三大原則，落實(shí)新課標(biāo)背景下的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)梵高的《星月夜》和葛飾北齋的《神奈川沖浪里》都是世界著名的繪畫作品，是藝術(shù)領(lǐng)域的傳奇名作。但鮮為人知的是這兩幅畫也是許多科學(xué)家的研究對(duì)象。油畫《星月夜》中有一個(gè)個(gè)大大小小的旋渦，這種旋渦形狀已被證明與流體力學(xué)中的湍流現(xiàn)象以及延遲攝影技術(shù)相關(guān)。湍流是一種高度復(fù)雜的三維非穩(wěn)態(tài)、帶旋轉(zhuǎn)的不規(guī)則流動(dòng)，被稱為“經(jīng)典物理學(xué)最后的疑團(tuán)”。2006年，墨西哥物理學(xué)家JoseLuisAragon意外發(fā)現(xiàn)《星月夜》畫作中的光與影似乎顯露出“湍流”的真容。2019年初，澳大利亞國(guó)立大學(xué)的學(xué)者們?cè)赼rXiv上發(fā)表了一篇《星夜是湍流嗎?》的論文，研究者們使用了網(wǎng)上《星月夜》的高像素?cái)?shù)字圖像。研究發(fā)現(xiàn)超音速湍流是在分子氣體云內(nèi)觀察到的一種湍流類型，這解釋了為什么在《星月夜》中，那些似乎驅(qū)動(dòng)較小渦流的大渦流，與那些在湍流云中發(fā)現(xiàn)的渦流相似。《神奈川沖浪里》吸引科學(xué)家的要點(diǎn)在于這個(gè)巨浪形成的原因。最初，科學(xué)家認(rèn)為它是由海嘯引起的。《<神奈川沖浪里>到底是什么波?》一文結(jié)合畫作所處的歷史時(shí)期，對(duì)畫面中波浪的表現(xiàn)做了詳盡分析，指出這個(gè)巨浪不太可能是由海嘯帶來(lái)的。通過(guò)和船體大小的比較大致可以算出這個(gè)浪高達(dá)10-12米，再結(jié)合與富士山的距離能得到的信息是它所處的位置還在海灣內(nèi)，而海嘯在這個(gè)地段尚無(wú)法激起如此高的浪。因此這種10米以上的巨浪更有可能是被稱為“反常波”(freakwave)或“流氓波”(roguewave)的物理現(xiàn)象。從這兩幅畫中我們可以看到藝術(shù)和科學(xué)的交匯。藝術(shù)家在創(chuàng)造作品的時(shí)候?qū)嶋H上也應(yīng)用了科學(xué)、數(shù)學(xué)或物理等原理，因此一個(gè)超凡的作品絕不會(huì)只涉及一門學(xué)科，它一定是跨學(xué)科的、是綜合的。所以我們要提倡跨學(xué)科學(xué)習(xí)，學(xué)生只有將知識(shí)融會(huì)貫通，才能綜合地去解決真實(shí)問(wèn)題，才能不斷創(chuàng)新和發(fā)展。教育培養(yǎng)人才絕不是為了讓他們成為某個(gè)學(xué)科知識(shí)的儲(chǔ)存器，而是讓他們成為能夠獨(dú)立解決問(wèn)題、不斷發(fā)現(xiàn)新事物、不斷創(chuàng)造的創(chuàng)新型人才。跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的提出，既是時(shí)代需求，也有實(shí)踐基礎(chǔ)，同時(shí)也是課程解決實(shí)踐難題的一大創(chuàng)新。2022年新課改強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的人才，而跨學(xué)科學(xué)習(xí)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要的學(xué)習(xí)方式。新課標(biāo)中指出，學(xué)科類課程用不少于10%的課時(shí)，用于跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)是分科設(shè)置課程背景下實(shí)現(xiàn)學(xué)科課程綜合化、實(shí)踐化的積極穩(wěn)妥的措施。為什么要進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)？如果從歷史的、邏輯的角度去分析，學(xué)科課程能廢除嗎？學(xué)科課程廢不了，但是，為什么我們又要進(jìn)行跨學(xué)科的學(xué)習(xí)呢？首先，學(xué)生的生活是完整的，學(xué)生的課程是不分科的。例如蘇東坡，他是一名書畫家，是一名文學(xué)家，我們也可以說(shuō)他是一位農(nóng)民，這就是他的生活本身，他的生活蘊(yùn)含著他所有的修養(yǎng)。因此，一個(gè)完整的人，他的生活是不分科的。但科學(xué)的發(fā)展是分科的，我們要把經(jīng)歷了千百年歷史發(fā)展起來(lái)的分科課程教給學(xué)生，教給學(xué)生的知識(shí)有時(shí)離學(xué)生的生活太遠(yuǎn)了，他會(huì)很難進(jìn)入。所以，我們要找一個(gè)通道，這個(gè)通道既能夠連接學(xué)生的真實(shí)生活，又能夠把學(xué)生的生活提高到科學(xué)的高度，要找到一個(gè)學(xué)生熟悉的、每個(gè)學(xué)科都能進(jìn)入的通道，而跨學(xué)科學(xué)習(xí)正是這樣一個(gè)便捷的通道。