在學生學習過程中，如果學科過於割裂，學生則通常難以理解各個學科之間是如何聯繫的。比如，初中生學完二次函數，可能要到高中後才能從物理學科中找到二次函數的實際用途；高中生學完虛數，只有將來上大學學習電子專業時才能發現虛數的實際功用。
學習短期內看不到實際意義的知識，會明顯降低學生的興趣，也會讓知識變得更加抽象而難以理解。這時，跨學科學習的優勢就顯現出來了。
多學科是不是跨學科
在我們深入思考跨學科整合的課程和教學前，需要厘清一些關於跨學科的概念與認知，避免走彎路。
什麽是跨學科？
第一個定義是由戴安娜·羅頓、馬克·秦等人提出的，他們將跨學科教育定義為：一種課程設計與教學模式，由單個教師或教師團隊對兩門及以上的學科知識、資料、技術、工具、觀點、概念或理論進行辨識、評價與整合，以提高學生理解問題、處理問題、創造性地使用多學科的新方法解決問題的能力。
第二個定義由維羅妮卡·曼西拉提出：整合兩門及兩門以上的學科知識與思維模式以推動學生認知進步的能力，例如解釋現象、解決問題、創造產品或提出新問題。
第三個定義是由美國國家科學院在《促進跨學科研究》中提出：由個人或團體對兩門及以上學科的信息、資料、技術、工具、觀點及理論進行整合的研究模式，為了提升基本認識或解決問題，而那些問題的解決方案通常超出了單學科或單個研究實踐領域的範疇。
第四個定義是最權威的，由艾倫·雷普克在《如何進行跨學科研究》中提出：跨學科研究是回答問題、解決問題、處理問題的進程，這些問題太寬泛、太複雜，靠單門學科不足以解決；它以學科為依托，以整合見解、構建更全面認識為目的。
筆者選出四種學界廣泛認同的跨學科定義，抽取出跨學科概念的四大要素：
1.跨學科要以現實問題的研究和解決為依托；
2.跨學科要以學科為依托，但要超出單學科研究的視野，關注複雜問題或課題的全面認識與解決；
3.跨學科要有明確的、整合的研究方法與思維模式；
4.跨學科還旨在推動新認知、新產品的出現，鼓勵在跨學科基礎上完成創新與創造。
在操作過程中，很多人把多學科與跨學科混為一談。多學科通常指兩門及以上學科的見解並置於一起。比如，針對“水”的主題課程，語文教師介紹與水有關的詩詞、文化，物理教師介紹水的三態變化，生物教師介紹水對於生物體的巨大作用，地理教師介紹水在地球系統中的重要作用……但是課程到此為止，不進行整合，學科間是相鄰關係。
多學科課程好比一盤水果沙拉，不同種類的水果只是被沙拉醬混合在一起而已。而跨學科恰恰要求有真正意義上的整合，並且選題更加具體。美國國家科學院專門指出：只要不是僅僅把兩門學科粘在一起創造一個新產品，而是思想和方法的整合、綜合，那就是真正的跨學科。
真正的跨學科主題學習需要從現實情境中提煉出更多的跨學科課程研究的視角，進而整合生成全新的課程。
比如，圍繞水這個主題，可以研究水的物理、化學性質與生產生活；水與生命的關係(動物、植物、微生物)；水與地球的各個系統(大氣、生態、地質、氣候、土壤、熱力)；水資源研究(淡水、汙水處理、灌溉、淨化、汙染、再利用)；水資源管理(水壩、節水、發電、引水、現代農業、雨水收集)；水與社會、經濟的相互作用(價值觀、城市、運動、信仰、治水、航行、運輸、運河、起源、一帶一路、國家邊界、遷徙、戰爭)等等。
設計跨學科課程要注重三方面內容
搞清楚“什麽是跨學科”後，“如何設計一個好的跨學科課程”這個問題就擺在了我們面前。根據跨學科概念的幾大要素，筆者認為要重點關注以下三方面內容：
1.選題上要注重現實情境下真實問題的研究與解決
