小学生跨学科思维模型研究论文

随着社会发展对应用型、复合型、创新型人才培养的需求不断提高，打破现有课程教学的学科界限和壁垒，探索基于学生完全解决问题能力和综合实践创新素养培养的跨学科融合教学已成为教育时代的需要。什么是跨学科的融合教育？ 其本质是通过多学科课程资源的介入和融通，帮助学生更好地解决本学科学习过程中出现的问题，提高学生综合分析和解决问题的能力。美国学者舒梅克( Shoemaker )于1989年提出了跨学科教育的定义。 教学跨越学科边界，将课程的方方面面结合起来，建立有意义的联系，让学生在广阔的领域学习。这样，校际融合教学主要针对教学过程中各学科课程存在的割裂、孤立甚至对立的现象和问题，通过校际融合，将不同领域的学科知识、技能和思维方法整合到教学实施过程中，从而打破知识教育碎片化、学科课程孤立化的局面，从整体上实现多学科知识之间的有机结合提高学生综合运用多学科知识观察问题、分析问题、解决问题的能力，形成基于学生发展需要的综合、综合关系一、跨学科融合教学问题跨学科融合教学以其不同于孤立学科分科教学的独特价值和显著优势受到广大一线教师的青睐，在一些地区、学校的教改实验和课程改革活动中，跨学科融合教学的经验探索备受关注。但总体而言，其效果还不够理想，主要存在以下四个问题。1 .学科课程固守传统的教学思维，在跨学科融合意识尚未确立的很长一段时间内，受分科课程教学模式的影响，不同学科课程的教学方式、学科思维相对独立，教师习惯以固定的学科教学思维方式组织实施教学活动，学生接触的教学方法、 由于学习方式比较单一，不同学科课程的知识内容、学科思维、课程资源未能形成有效的相互融合互通，跨学科融合的教学观念尚未真正树立。2 .不同学科间的知识只是单纯的重叠，学科间的知识并没有加深学科间的融合，主要目的是应用学科间的知识内容和教学思维，进行学科间的知识协作、方法的融合和课程资源的有机整合，从而更深入地引导学生理解和掌握本学科的知识。然而，在一些教师所谓的“跨学科融合”教学中，课堂上往往出现不同学科知识的随意积累、简单拼凑、“暴力”的叠加，是为了“跨越”而“跨越”的半机械式“融合”3 .跨学科融合不以解决问题为目的，因此知识学习无法应用于实际问题。 理解和掌握知识是学习过程的要求，绝不是学习的终极目的。 所有知识的学习都应该转移到解决现实问题中去应用，在此基础上培养学生的创新素质和实践能力，实现学生全面个性化的发展。如果没有对所学知识的转移和应用，知识就会成为与现实生活隔离的孤立存在，知识学习就会成为刻板固化的认知活动。然而，在当前的“跨学科融合教学”中，课堂并不以解决实际问题为目的，跨学科知识学习与解决现实问题存在脱节，导致学生的创新素质和实践能力得不到有效的培养，知识学习为个人成长和社会发展服务的功能也难以发挥4 .学科教学的孤立性和知识学习的碎片化导致学科知识能力与完全问题解决能力不相匹配，孤立的学科教学和碎片化的知识学习是当前学科教学中存在的突出问题，使学生很难形成符合通过知识学习解决实际问题需要的综合、完整、开放的问题解决能力。如：钻木取火是一个需要融合多学科知识共同解决的问题。木质如何，什么样的植物从生物属性来看容易点燃，这需要学生具备生物学科的相关知识为什么能点燃，这与温度、闪点、反应等因素有关，需要学生调用相关化学学科的知识如何树当然整个过程的背后离不开运算等数学学科的能力。所以，即便只是钻木取火这一简单的事情，仔细研究也需要综合运用生物、化学、物理、数学等多学科、多门类的知识和能力来有效解决问题。由此可见，孤立的学科教学和碎片化的知识学习已经难以适应培养学生综合解决问题能力的需要，有效突破这一问题的关键是实施跨学科的融合教学。