從技術(shù)學(xué)徒到認(rèn)知學(xué)徒：STEM深度學(xué)習(xí)的路徑

摘要：當(dāng)前STEM教育面臨跨學(xué)科學(xué)習(xí)流于形式、淪為“學(xué)科拼盤(pán)”等問(wèn)題。只有實(shí)現(xiàn)從淺層次的知識(shí)理解到深層次的認(rèn)知過(guò)程，STEM教育才能走向深入?；谡J(rèn)知學(xué)徒制的跨學(xué)科教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)施是STEM深度學(xué)習(xí)的有效路徑?；谡J(rèn)知學(xué)徒制的跨學(xué)科教學(xué)模式包括問(wèn)題、學(xué)習(xí)共同體、過(guò)程、基于證據(jù)的評(píng)價(jià)四個(gè)基本要素，并由七個(gè)步驟構(gòu)成，分別為明確教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)活動(dòng)規(guī)劃、借助技術(shù)或工具、學(xué)習(xí)社群創(chuàng)設(shè)、過(guò)程證據(jù)的采集和證據(jù)導(dǎo)向的評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞：STEM教育；認(rèn)知學(xué)徒；跨學(xué)科教學(xué)模式；深度學(xué)習(xí)STEM是科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）和數(shù)學(xué)（mathematics）四門(mén)學(xué)科的簡(jiǎn)寫(xiě)，但在開(kāi)展STEM教育的過(guò)程中，教師不能簡(jiǎn)單地將這些學(xué)科知識(shí)疊加，而應(yīng)將這四門(mén)原本分散的學(xué)科內(nèi)容整合成一個(gè)有機(jī)整體。這樣做的目的是，讓學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)和數(shù)學(xué)思維，借助技術(shù)手段，按照工程的嚴(yán)謹(jǐn)性，在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)。一、當(dāng)前STEM教育存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)STEM教育近幾年來(lái)受到重視，在我國(guó)教育界廣受歡迎，教師們紛紛嘗試實(shí)踐。然而，在教師們實(shí)施STEM教育過(guò)程中也逐漸暴露出了一些問(wèn)題。（一）長(zhǎng)期以來(lái)的分科教學(xué)使得跨學(xué)科學(xué)習(xí)流于形式當(dāng)前STEM教育中的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，很多只是零散、碎片化知識(shí)的簡(jiǎn)單堆砌，并非根據(jù)不同學(xué)科知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的有機(jī)融合，這使得各學(xué)科間無(wú)法產(chǎn)生有效的化學(xué)反應(yīng)。由于分科教學(xué)觀念根深蒂固，教學(xué)方式大多仍停留在“講授—接受”的模式，導(dǎo)致跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)往往流于形式。很多情況下，只要學(xué)習(xí)內(nèi)容涉及兩種以上學(xué)科知識(shí)，就被認(rèn)為是跨學(xué)科學(xué)習(xí)，但學(xué)生并沒(méi)有真正體驗(yàn)到如何整合不同學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的過(guò)程，也未能建立起知識(shí)之間的聯(lián)系，無(wú)法形成跨學(xué)科的理解。要開(kāi)展真正的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，我們需要建立起與分科教學(xué)截然不同的教學(xué)邏輯、學(xué)習(xí)體驗(yàn)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。（二）注重表現(xiàn)形式而非內(nèi)在邏輯，導(dǎo)致跨學(xué)科教學(xué)淪為“學(xué)科拼盤(pán)”許多教師在設(shè)計(jì)STEM課程時(shí)，僅僅是為了“跨”而“跨”，將兩門(mén)或更多學(xué)科簡(jiǎn)單組合就視為跨學(xué)科學(xué)習(xí)。這種做法使得跨學(xué)科學(xué)習(xí)變成了機(jī)械的“學(xué)科拼盤(pán)”，由于不是從知識(shí)的內(nèi)在邏輯出發(fā)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，教師所設(shè)計(jì)出來(lái)的STEM課程無(wú)法幫助學(xué)生建立起不同學(xué)科知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，學(xué)生對(duì)相關(guān)學(xué)科知識(shí)的理解也無(wú)法做到深入。