真實合理的情境是學習的重要一環，在情境中解決真實的問題，可以幫助學生明晰學習目的，進而提高學習興趣。在跨學科課程設計實踐中，很多教師都覺得現實情境中的真實問題難以尋找。筆者根據幫助國內學校構建跨學科課程的經驗，在這裡給出幾種常見角度供選擇：
一是，有效利用國家課程標準或重要知識點。
課標呈現的是各個學科下重要的能力範疇，會涉及項目實施操作中的相關知識、技能、方法、策略的目標要求。比如開展語文與其他學科結合的跨學科寫作課程，寫各種主題、話題的研究報告或者小論文。
二是，利用網絡搜索。
目前，許多網站有針對各個年級、各個學科開展得十分成熟的項目介紹，可以借此激發靈感，形成自己的跨學科研究選題。比如，研究水果電池、太陽能應用、3D列印、Arduino、傳感器與物聯網等。
三是，聯繫人們的日常工作。
跨學科學習的核心目標是以解決日常生活中最實際的問題為出發點，所以要把關注點聚焦到校園外的社會環境下，尋找人們在各行各業工作時遇到的實際問題並給予解決辦法。比如，橋梁的設計與搭建、能源的生產與使用等問題。
四是，結合當地或國家大事。
跨學科的項目學習，要培養學生關注國家大事、城市大事、身邊大事。比如，如何更好地向北京市民宣傳南水北調工程進而影響市民的節水行為？如何實現校園內的垃圾分類與回收？
五是，結合服務於社區的理念，調研一些非營利機構、公司、政府、高校，從他們現階段的需求中尋找跨學科項目靈感。
比如，從身邊人的健康問題想到如何尋找並引導人們健康的生活方式。
六是，充分調動其他可利用的資源。
比如，又霧霾了，我爸爸今天開車走西直門橋又繞暈了，我們學校有一半的同學戴眼鏡，科學家發現了引力波，等等。這些真實的事件都可以提煉出非常好的研究主題作為課程選題。
2.內容上要注重學科核心概念及學科間的大概念
學科不扎實，跨學科也就無從談起。學科之所以自成體系是因為其具備完整的知識架構和研究方法，這是完成跨學科的基礎。
因此，即便是跨學科課程，其涉及的學科核心概念與研究方法也必須是嚴謹的、經得住推敲的。
對於跨學科課程而言，除了學科內容精準、選題真實外，還要利用學科間的大概念來支撐。大概念一詞伴隨STEM教育的興起而進入公眾視野，是指能夠用於解釋和預測較大範圍自然界現象的概念。
溫·哈倫在《科學教育的原則和大概念》一書中就明確提出了科學教育的14個大概念，例如“科學的應用經常會對倫理、社會、經濟和政治產生影響”就是一個大概念，與此相對應，我們很容易在美國的初高中學校發現學生在研究《尋找替代能源》《醫學發展和立法以及社會倫理的關係》等研究課題。
3.設計上要注重學生高階思維能力的培養
所謂高階思維，是指發生在較高認知水準層次上的心智活動或認知能力，它在教學目標分類中表現為分析、綜合、評價和創造。
布盧姆的教育目標分類理論(1956)及其修訂版(2001)對高階思維有詳細的闡述，很多教師對此並不陌生，但是難點在於理論如何應用於實踐？因篇幅有限，筆者會在後面的典型案例中給出一種美國教師經常使用的方式，幫助教師探究學生高階思維能力的培養這個問題，即跨學科課程中問題的設定。
從三個典型案例看跨學科課程的設計與教學
課例觀察1
《我是勤勞的勞動者》
這是小學高年級的視覺藝術語文課，即語文與美術整合課程，需要3課時180分鐘完成，我們只看其教學目標：
學生要學會分析讓·弗朗索瓦·米勒的名畫《扶鋤的男子》；
學生學習畫家怎樣用線條與空間強調主題；
學生將就怎樣理解油畫、如何使用視覺證據證明自己的觀點等問題展開討論；
學生對畫中人物進行情感揣測，並寫一首小詩表達自己的觀點；
學生通過為一位辛苦工作的家庭成員作畫，來證明自己已經理解如何使用線條及空間強調主題。
