式和研究方法上的差异，单一学科的学习未能完全覆盖创新人才应具备的创新人格、创新思维、创新实践能力等关键因素。各个学科的知识学习和观念培育是让学生成为某一领域的专家，而跨学科意识与能力是让这些专家能够彼此对话、协同工作，共同解决人类面临的巨大挑战。学生只有经历了运用跨学科的知识、观念，发现问题、定义问题、搜集整合资源、合作探究到创造解决方案的全过程，才能提升综合素养，为终身学习、成长为国家需要的高素质人才奠定基础。如果说，各学科的观念、知识体系是“深度”的基石，跨学科意识与能力则是“广度”的桥梁。没有科学观念的跨学科是“万金油”,看似什么都懂，但缺乏严谨的根基，容易流于表面和空谈。没有跨学科能力的科学观念是“象牙塔”,虽然专业精深，但难以解决真实世界的复杂问题，容易变得僵化和孤立。

高中阶段的教育要为高等教育和职业发展做准备，为高等教育提供优质生源，为国家的人才培育服务。高等学校通过高考，选拔更具创新精神和综合素养的生源。高考考试内容与命题的改革，反映了对高校培养学生跨学科意识和能力的要求。现行高考已经打破了传统的文理绝对分科的模式，赋予学生更多的选择权，也在分学科考试中探索命制具有跨学科特征的试题。试题的命制注重结合社会热点、科技发展前沿，创设学生可理解的鲜活真实问题情境，体现了跨学科意识和能力的考查。具有跨学科特征的试题，要求考生借助多个学科的知识理解题意，融合运用多个学科的观点、知识和思维方式、研究方法做分析，构建“知识关联-方法迁移-创新应用”的三阶思维模型来解答问题。这类试题的特点是：

(1) 试题注重运用现实生活、社会热点、科技前沿、中华优秀传统文化场景创设问题情境。要求学生认识现实世界中的问题并非按学科划分的，需要从不同学科的视角，综合运用多学科的知识、观念和方法分析解决。

(2) 试题的情景和解答，能潜移默化地融入家国情怀、文化自信、科学精神、生态保护等核心价值观的引领和教育，融合了不同学科的教学目标和要求。

(3) 试题注重考查考生的逻辑推理能力、辩证思维能力、批判性思维和创新思维等高阶思维能力。要求能基于证据运用正确的理论批驳错误观点，设计实验方案获得证据，通过分析、推理或归纳获得科学的结论或合理的解释，对现实问题做多视角、多层次的分析和比较，能正确地阐述自己的看法。

(4) 试题注重考查考生信息获取和处理的能力(如解读图表、数据，从中获取、提炼解答问题的有用信息)、语言表达能力(准确地描述事物、明确地论述观点，分析论述具有逻辑性、层次性)、建模(将实际问题转化为学科模型)和实验探究能力。

高考试题命制的上述特点反映了高等学校生源选拔对跨学科意识与能力的要求，是国家人才培养战略要求的投射，对中学教学具有导向作用。分学科教学要帮助学生意识到，一个复杂的现实问题大都不是靠单一学科能解决的，要理解不同学科的语言、认识它们间的连接点，能对不同学科的核心概念、思维方法和观念进行整合、互补，主动从多角度寻求解决方案。

3 重视学科教师跨学科意识与能力的提升

在传统的分学科学习和教学实践中，学科教师大都习惯于从学科立场看待、分析和解决实际问题。知识结构单一，缺乏跨学科知识储备和整合能力，跨学科教学实践经验、教学能力欠缺。要有效地提高学生的跨学科意识和能力，要求教师自身能打破学科壁垒，认识分学科教学的短板和局限，自觉寻找弥补分科课程设置缺陷的途径和方法。构建整合性的跨学科知识结构和综合解决问题的能力。通过学习和实践，打破学科的“墙”,引导学生构建起应对未来世界的跨学科学习和研究的“桥”。