二、跨学科融合教学实践打破学科课程教学的封闭性和孤立性，克服知识学习的碎片化和分散化，实施跨学科融合教学，实现学生多维度、系统化、创造性地运用所学知识解决实际问题，成为促进学生全面发展和终身发展的迫切需要和现实要求为了解决低层次、浅层次的跨学科融合问题，提高学生综合运用多学科知识观察问题、分析问题、解决问题的能力，形成基于学生发展需要的综合、完整、开放的问题解决能力，我们对跨学科融合教学进行了深入的思考和积极的思考1 .聚焦实际解决问题，建立开放包容的课堂跨学科融合教学，首先需要变革教学方式。教学方式是指师生相互作用的教学活动。传统课程有很多常见的教学方式，如讲课、讲解、示范、模仿、演习等。运用这些教学方式，可以很好地向学生展示学科教学内容，明确和突破教材中的各类知识点。这些传统的教学方式在解决具体单一的知识点问题上，可以说在实践中是有效的。但必须指出，学生具体知识点的掌握并不等于现实中具体问题的解决，不能与学生综合、完整、开放解决问题能力的获得划上等号。新时代育人的目标是培养学生适应个人终身发展和社会发展需要的必要品格和关键能力这就要求我们的教育要聚焦解决现实情境下的问题，建设开放现实的学习领域。真正的问题，开放式的领域，这才是适应跨学科融合学习的教育方式。笔者认为，校际融合教育应该有两种最基本的价值观。 其一，校际融合教育教学情境真实，应来源于生活实践，立足学生思维特点，遵循学生身心发展规律。只有聚焦于现实情境下的问题解决，才能更好地培养学生通过迁移和应用知识解决实际问题的能力，培养学生求真、求真的实践品格和创新素养。第二，跨学科融合教育应着力构建开放现实的学习领域。学习领域的核心是学生之学。在这种学习领域，一方面，我们必须充分了解学情，观察学生的学习状态； 另一方面，学生的学习不仅仅是智力因素的叠加，还应伴随着情感、意志、精神、德性、品质、灵性等学习者的诸多内在特质。因此，我们需要建立一个积极开放包容的学习领域，让学生在这种特定的学习领域中，自主、自愿、自由地表达和应用跨学科的知识和思维、方法和技术，构建多学科内容资源之间的相互关系和有效融通。2 .为了发展学生的核心素养，强化综合育人功能跨学科课程建设的核心素养是新课程改革明确提出的一种新的育人观，旨在培养能促进自我实现和社会发展的高级人才，“培养什么样的人教育的核心使命和价值追求是发展学生的核心素养。那么，核心素养是什么？ 核心素养与跨学科融合教育之间有什么内在联系？ 《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》 (以下简称《意见》 )将核心素养的内涵明确界定为“学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。福建师范大学教授余文森认为，核心素养是指个体在面对复杂不确定的现实生活情境时，通过特定的学习方式培养出的(横向)学科观念、思维模式和探究技能、结构化(横向)学科知识与技能、世界观、人生观和价值观等内在动力系统的综合可见，核心素养实际上是个人在面临复杂不确定的情况下，综合运用多学科知识、原理和方法解决实际问题所表现出的必备品格和关键能力，核心素养的培养离不开跨学科知识与思维的融合。核心素养内容的总体特性不仅决定了核心素养的育人功能和价值意义是综合的、系统的、整体的，也决定了学生掌握核心素养的过程和方式应是跨学科内容之间的相互交叉、整合和共同作用。可以说跨学科融合对学生核心素养的培养起着重要的作用。随着课程改革的推进，特别是在以发展学生核心素养为育人目标的教学改革背景下，教学活动越来越关注课程的综合性和实践性，强调综合育人功能的跨学科课程建设。在《意见》中，教育部明确提出要统一各学科，特别是德育、语文、历史、体育、艺术等学科。充分发挥人文学科独特育人优势，进一步提升数学、科学、技术等课程的育人价值。同时加强学科协作，发挥综合育人功能，不断提高学生综合运用知识解决实际问题的能力。”