沙洲的橋 家鄉的橋

舒應紅

跨學科項目式科技實踐活動是基于兩個或兩個以上學科的核心概念與能力，或者基于一套超學科的概念體系的共同作用促進對世界的深度理解。學生匯聚兩個及兩個以上的學科概念解釋現象、解決問題、創造作品，從而產生新的理解，創造出新的意義，并通過情境學習、問題學習與探究學習，促進學生實現高階思維能力的提升。跨學科項目式科技實踐活動強調通過學科間不可分割的聯系達到整體理解，而不是簡單的多學科的主題活動[1]。

如何利用本土化資源進行跨學科項目式科技實踐活動設計，促進師生學習方式的轉變，為農村學校開展特色科技實踐活動做入門范例，這就是我們進行“沙洲的橋，家鄉的橋”

跨學科項目式科技實踐活動設計的初衷。

設計背景

汝城沙洲是紅軍長征路上“半條被子”故事的發生地，一條滁水河蜿蜒流淌環繞著沙洲，在這條河之上架設著各種形態各異的橋，每座橋在工程結構上都具有很高的科學研究價值。

此次科技實踐活動以家鄉的橋為切入口，結合沙洲的地理環境特點，采用跨學科內容整合、多層次課程實施與個性化實踐過程策略，滲透項目式科技實踐活動理念，探究橋梁的不同結構及不同結構橋梁的承重能力等問題，并應用各種材料進行橋梁設計搭建，將生活與教育融合，寓教于樂，讓學生學有所用，努力打造適合農村學生開展的本土化跨學科項目式科技實踐活動。

設計維度

構建核心知識

在跨學科項目式學習中，核心知識的確定非常重要，直接決定了活動的實施效果。核心知識有助于學生站在更高的視角觀察身邊的世界。我們在設計時采用學科大概念引領，借助課程標準、教材等資料尋找關鍵核心知識或能力，選擇跨學科項目式科技實踐活動方法，幫助學生建立完整的對世界的理解。為此設計構建了如下核心知識。

相關學科所涉及的主要知識點

● 科學：認識各種不同結構的橋梁及其結構特點；了解有的橋梁把多種結構合為一體，橋的功能與它形狀和結構是相適應的；能應用形狀結構知識進行橋梁模型的設計與制作。

● 語文：調查收集整理關于家鄉的橋的資料，深入了解家鄉的橋的歷史文化。

● 數學：運用數學知識解決設計和建造橋的一些實際問題。

● 藝術：感知不同的橋的造型美，能用繪畫手法進行作品設計。

● 思政：了解中國橋梁發展史，了解滲透其中的科學家精神。

關鍵概念與能力

● 橋梁的形狀及結構特點、橋梁承重力等知識；

● 培養學生批判性思維與解決問題的能力、溝通與交流能力、協作與合作能力、創造與創新能力等重要的終身學習能力。

這樣構建的核心知識不僅以培養學生的人文底蘊與科學精神為基本出發點，立足科學、技術、人文的視野，突出實踐能力的培養，倡導探究式、研究式、體驗式的學習方式，還能達到人文精神與科技素養在學生身上的和諧統一，達成學生全面而富有個性發展的課程目標。

產生驅動問題

跨學科項目式學習中的本質問題是整合的，指向所有涉及學科的概念。開展跨學科項目式學習的前提是要設計一個合適的驅動性問題，創設一個與真實世界掛鉤的、能引導“學生接觸并掌握某學科的主要概念和原理”的驅動性問題。這樣的驅動性問題，既能引發學生高階思維，又能提供問題化的組織結構，為信息和內容提供有意義的目的[2]。遵循這樣的原則，我們提出了如下驅動問題。

● 本質問題：什么是橋梁？有哪些類型的橋梁？不同形狀的橋梁有哪些結構特點？

● 驅動問題：同心橋年久失修，不堪重負，重建同心橋。根據材料的特點，能否設計建造出一座符合要求的橋梁？

這樣的驅動問題是真實的問題情境，因為源自學生的真實生活環境。“重建同心橋”的任務還具有挑戰性和開放性，在開放的問題情境中附帶了核心知識，讓學生經歷持續探究的過程解決復雜的問題，同時在探究過程中再次深入理解核心知識，提高學生的創新思維和價值觀，提升學生學習的自我效能感。

明確高階認知

項目式學習高階認知包括問題解決、創見、決策、實驗、調研、系統分析六種，并且高階認知的獲得是建立在低階認知的基礎之上的。高階認知策略如何實施，直接決定了這次跨學科項目式學習的質量和效果[3]。

