沙洲的桥 家乡的桥

舒应红

跨学科项目式科技实践活动是基于两个或两个以上学科的核心概念与能力，或者基于一套超学科的概念体系的共同作用促进对世界的深度理解。学生汇聚两个及两个以上的学科概念解释现象、解决问题、创造作品，从而产生新的理解，创造出新的意义，并通过情境学习、问题学习与探究学习，促进学生实现高阶思维能力的提升。跨学科项目式科技实践活动强调通过学科间不可分割的联系达到整体理解，而不是简单的多学科的主题活动[1]。

如何利用本土化资源进行跨学科项目式科技实践活动设计，促进师生学习方式的转变，为农村学校开展特色科技实践活动做入门范例，这就是我们进行“沙洲的桥，家乡的桥”

跨学科项目式科技实践活动设计的初衷。

设计背景

汝城沙洲是红军长征路上“半条被子”故事的发生地，一条滁水河蜿蜒流淌环绕着沙洲，在这条河之上架设着各种形态各异的桥，每座桥在工程结构上都具有很高的科学研究价值。

此次科技实践活动以家乡的桥为切入口，结合沙洲的地理环境特点，采用跨学科内容整合、多层次课程实施与个性化实践过程策略，渗透项目式科技实践活动理念，探究桥梁的不同结构及不同结构桥梁的承重能力等问题，并应用各种材料进行桥梁设计搭建，将生活与教育融合，寓教于乐，让学生学有所用，努力打造适合农村学生开展的本土化跨学科项目式科技实践活动。

设计维度

构建核心知识

在跨学科项目式学习中，核心知识的确定非常重要，直接决定了活动的实施效果。核心知识有助于学生站在更高的视角观察身边的世界。我们在设计时采用学科大概念引领，借助课程标准、教材等资料寻找关键核心知识或能力，选择跨学科项目式科技实践活动方法，帮助学生建立完整的对世界的理解。为此设计构建了如下核心知识。

相关学科所涉及的主要知识点

● 科学：认识各种不同结构的桥梁及其结构特点；了解有的桥梁把多种结构合为一体，桥的功能与它形状和结构是相适应的；能应用形状结构知识进行桥梁模型的设计与制作。

● 语文：调查收集整理关于家乡的桥的资料，深入了解家乡的桥的历史文化。

● 数学：运用数学知识解决设计和建造桥的一些实际问题。

● 艺术：感知不同的桥的造型美，能用绘画手法进行作品设计。

● 思政：了解中国桥梁发展史，了解渗透其中的科学家精神。

关键概念与能力

● 桥梁的形状及结构特点、桥梁承重力等知识；

● 培养学生批判性思维与解决问题的能力、沟通与交流能力、协作与合作能力、创造与创新能力等重要的终身学习能力。

这样构建的核心知识不仅以培养学生的人文底蕴与科学精神为基本出发点，立足科学、技术、人文的视野，突出实践能力的培养，倡导探究式、研究式、体验式的学习方式，还能达到人文精神与科技素养在学生身上的和谐统一，达成学生全面而富有个性发展的课程目标。

产生驱动问题

跨学科项目式学习中的本质问题是整合的，指向所有涉及学科的概念。开展跨学科项目式学习的前提是要设计一个合适的驱动性问题，创设一个与真实世界挂钩的、能引导“学生接触并掌握某学科的主要概念和原理”的驱动性问题。这样的驱动性问题，既能引发学生高阶思维，又能提供问题化的组织结构，为信息和内容提供有意义的目的[2]。遵循这样的原则，我们提出了如下驱动问题。

● 本质问题：什么是桥梁？有哪些类型的桥梁？不同形状的桥梁有哪些结构特点？

● 驱动问题：同心桥年久失修，不堪重负，重建同心桥。根据材料的特点，能否设计建造出一座符合要求的桥梁？

这样的驱动问题是真实的问题情境，因为源自学生的真实生活环境。“重建同心桥”的任务还具有挑战性和开放性，在开放的问题情境中附带了核心知识，让学生经历持续探究的过程解决复杂的问题，同时在探究过程中再次深入理解核心知识，提高学生的创新思维和价值观，提升学生学习的自我效能感。

明确高阶认知

项目式学习高阶认知包括问题解决、创见、决策、实验、调研、系统分析六种，并且高阶认知的获得是建立在低阶认知的基础之上的。高阶认知策略如何实施，直接决定了这次跨学科项目式学习的质量和效果[3]。