這份教學目標中，我們可以看到有歷史、美術知識與創作、討論、詩的寫作、德育等要素。很多老師都好奇，這些內容是怎麽有機整合到一起的呢？
在本課中，學生要了解藝術史方面的內容，不但要學會從作品當時的社會、宗教、物質、事件等多個角度對名作《扶鋤的男子》進行分析，還要了解藝術家的生平與作品特點；學生學習審美，練習美術方面的基本功，通過觀察畫家對於空間和線條的把握來學習怎樣用線條與空間強調主題。
學生還需要猜測畫中人物的內心與情感，但這種猜測要建立在豐富細節的基礎上，包括成畫的年代、畫作的主題、畫作中的矛盾與衝突、畫作中的遠近虛實對比等，學生要用細節作為論據證明自己對於畫中人的情感揣測並與他人分享、討論乃至辯論，這就是分析、評價與綜合，展示了對學生高階思維能力的培養；在充分了解的基礎上，學生要寫一首小詩描寫畫中人物；最後，通過要求學生為一位辛苦工作的家庭成員作畫，又巧妙地將創作與德育進行了融合。
這個課程非常經典，它告訴我們，通過教師的有效合作，傳統的課程也可以改良成跨學科課程。
課例觀察2
《橋梁中的懸臂》
這是一個5-6年級混齡教學的STEM課程，取自學校橋梁項目課程。本課需要3課時完成。我們用布魯姆教學目標分類理論分析教師在本課程中預置的全部問題分別屬於哪一層次。
塔吊的結構為什麽能夠吊起重物？(理解)
吊起重物時有沒有最大重量限制？(應用)
吊臂遠端還是近端更能吊起重物？為什麽？(應用)
用自己的話說出什麽是懸臂？對照塔吊尋找什麽是梁，哪裡是固定點？(理解)
說說塔吊的結構原理是什麽？(應用)
[高年級拓展問題]塔吊的原理和杠杆有什麽相同點和不同點？(分析)
給出一部分懸臂結構的圖片，讓學生辨認。(應用)
進一步思考生活中哪些地方應用到了懸臂結構，並闡述。(應用)
思考塔吊的吊臂為何有那麽多三角形？起什麽作用？(分析)
吸管之間有哪些連接方式？(分析與創造)
吸管的哪個部位受力最大？如何將受力分散？(分析)
吸管搭建的懸臂結構受到哪些方面的力？(應用)
參考實際生活中的例子，除了受力，懸臂還會受哪些方面的擾動？(應用與分析)
怎麽克服這些各個方向的擾動？(評價與創造)
懸臂結構可以下垂嗎？(分析)
下垂幅度大好還是小好？(分析)
下垂是否有利於整體的結構穩定？(評價)
你們組怎麽分工的，每個人的職責是什麽？(應用)
你們組的懸臂包含了哪些結構元素？(應用)
實驗中出現了哪些問題？怎麽解決的？(分析、綜合與評價)
怎樣盡量少使用吸管以節省材料？(評價與創造)
你們圖紙上的計劃行得通嗎？(分析與綜合)
是否應該在搭建過程中不斷測試承重情況？(應用)
搭建中做了哪些改變和調整？(分析與綜合)
務必記得把你們組在進行過程中遇到的問題記錄下來。(記憶與理解)
遇到問題後，你們是如何解決的，說說流程？(應用)
你從別的組的結構中學到了什麽？(評價)
哪些組的結構好用？什麽使懸臂承重更大？更小？(評價)
哪個組的設計你認為最好？為什麽？(綜合與評價)
你認為你們的結構過一段時間後還能完好無損嗎？(評價)
下次再做懸臂結構你們會有哪些改變？試著通過寫作說明一下。(綜合與評價)
從預置的問題中可以看到大量的鍛煉高階思維能力(分析、綜合、評價與創造)的問題，這些能力靠傳統的做題方式是難以獲得的。
最為關鍵的是，教師在設計課程的時候就要思考問題如何設定，而不是結束後思考。這個課例同樣經典，它告訴我們怎樣才能問出高質量的問題，同時還告訴我們，好的課程需要成為學校課程的一部分才有長久的生命力。
課例觀察3
項目式學習課程