“沙洲的橋，家鄉的橋”跨學科項目式科技實踐活動的高階認知主要表現為“創見”（創造一個橋梁作品）和“調研”（實地調查家鄉的橋）兩類，這二者之間存在著實質性聯系。“調研”在項目式科技實踐活動過程中不僅表現在良好的溝通與交往能力上，同時也不斷提高學生收集整理素材與歸納總結的思辨能力，更為“創見”作好鋪墊。而創見在調研的基礎上，要求學生創造出指向核心概念理解和獨特價值的作品。因此，創造出的橋梁作品不僅要充滿想象力和創造力，而且還要實用，這樣才能體現學生在經歷調研和創見后對核心知識的遷移運用。

巧設學習實踐

跨學科項目式科技實踐活動的開展需要學生的親身實踐，學生開展帶有思考、假設、探究性質的動手動腦活動。這與杜威提出的“做中學”倡導以學生為主體、以活動為中心的學習理念有異曲同工之妙。學生在做中學的學習實踐中，達到對核心知識的深度理解。本次科技實踐活動課程共設計了7 個子項目，每個子項目都設有1 個核心問題，以問題意識推進科技實踐活動的進程（活動過程見表1）。

在一系列富有創意的活動中，鼓勵學生將不同學科知識融合在一起，解決身邊的實際問題，創造一件橋梁作品，促進學生對周圍世界的理解。

注重學習評價

在實施跨學科項目式學習過程中，需要圍繞某個問題的解決而開展對項目式學習的評價，這樣的評價關注的是學生能做什么，將學生學習后的可能反映或表現作為考查重點。評價是推動跨學科項目式科技實踐活動不斷更新、持續提升和深入發展的途徑。沒有評價就失去了改進和發展的動力，跨學科項目式科技實踐活動也不會長久[4]。本次活動采用過程評價與結果評價雙向并行的多元評價機制。按照評價行為的主體劃分，過程評價中既有學生自評、互評，也有教師評價；結果評價要將個人成果與團隊成果兼顧，評價需全面多維度，包含知識范疇、成果演示和整體方案設計等。在評價過程中互相討論、互相交流、互相補充，以此完善原本的設計方案，從而達到日趨科學合理的目的。具體呈現如下。

● 個人成果：收集家鄉的橋梁相關資料，繪制橋梁圖，能解釋不同形狀的橋梁的承重特點。評價的相關要素包括：信息收集能力，能清楚明白地講述見聞；運用藝術要素表現具體事物；了解橋梁形狀與結構及承重力的關系；對相關橋梁詞匯的認知。

● 團隊成果：以小組為單位，搭建不同形狀的橋梁模型；設計同心橋，介紹設計理念，并根據設計完成同心橋搭建。評價的相關要素包括：了解橋梁形狀與結構及承重力的關系；對搭建橋梁材料性質的認識和選擇運用；按照設計要求完成橋梁作品；掌握橋梁相關知識。

這種評價機制能夠很好地幫助學生建構、發展探究能力，助力他們成為積極的自我評價者。這時候，學生會感覺到評價并不是對他們的一種監測，而是一種自然學習的過程。這樣的評價讓學習更加具有研究的本質，也更加體現出跨學科項目式科技實踐活動的本質。在評價中學生敏銳的觀察力、活躍的思維力、新穎的設計力很容易被激發出來，從而提升項目完成的高階度。

展示學習成果

公開展示學習成果反映了學生在跨學科項目式學習中對整個問題情境探索的結果，成果包含對相關學科概念理解程度的分析、運用與創造。此次跨學科項目式科技實踐活動通過展覽與交流的形式進行，在校園公開展示同心橋模型，向師生介紹自己的設計，由師生共同測評最佳設計。展示的目的不是設計制作的橋梁作品，而是要體現學生對所學概念的理解與掌握。

反思拓展遷移

作為跨學科項目式學習的一個重要部分，要求學生反思學習過程及結果。這不是簡單的回顧，而是以學生自己的方式鞏固所學習的知識與技能，從而轉化為學生自己的知識，便于在新的情境、新的條件下運用已有的知識與技能解決新的問題。

本次科技實踐活動布置學生課后了解現實生活中橋梁在設計時需要考慮的因素，包括地形、地勢、氣候條件、地質災害、材料選擇等方面，類比我們建造橋梁的過程，總結橋梁的建造經驗，提出進一步改進橋梁的想法，并在課后進行嘗試[5]。這樣意猶未盡的課后拓展，給學生留下了思考探究發展的空間。

跨學科項目式科技實踐活動設計要充分挖掘本土資源，實施過程因地制宜，達到培養與提升學生的綜合素養與能力的目標，必將賦予科技教育更大的力量，大大推進科技教育進程。

參考文獻

[1][2] 夏雪梅．項目式學習設計：學習素養視角下的國際與本土實踐[M]．教育科學出版社，2021.03．

[3] [4] 張悅穎，夏雪梅．跨學科的項目式學習“4+1”課程實踐手冊[M]．教育科學出版社，2018.12．

[5] STEM 未來計劃．結構大力士．https：//stem.ooowin.com/project_detail.html？bookType=1&bookId=1075．