“沙洲的桥，家乡的桥”跨学科项目式科技实践活动的高阶认知主要表现为“创见”（创造一个桥梁作品）和“调研”（实地调查家乡的桥）两类，这二者之间存在着实质性联系。“调研”在项目式科技实践活动过程中不仅表现在良好的沟通与交往能力上，同时也不断提高学生收集整理素材与归纳总结的思辨能力，更为“创见”作好铺垫。而创见在调研的基础上，要求学生创造出指向核心概念理解和独特价值的作品。因此，创造出的桥梁作品不仅要充满想象力和创造力，而且还要实用，这样才能体现学生在经历调研和创见后对核心知识的迁移运用。

巧设学习实践

跨学科项目式科技实践活动的开展需要学生的亲身实践，学生开展带有思考、假设、探究性质的动手动脑活动。这与杜威提出的“做中学”倡导以学生为主体、以活动为中心的学习理念有异曲同工之妙。学生在做中学的学习实践中，达到对核心知识的深度理解。本次科技实践活动课程共设计了7 个子项目，每个子项目都设有1 个核心问题，以问题意识推进科技实践活动的进程（活动过程见表1）。

在一系列富有创意的活动中，鼓励学生将不同学科知识融合在一起，解决身边的实际问题，创造一件桥梁作品，促进学生对周围世界的理解。

注重学习评价

在实施跨学科项目式学习过程中，需要围绕某个问题的解决而开展对项目式学习的评价，这样的评价关注的是学生能做什么，将学生学习后的可能反映或表现作为考查重点。评价是推动跨学科项目式科技实践活动不断更新、持续提升和深入发展的途径。没有评价就失去了改进和发展的动力，跨学科项目式科技实践活动也不会长久[4]。本次活动采用过程评价与结果评价双向并行的多元评价机制。按照评价行为的主体划分，过程评价中既有学生自评、互评，也有教师评价；结果评价要将个人成果与团队成果兼顾，评价需全面多维度，包含知識范畴、成果演示和整体方案设计等。在评价过程中互相讨论、互相交流、互相补充，以此完善原本的设计方案，从而达到日趋科学合理的目的。具体呈现如下。

● 个人成果：收集家乡的桥梁相关资料，绘制桥梁图，能解释不同形状的桥梁的承重特点。评价的相关要素包括：信息收集能力，能清楚明白地讲述见闻；运用艺术要素表现具体事物；了解桥梁形状与结构及承重力的关系；对相关桥梁词汇的认知。

● 团队成果：以小组为单位，搭建不同形状的桥梁模型；设计同心桥，介绍设计理念，并根据设计完成同心桥搭建。评价的相关要素包括：了解桥梁形状与结构及承重力的关系；对搭建桥梁材料性质的认识和选择运用；按照设计要求完成桥梁作品；掌握桥梁相关知识。

这种评价机制能够很好地帮助学生建构、发展探究能力，助力他们成为积极的自我评价者。这时候，学生会感觉到评价并不是对他们的一种监测，而是一种自然学习的过程。这样的评价让学习更加具有研究的本质，也更加体现出跨学科项目式科技实践活动的本质。在评价中学生敏锐的观察力、活跃的思维力、新颖的设计力很容易被激发出來，从而提升项目完成的高阶度。

展示学习成果

公开展示学习成果反映了学生在跨学科项目式学习中对整个问题情境探索的结果，成果包含对相关学科概念理解程度的分析、运用与创造。此次跨学科项目式科技实践活动通过展览与交流的形式进行，在校园公开展示同心桥模型，向师生介绍自己的设计，由师生共同测评最佳设计。展示的目的不是设计制作的桥梁作品，而是要体现学生对所学概念的理解与掌握。

反思拓展迁移

作为跨学科项目式学习的一个重要部分，要求学生反思学习过程及结果。这不是简单的回顾，而是以学生自己的方式巩固所学习的知识与技能，从而转化为学生自己的知识，便于在新的情境、新的条件下运用已有的知识与技能解决新的问题。

本次科技实践活动布置学生课后了解现实生活中桥梁在设计时需要考虑的因素，包括地形、地势、气候条件、地质灾害、材料选择等方面，类比我们建造桥梁的过程，总结桥梁的建造经验，提出进一步改进桥梁的想法，并在课后进行尝试[5]。这样意犹未尽的课后拓展，给学生留下了思考探究发展的空间。

跨学科项目式科技实践活动设计要充分挖掘本土资源，实施过程因地制宜，达到培养与提升学生的综合素养与能力的目标，必将赋予科技教育更大的力量，大大推进科技教育进程。

参考文献

[1][2] 夏雪梅．项目式学习设计：学习素养视角下的国际与本土实践[M]．教育科学出版社，2021.03．

[3] [4] 张悦颖，夏雪梅．跨学科的项目式学习“4+1”课程实践手册[M]．教育科学出版社，2018.12．

[5] STEM 未来计划．结构大力士．https：//stem.ooowin.com/project_detail.html？bookType=1&bookId=1075．