习惯于在单一学科的框架内思考问题的人，引入不同学科的甚至可能相互冲突的视角和方法论做研究，可能会带来认知上的不适和混乱。但是，正是这种不同思维模式的碰撞，才能打破思维定势，防止陷入单一学科的“信息茧房”;才能养成比较、评估不同学科方法的优劣和适用范围的习惯，对问题的理解才能从“片面深刻”走向“全面贯通”“真正的理解”,形成“批判性思维”,激发出创新意识。

学科教师要从单一学科的知识传授者转变为引导学生发展综合素养的教育者，要在提高自己所教学科专业素养的同时，尽可能多地学习、了解邻近学科相关的基础知识和发展趋势，扩大跨学科知识的储备，拓宽学术视野，提升综合素养。21世纪以来，不少国内外学科教育专家在研究和实践中，撰写、出版了面向公众的跨学科的文献和书籍，非常值得学科教师学习。例如，美国化学会教育委员会领导组织编写的《化学与社会》(第八版)，就是一本优秀的化学教师跨学科学习著作。该书以化学原理的阐述为基础，但不按化学分支组织内容，而以现实问题“能源”“环境”“水”“材料”“医药”等社会议题为主题，将所需的多学科知识整合起来。用大量真实、生动的案例(如DDT的使用与禁用、臭氧层空洞的发现与修复、新药的研发历程)展示多学科知识是如何协同解决问题或引发新问题的。将化学现象和技术置于更大的社会、环境和经济系统中分析研究，强调“系统思维”,培养全面的批判性思维能力。它非常好地说明了解决21世纪最复杂的挑战，需要跨学科意识和能力。化学学科教师可以结合教学内容学习《化学与社会》的有关章节，加深对化学原理及其对社会发展的价值的认识。通过学习，可以深刻地认识到解决当前世界的气候、环境、能源、生态的社会生产、生活问题，都需要化学科学与物理学、生物学、医学、环境科学和材料科学、人文社会科学紧密、深刻地联系、交叉和融合。

学科教师要在教学实践和校内外同行的交流切磋中，注意探索跨学科教学，提高跨学科教学能力。依据课程标准的要求，不仅要注意整合同一学科内不同领域的知识、技能，还要努力设计、组织有利于培养学生跨学科意识与能力的学习活动。认真设计组织跨学科主题学习活动。以某一学科为主体，融合不同学科的知识、技能、方法，探究、解决真实世界的复杂问题，提高学生融合不同学科知识，应用于解决问题的能力。依据课程标准，设计组织跨学科主题学习活动、跨学科综合实践活动，开展项目式学习(PBL)。以真实问题为起点，从学生熟悉的社会生活、科技前沿或地方特色中提炼驱动性问题。例如，在化学学科学习化石能源、化学电池、氢能等干净能源的开发利用知识的同时，引领学生整合物理、生物和环境科学的知识，联系人文科学的相关知识做分析和评价，更全面认识能源开发和利用与社会可持续发展的关系。

跨学科学习活动的设计组织相对于学科教学，难度大，经验不足。提升中学教师的跨学科意识和能力，需要教育领导部门、学校构建坚实的支持体系。教师进修培训部门要加强培训力度，拓宽渠道，鼓励、促进教师间的交流。在培训实践中反思、总结，改进、迭代，提高培训实效。通过网络研修、集中培训、名师课堂观摩、校本研修四维培训体系，确保了学习过程的连续性和成果的落地，从“听懂”到“会做”,能“出成果”。学校要注意引领不同学科的教师组成教研团队，围绕某个复杂问题交流不同学科的观点和知识体系，了解不同学科对相关问题讲授的知识、技能。了解各学科研究视角和方法的共通之处和差异，讨论如何整合相关的学习内容、思维方式和研究方法，提高跨学科教学能力。

来源：王云生.分学科教学要注重跨学科意识与能力的培养[J].化学教学,2026,(04):3-6.