第二，我們?cè)谥行W(xué)階段要讓學(xué)生主動(dòng)活動(dòng)。教學(xué)就是要把靜態(tài)的、書本上的內(nèi)容要變成學(xué)生的活動(dòng)，如果僅僅是把書本上的一句話教給學(xué)生，那他僅僅知道那句話本身而已，不知道背后豐富復(fù)雜、更內(nèi)在的內(nèi)容。如果我們把書本上的內(nèi)容直接教給學(xué)生，他僅僅是見(jiàn)到了知識(shí)的影子，而沒(méi)見(jiàn)到知識(shí)本身，知識(shí)本身是什么呢？不僅有文字所表示的信息，還有技能、態(tài)度、價(jià)值觀、認(rèn)識(shí)能力，這些全部融合在一起才是知識(shí)。我們一旦讓學(xué)生活動(dòng)起來(lái)，尤其是問(wèn)題解決的活動(dòng)，這一定是跨學(xué)科的。比如，數(shù)學(xué)的應(yīng)用題都是跨學(xué)科的。應(yīng)用題一定是要先讀懂，因此它涉及了語(yǔ)文學(xué)科，而且里面還有各種與工程有關(guān)的元素。數(shù)學(xué)是最純粹的學(xué)科，但在小學(xué)或者初中的數(shù)學(xué)題里一定是跨學(xué)科的，一定是有情景的，從復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)生活中抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題，解決之后再返回到具體生活中去。真正的跨學(xué)科一定是將生活與學(xué)科緊密聯(lián)系在一起的，就是對(duì)學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用?？鐚W(xué)科還把創(chuàng)新實(shí)踐提前到了學(xué)生的學(xué)習(xí)階段，模擬對(duì)未來(lái)社會(huì)實(shí)踐。我們過(guò)去講“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”，是強(qiáng)調(diào)數(shù)理化的重要性。但是從另外一個(gè)角度理解，就是說(shuō)要先學(xué)數(shù)理化，才能走社會(huì)。先學(xué)再用的觀念，將整個(gè)教學(xué)生活與社會(huì)生活完全割裂，而實(shí)際上現(xiàn)在這個(gè)社會(huì)是不可能完全割裂的，而且整個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐已經(jīng)進(jìn)入到了教學(xué)階段，我們的跨學(xué)科是要自覺(jué)地把將來(lái)學(xué)生可能要有的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)提前到教學(xué)階段來(lái)，讓學(xué)生能夠在教學(xué)階段就模擬從事創(chuàng)新，或者也教給他創(chuàng)新的辦法?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)有什么特點(diǎn)？跨學(xué)科學(xué)習(xí)的前提是承認(rèn)分科學(xué)習(xí)的合理性，分科學(xué)習(xí)依然是主流，不能取消或者試圖用跨學(xué)科學(xué)習(xí)代替學(xué)科學(xué)習(xí)。在分科學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)有以下三點(diǎn)特征：首先是教育性，教育性或發(fā)展性是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)和所有學(xué)科教學(xué)的“應(yīng)有之義”，是最基本的，但同時(shí)也應(yīng)該是不斷被強(qiáng)調(diào)的。第二個(gè)特點(diǎn)是開(kāi)放性。開(kāi)放性指的是，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)在明確主題后，關(guān)于如何去完成這個(gè)主題學(xué)習(xí)，如何達(dá)成結(jié)果或者結(jié)果是什么都不明確，或者說(shuō)結(jié)果也不唯一，過(guò)程也不唯一。這樣的開(kāi)放就給了學(xué)生無(wú)限可能的空間，讓學(xué)生有自主活動(dòng)的可能性。在開(kāi)放的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，學(xué)生選擇了方法、路徑之后，就要對(duì)自己的選擇負(fù)責(zé)任。教師只是一個(gè)驅(qū)動(dòng)者、引導(dǎo)者，放手讓學(xué)生自主地進(jìn)行選擇、審慎地進(jìn)行選擇。第三個(gè)特點(diǎn)是真實(shí)性真實(shí)不是現(xiàn)實(shí)生活的復(fù)制，教育并不是純?nèi)坏?