以北京市廣渠門中學項目式學習課程——《如何更好地向北京市民宣傳南水北調工程進而影響市民的節水行為項目》為例。
通過該項目的學習和推進，學生深入了解了南水北調的科學知識(北京水資源動態統計、北京地理和人口情況對水資源的影響、水輸送過程中的三態變化問題、水的指標和淨化問題、連通器、動能勢能能量轉化、對照實驗設計等)、工程知識(三線工程施工難點、泵站提水、暗涵送水、倒虹吸結構等)，社會研究(移民搬遷、民眾對工程的了解情況，問卷設計與調查，數學分析、數據交叉分析等)。
在下一步的課程設計中，教師將逐步引導學生，嘗試設計改造方案和預算，說服校領導，爭取經費真實地、試驗性地改造學校的一部分設施來節水，並向學校各年級推廣節水方法，以達成節水的目的。
該課程讓學生參與研究過程，使學生參與最大化，讓學生利用對照實驗和證據提高思維能力，為學生創造機會分享想法、使用各種方式和工具陳述數據、口頭介紹，並利用互聯網進行傳播。
課程打破了學科界限，將分析思維應用於項目研究，讓學生從更高的視角去綜合信息，建立聯繫，得出結論，鼓勵學生分析歷史和時事，培養學生研究、寫作與展示意願。
這個項目式學習課程不但很好地詮釋了“科學的應用經常會對倫理、社會、經濟和政治產生影響”這個大概念，還提升了學生的核心素養，讓學生文理兼修，全面發展。
學校如何落實跨學科課程？
學校落實跨學科課程在教師發展、課程體系建設、學生時間分配上存在不少難點，筆者結合近年來國內眾多學校在摸索過程中得出的經驗，給出一些實施上的建議：
1.教師觀念更新、加深跨學科合作與提升跨學科能力是重中之重
跨學科課程實施需要加深不同學科間的教師合作。
目前，很多學校教師是按照年級組辦公，但是這不代表跨學科整合，仍是前文所說的那盤“水果沙拉”。我們需要用多種形式促進不同學科的教師合作起來設計課程，讓教師在設計課程中發展提升，打造教師專業發展共同體。
在全新的理念面前，教師能夠保持空杯心態並投入精力研究合作是至關重要的。
跨學科課程需要創造性地實施。一方面，可以針對現有學科課程升級改造。文中課例一給我們的啟示就在於此，教師可以先從國家課程的內容開始嘗試，逐步進化到自選課程主題設計。另一方面，可以對國外成熟課程消化吸收，並進行新的創造。
2.納入學校課程體系是跨學科課程順利落實的基本保障
學校的課程體系要給跨學科整合課程留有一席之地至關重要。
綜合而言，有以下方式可供選擇：學校可以將跨學科課程納入校本課程，以北京市為例，可以根據《北京市實施教育部〈義務教育課程設置實驗方案〉的課程計劃(修訂)》的要求，綜合利用規定的10%課時加以落實；學校還可以利用每天的“三點半”時間落實跨學科課程；學校可以與專業機構合作，利用寒暑假開展跨學科研學旅行課程；學校可以在學生社團開展跨學科課程。
注 釋：
本課取材於洛杉磯聯合學區，由四位教師（Marisela Padilla， Ellen Ochoa， Claudia Morales， Jaime Escalante）共同設計。
本課程取材自舊金山矽谷地區的聖卡洛斯特許學校，這是一所K-8年級的高水準學校，為加州第一所特許學校，其學生來自於矽谷地區中產及以上階層的家庭。學校有三個重要特色：一是課程全部整合為項目式學習（Project-based learning，簡稱PBL）課程；二是除了2年級以外，其余年級（K-1、3-4、5-6、7-8）均進行混齡教學，以此提升高年級學生的領導力；三是高素質家長對學校課程構建的極大化參與。本課程請參見《基礎教育參考》2017年第1期上第34頁。
香港九龍灣馬來街興發大廈15樓D室