目前，在各级各类教育行政部门和地区、学校课改活动中，教育工作者通过学科融合、项目探索和实践创造，相继提出了培养学生批判性思维、创新意识、动手合作、解决问题能力的项目式学习( PBL )等新的授课方式和学习方式3 .探索多样的学习实践，赋予学生全面、个性化发展的更大空间意义的学习活动，是学习者认知、思维、情感、意志、动机、精神乃至身体等全方位的投入过程，使学生不断认识自己的内在特质，挖掘自身潜力这样的学习活动终将使人成为千差万别的人，成为与众不同的人，成为全面发展、具有个性特征的人这种“全面而有个性”的生命体，不能生长在纯粹孤立的学习实践“土壤”上，而需要接受多种“养料”的滋养，实现跨学科的融合性学习。未来社会需要的人才应该是应用型、复合型、创新型人才，不可能通过僵化、死板、固化的课堂教学模式培养出富有个性特征、充满创新精神和实践能力的优秀人才，而是积极探索基于跨学科融合的多样化学习实践传统的课堂学习过于注重学科知识演习、学科技能训练和考试对策训练，忽视学生个性化的思维情感和差异化的认知经验，难以真正挖掘学生的内心感受和生命体验，无法实现学生全面而个性化的发展。因此，只有实施多样化的学习实践，引导学生进入跨学科融合的综合化学习空间，才能发展学生的个性特质，创造思维和综合能力。跨学科融合教学以整合学科相关内容为基础，打破知识内容边界和学科壁垒，培养学生综合解决问题的能力和创新实践素养。 这就要求教师在教学活动中，统筹校内外各种资源，探索多种学习实践，为学生营造跨学科融合学习的空间。跨学科融合教育不能把学生的学习活动局限在学校课堂内，而应该充分利用校园外社区、博物馆、实践基地、虚拟空间等多种资源，引导学生进入社会实践活动的大课堂。这些“大课堂”鼓励学生综合运用跨学科知识进行项目探索、动手合作、实践创造，使学习活动既有自主性、合作性、实践性、创造性又有趣4 .为了建立协同评价机制，倡导多维学习评价模式的学习评价是收集学生、课堂相关信息，通过比较形成判断，实施反馈，为学生的学习过程服务，促进学生的学习。类似的说法有“形成性评价”“过程性评价”“学习性评价”“发展性评价”“课程评价”等。学习一定有反馈，反馈一定有评价。跨学科融合教学需要建立协同评价机制，倡导多元多维的学习评价模式。跨学科融合教学要针对评价主体，积极开展教师评价、同伴评价、小组评价、自我评价。在评价形式上，以过程性评价为主，结果性评价为辅，特别是学生在实际或模拟的生活环境中，运用跨学科知识和思维创造性地解决问题，学生的知识和技能掌握程度，以及解决问题所体现出的交流合作、质疑反思、批判性思维等多种复杂能力评价内容不仅关注学生对跨学科知识流动和运用的评价，而且关注不同学科思维技能、问题解决方式、学科素养融合的评价； 学生对智力因素的评价(如知识学习、观察力、理解力、创造性等)和对学生非智力因素的评价(如情感、动机、意志力、参与)，不仅要关注学生对思维过程、技能提高的评价，还要关注对精神品质、价值观的评价在评价对象上，不仅要评价学生个人、小组团队在跨学科融合教育中的学习成绩，还要评价班级、学校乃至地区实施跨学科融合教育的整体水平，形成从起点看变化、从现状提高、从结果改进的增值评价模型跨学科融合教学将不同学科的知识、技能和思维整体设计、深度融合，使知识应用具有灵活性、迁移性，使课程内容具有开放性、系统性，使问题解决能力具有综合性、完整性，使人才培养具有复合性、创新性。跨学科融合教学是一个新生事物，为了更好地满足学生终身发展和社会发展的需要，促进学生全面发展，有必要在教育教学实践中不断优化实施路径，深化改进策略。出处丨《中国教师》作者丨张嫂自考/成考有疑问、不知道自考/成考考点内容、不清楚当地自考/成考政策，点击底部咨询官网老师，免费领取复习资料：