、自然自發(fā)的生活，所以這個(gè)真實(shí)是指的教育的真實(shí)。給予學(xué)生開(kāi)放環(huán)境就是要讓學(xué)生能夠充分地把他的所學(xué)展現(xiàn)出來(lái)，因此跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)要營(yíng)造一個(gè)學(xué)生能夠運(yùn)用知識(shí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、使用其所學(xué)來(lái)解決問(wèn)題的真實(shí)環(huán)境。北師大王寧老師曾說(shuō)，語(yǔ)文學(xué)科要做任務(wù)群，任務(wù)群就是要營(yíng)造學(xué)生能夠使用語(yǔ)言、運(yùn)用語(yǔ)言、提升語(yǔ)言能力的真實(shí)環(huán)境。而這個(gè)真實(shí)環(huán)境絕不是一家人晚上坐著看電視，誰(shuí)都一聲不吭，真實(shí)的語(yǔ)言環(huán)境應(yīng)該是可以激發(fā)學(xué)生表達(dá)，激發(fā)學(xué)生觀察，激發(fā)學(xué)生思考的。王寧老師組織的中國(guó)青少年環(huán)境地圖展示活動(dòng)中在評(píng)選的優(yōu)秀作品具有以下五個(gè)主要特點(diǎn)：1、版面布局合理，繪制精良，色彩豐富明麗。2、地圖形式多樣，內(nèi)容豐富，并進(jìn)行了自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。3、地圖三要素齊全，具有一定科學(xué)性，主題與環(huán)境密切相關(guān)，與地理聯(lián)系密切。4、調(diào)查流程完整，調(diào)查規(guī)劃環(huán)環(huán)相扣，具有邏輯性，調(diào)查過(guò)程描述詳略得當(dāng)。5、針對(duì)調(diào)查結(jié)果，能給出自己的思考，并針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出有針對(duì)性的建議。這些要求特別體現(xiàn)了開(kāi)放真實(shí)的特點(diǎn)：活動(dòng)有明確的主題，但是學(xué)生可以根據(jù)自己所在的地區(qū)環(huán)境設(shè)計(jì)相關(guān)的地圖，讓學(xué)生有充分的自主選擇性?；顒?dòng)過(guò)程涉及社會(huì)科學(xué)調(diào)查、數(shù)學(xué)調(diào)查、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，活動(dòng)最后學(xué)生要將調(diào)查結(jié)果進(jìn)行展示匯報(bào)，并表達(dá)自己的思考。在這樣的活動(dòng)中，學(xué)生必須調(diào)動(dòng)他所學(xué)的各科知識(shí)來(lái)完成這個(gè)任務(wù)，這就是跨學(xué)科主題活動(dòng)，它既開(kāi)放又真實(shí)。如何設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)？1.以學(xué)科核心思想為出發(fā)點(diǎn)首先跨學(xué)科要堅(jiān)持學(xué)科立場(chǎng)，立足本學(xué)科的核心思想，學(xué)生只有學(xué)好學(xué)科知識(shí)，才能跨學(xué)科地解決問(wèn)題，或是在學(xué)科內(nèi)可以很好地借助其他學(xué)科的工具來(lái)解決問(wèn)題。教師在堅(jiān)持學(xué)科立場(chǎng)的基礎(chǔ)上，還要依據(jù)課標(biāo)選擇適合作為跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的內(nèi)容，只有通讀課標(biāo)，把握課標(biāo)所體現(xiàn)的學(xué)科核心思想和基本問(wèn)題，才能更好地設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)。楊振寧先生在清華大學(xué)演講時(shí)，當(dāng)時(shí)有一個(gè)學(xué)生問(wèn)他說(shuō)：“現(xiàn)在的交叉學(xué)科越來(lái)越多，將來(lái)數(shù)學(xué)和物理會(huì)不會(huì)融合成一門學(xué)科呢？”楊振寧先生斬釘截鐵地說(shuō)不會(huì)。他說(shuō)，相互影響是事實(shí)，數(shù)學(xué)和物理有很多交叉的部分，但是交叉的部分也只是5%，我們現(xiàn)在感覺(jué)到交叉的東西很多，實(shí)際上不交叉的東西更多。我們要看到不同學(xué)科之間是如何相互影響的，同時(shí)也不能忽視每門學(xué)科的獨(dú)立價(jià)值，立足每一門學(xué)科的特殊性，又看到彼此之間的滲透性和干預(yù)性。一個(gè)教師的學(xué)科素養(yǎng)越強(qiáng)，他對(duì)學(xué)科的轉(zhuǎn)化能力也會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)，才能將學(xué)科內(nèi)容更好地與其他學(xué)科連接，因此教師要在持續(xù)發(fā)展本學(xué)科能力的基礎(chǔ)上主動(dòng)跨界。2.以基本學(xué)情為設(shè)計(jì)依據(jù)教師要依據(jù)學(xué)情設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，首先要了解學(xué)生現(xiàn)有的發(fā)展水平，其次要知道學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)是什么，還要明確跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)將實(shí)現(xiàn)學(xué)生什么樣的發(fā)展。北京三帆中學(xué)設(shè)計(jì)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，很好地展現(xiàn)了如何從多方面、多學(xué)科把握學(xué)情。學(xué)生在七年級(jí)上冊(cè)生物、地理、化學(xué)三門學(xué)科中都學(xué)習(xí)了水的相關(guān)知識(shí)，因此他們?cè)O(shè)計(jì)了水與生活的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)。七年級(jí)下冊(cè)，學(xué)生在生物、地理、化學(xué)學(xué)科中分別學(xué)習(xí)了人體的消化與吸收、中國(guó)農(nóng)業(yè)的分布、因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、化學(xué)元素與人體健康的相關(guān)知識(shí)，教師對(duì)這三方面內(nèi)容進(jìn)行分析后，設(shè)計(jì)了健康生活之飲食的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)。教師在設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，不僅考慮了當(dāng)前學(xué)生所掌握的知識(shí)內(nèi)容，還考察了學(xué)生的技能和能力，并在各學(xué)科核心概念的基礎(chǔ)上，凝練出跨學(xué)科的大概念。以下就是他們?cè)O(shè)計(jì)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)：跨學(xué)科學(xué)習(xí)通常都是多課時(shí)的長(zhǎng)程學(xué)習(xí)，因此在每一個(gè)課時(shí)里面，都要有主要內(nèi)容，有活動(dòng)目標(biāo)。長(zhǎng)程學(xué)習(xí)容易模糊掉主題學(xué)習(xí)所要達(dá)到的最終目的，因此明確每個(gè)課時(shí)所要完成的目標(biāo)，既從整體把握，又在細(xì)節(jié)處盯牢，這樣學(xué)生的時(shí)間才不會(huì)浪費(fèi)，才能更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生的發(fā)展?！端c生活》的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)中有主要的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題、主要內(nèi)容、活動(dòng)目標(biāo)、評(píng)價(jià)反思。從這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)里，我們可以看到跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)把學(xué)科的靜態(tài)知識(shí)變成了學(xué)生的主動(dòng)活動(dòng)，在這樣的活動(dòng)中學(xué)生能夠提出問(wèn)題、能夠做實(shí)驗(yàn)、能夠匯報(bào)、能夠評(píng)價(jià)、能夠反思。而活動(dòng)的內(nèi)容又是學(xué)科的重要內(nèi)容，這就很好地處理了學(xué)科和真實(shí)生活的關(guān)系。3.擴(kuò)展視野，實(shí)現(xiàn)共同育人在深刻把握學(xué)科核心思想、學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師要放大視野，從學(xué)科的大門走出去，去關(guān)注相關(guān)學(xué)科。例如數(shù)學(xué)是理科，數(shù)學(xué)老師可以先聯(lián)系理科中的其他學(xué)科，然后在理科的基礎(chǔ)上再放大到整個(gè)育人課程體系當(dāng)中去考慮學(xué)生的發(fā)展，考慮數(shù)學(xué)學(xué)科在整體育人課程體系當(dāng)