跨学科学习，不仅仅是为了解决复杂问题，更是为了拓展认知边界，创造更多可能。如果将知识定义为水，学科定义为格子，学科知识就是冰块，你需要做的就是用热水来融化冰块，使之一体。巴甫洛夫将生理学与心理学集合，拓展消化系统的研究，获得诺贝尔医学奖；卡尼曼将心理学与经济学结合，拓展了展望理论，获得诺贝尔经济学奖。 远古时代，人类需要习得大量知识才能生存，但人类理性有限，为降低学习成本，就得分门别类，例如狩猎、养殖、建筑等。后来日渐发展，人类知识越来越多，原有分类再不能满足需求，就形成了我们现在的学科。 现代社会分工机制已相对完善，人类发现其实不需要掌握那么多知识也能在社会生存，只学好一个学科足矣，所以大学设立分科，试图让学生掌握一门在社会生存发展的技能，例如会计、维修、烹饪……你学好了进入企业、工厂、餐馆工作就行。但现实情况是，单学科学习局限太大，无法再满足时代需求，跨学科学习是未来创造者的必修课。 如果再站高一点看的话，跨学科学习在远古不存在， 为了生存什么都学，本来学习知识就是为解决问题，跨学科学习只是一种手段，为打破知识隔阂的一种呼吁和口号，从认知上，我还是建议在无视跨学科这个词，在内心去除跨学科与学科的藩篱，知识无边界，学习不分学科。 我对跨学科思维的定义： 基于明确的问题，迁移不同学科的重点知识，寻找最优解的过程。 正如查理芒格所说现实世界饿问题不会恰好落在漯河学科的界限之内。单学科学习，你就很大可能像芒格所说的那样：所学的知识会限制你的思维和行为，对于一个只有一把锤子的人来说，任何问题看起来都很像钉子。 分学科的初衷本来就是降低学习成本，让人更容易学习更多知识，学科有边界，知识无边界。既然历史上已经有那么多聪明人花了那么多时间将世界上的知识体系搭建得那么精致，现今社会网络如此便捷、知识唾手可得，为何不去学习呢？ 跨学科研究与一般科学研究的最大区别是前者面临如何整合多学科资源的问题 ， 而这也是跨学科研究的最大优势所在。  如 何 从 不 同 学 科 背 景 中 重 新 表 征 所 研 究 的问 题 对 跨 学 科 研 究 的 成 效 至 关 重 要 。只 有 做 出 新 的表 征 并 把 不 同 的 表 征 联 系 起 来 才 能 既 充 分 发 挥 不 同学 科 的 各 自 优 势 ， 又 能 体 现 多 学 科 统 合 优 势 。 表征（representation）是认知心理学的术语，意思是将概念用不同的学科知识的弹性迁移，在多种相似情境制造共性，抽取出概念的核心。 小问题用具象表征即可解决，大问题就需要运用高级的抽象表征解决。 例如你小时候学「 1+1=2 」你可以用手指表征，两个手指摆在一起，再合起来数，就能轻易解决问题，但这种表征只是适合辅助理解问题，一旦要上升到「 242+349=？ 」这种难度，你就再不能借助具体情境的表征，需要利用抽象表征。 所以，人类将各种大问题表征为更有助于人脑记忆与思考，更能批量解决问题的形式，例如数学等式、符号标记、摘要排列、示意图等。抽象的层级越高，可解决的问题就越多。 掌握大问题表征技能，关键在于掌握足够多的抽象模型，利用不同学科知识重新表征所问题，生成问题表征信息，并把不同的表征联系起来，改变问题的表述方式，突破学习最难的关卡就，从而解决问题，西蒙一生围绕大问题不停在政治、数学、心理、计算机等领域来回探索，一生共拿了 9 个博士学位，就像学会了凌波微步，在学科森林肆意穿梭，毫无压力。 大问题表征就像一条线，跨学科就像一颗颗珠子，把珠子串成项链，问题往往就解决了。 西蒙是如何表征大问题的呢？ 西蒙的大问题表征经历了这样一个过程：组织决策——人的决策——人类问题解决。 西蒙的大问题原来是「组织决策」，后来发现，「组织决策」往往是「人的决策」，而人的决策问题是关于人类行为的中心问题，任何单一学科都无法独立承担这一重大的基础性问题研究，于是，西蒙尝试用其他科学知识解答 在尝试过经济学与管理学后，西蒙转向心理学，用人类认知与计算能力有限提出满意理论，后来又发现已有的心理学也无法深入解释人类决策机制，萌生用计算机科学去模拟人的思维过程，此后西蒙研究的大问题表征为「人类问题解决」。 如此可以发现西蒙问题表征的过程：先用不同学科知识表征大问题，在学科内遇到瓶颈时，不但不会囿于学科知识而停顿，而是继续走出圈子，用更广阔的思路解决大问题。 由此可见，问题表征既拉开大问题的广度，也能扩展大问题的深度。不同表征下研究的侧重点有所不同，可形成了大问题研究的多个层面，不同层面的研究相互支持，从而形成对这一大问题更全面的理解。 如 何 在 不 同 学 科 间 互 相 借 鉴 、 移 植 研 究方 法 是 影 响 跨 学 科 研 究 成 效 的 另 一 重 要 方 面 。 不 受 任 何 学 科 传 统 方 法的 束 缚 ， 大 胆 借 用 、 移 植 其 他 学 科 的 方 法 ， 有 助 于 取 得 创 造 性 研 究 成 果。 大问题之所以成为大问题，核心在于问题的解决难度，你需要不断迁移其他学科的研究方法来敲碎它。 在迁移其他学科方法之前，你必须至少掌握一个学科的基础知识，熟悉该学科的基本研究方法，才有迁移学习的资本与方法。你要明白，你面临的是别处学科的壁垒，如果锤子不够硬，裂缝也敲不开。 一般情形下，一个学科往往具有自己的传统方法，但久而久之传统方法会成为该学科研究拓展的桎梏，研究者有路径依赖，往往难以创新。这时，你就要不受任何学科传统方法的束缚，大胆借用、移植其他学科的方法。 学习多学科的好处就是不同学科解决问题有不同的思路，如果能综合运用，往往能打开单个学科的困境，就像你要做一把椅子，你仅有锤子还不够，你还需要锯子、钉子、刀子…… 西蒙用这个方法，成功在管理学和心理学中闯出了一条新路子。 西蒙为解答大问题「组织的决策」学习管理学，发现传统管理学概念混乱，不符合科学法则，于是决定开辟新途径，找出新的研究方法 他借助社会科学的操作主义方法，对管理学中各种概念，如目的、过程等做出操作化定义，让其符合经验观察结果或状况，为其创立以决策为核心《管理行为》组织管理理论奠定基础。 再如西蒙在为解答大问题「人类的决策」学习心理学，发现传统心理学的两个流派：行为主义心理学和格式塔心理学均存在问题，行为主义心理学认为思想、意志和意识不可观察，格式塔心理学认为感觉、思维和知识理应是心理学关注的核心，两个学科相互打架，非 A 即 B ，面对这一困境，西蒙决定采用新方法——借助数字计算机来解决人的思维与认知活动。 他认为计算机对符号的记录、储存、复制、转移、删除等基本操作与人的中枢神经系统相似，可以像研究动物那样研究计算机，便依照人类在解题、下棋等典型智力活动中的方法，编写了各种程序，用计算机来模拟人类思维与认知，观测计算机在不同模式刺激下的表现来研究人类的决策，最终，西蒙实现了对思维的经验研究，构建出关于人类思维和认知的经验科学。 天下并没有什么新知识，所谓新知识，都是从旧知识的流动，像活水流经一个个池子，形成了一个个学科。重新定义概念是将自己知识池子的水活动起来。 进入新领域，首先面临着如何处理概念的旧定义，而概念的知识往往与特定的学科知识传统紧密相关，对概念重新定义有助于摆脱这一学科知识传统的束缚，带来更多创造性的成就。 如何重新定义概念？ 很简单，把原有学科中关于此概念的知识内容转换成多个学科中的知识内容。 例如西蒙重新定义情感。情感在心理学文献中被定义成与人类思维理性相对立的概念，或者说情感是非理性的。但西蒙认为情感与理性并非对立。 「情感是动机的主要来源，它让我们把注意力集中在特定目标上，而且情感会有助于对其激起的目标进行积极的相关思考。」因此，西蒙把情感定义为「中断系统为响应突发强烈刺激而启动后产生的行为」，这样，情感就可以成为计算机认知模型能够处理的对象，实现了由心理学到计算机科学关于情感概念知识的转换。 概念的转化，不仅让旧概念更清晰明白，而且可让新概念应用到新学科，获得更多启发，从而解决问题。 数学建模的过程就是把生活中遇到的问题用数学的语言描述出来，来求解的过程。