實(shí)際上，STEM教育的重點(diǎn)并不在于增加一個(gè)或幾個(gè)學(xué)科，而在于跨學(xué)科的整合。（三）STEM教育淪為玩電子積木與機(jī)器人的“秀場(chǎng)”某些STEM教育實(shí)踐案例并未遵循教育規(guī)律，一窩蜂地讓學(xué)生學(xué)習(xí)開(kāi)源電路板、3D打印、機(jī)器人等熱門(mén)技術(shù)，過(guò)分追求技術(shù)的炫酷效果，忽視科學(xué)教育設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)性學(xué)科知識(shí)的融合[1]。機(jī)器人教育則長(zhǎng)期以來(lái)以競(jìng)賽模式為主導(dǎo)，教學(xué)模式單一且側(cè)重于模仿驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在不足[2]。事實(shí)上，只有技能模仿，缺乏知識(shí)融會(huì)貫通和遷移應(yīng)用的學(xué)習(xí)沒(méi)有意義，并不能算作真正的STEM教育。學(xué)生在STEM學(xué)習(xí)過(guò)程中，如果離開(kāi)了科學(xué)的原理、數(shù)學(xué)的邏輯、技術(shù)的方法和工程的實(shí)踐，僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)操作和實(shí)踐，將與STEM教育的思想背道而馳。STEM教育并不等同于早期的職業(yè)教育。我們需要思考：是否應(yīng)該讓中小學(xué)生花費(fèi)大量時(shí)間去學(xué)習(xí)那些超越他們年齡和認(rèn)知水平的知識(shí)？是創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力更重要，還是新奇的知識(shí)更重要？我們必須明確，STEM教育的目的并非讓中小學(xué)生成為編程高手或過(guò)早地操縱機(jī)器人。他們正處于積累基礎(chǔ)知識(shí)和形成基本思維方式的關(guān)鍵階段，不應(yīng)過(guò)早地專注于某個(gè)特定領(lǐng)域，只追求技能的熟練，而忽略了對(duì)知識(shí)的理解。否則，STEM教育就可能淪為職業(yè)教育。二、從技術(shù)學(xué)徒到認(rèn)知學(xué)徒面對(duì)當(dāng)前STEM教育實(shí)施過(guò)程中所出現(xiàn)的種種現(xiàn)象與問(wèn)題，我們應(yīng)借鑒學(xué)習(xí)科學(xué)的相關(guān)理念來(lái)尋求解決之道。筆者認(rèn)為，當(dāng)前的STEM教育需要超越簡(jiǎn)單操作、機(jī)械記憶和低水平的思維活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從技術(shù)學(xué)徒向認(rèn)知學(xué)徒的轉(zhuǎn)變，從而使STEM教育擺脫目前的淺層學(xué)習(xí)狀態(tài)，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。（一）認(rèn)知學(xué)徒制的由來(lái)學(xué)徒制是讓人類文明和技術(shù)得以傳承并延續(xù)至今的一種原始、自然的方式。一般由家人或具有技藝的師傅承擔(dān)著教育下一代的職責(zé)。教學(xué)內(nèi)容是為未來(lái)生活和職業(yè)做準(zhǔn)備，教學(xué)方法有示范、觀察、指導(dǎo)和實(shí)踐等。當(dāng)前的STEM教育就類似于學(xué)徒制，它側(cè)重于掌握熟練的技能，而不是背后科學(xué)知識(shí)的理解、數(shù)學(xué)邏輯的建立以及科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ虒?shí)踐。學(xué)校出現(xiàn)后，學(xué)生大多集中在教室中學(xué)習(xí)，教學(xué)內(nèi)容遵循國(guó)家制定的課程標(biāo)準(zhǔn)，以教師講授為主要教學(xué)方式。這種正規(guī)的學(xué)校教育有助于學(xué)生形成良好的知識(shí)體系，但隨著時(shí)間的推移，人們開(kāi)始意識(shí)到學(xué)校教育可能導(dǎo)致學(xué)生知行分離。學(xué)生往往只能被動(dòng)地接受知識(shí)，而無(wú)法將所學(xué)遷移應(yīng)用于實(shí)際生活。為此，美國(guó)學(xué)習(xí)科學(xué)家柯林斯等人將傳統(tǒng)學(xué)徒制與正規(guī)學(xué)校教育相結(jié)合，建構(gòu)認(rèn)知學(xué)徒制理論（CognitiveApprenticeshipTheory），用于指導(dǎo)認(rèn)知領(lǐng)域的教學(xué)。該理論核心關(guān)注如何組織教學(xué)才能使學(xué)生獲得的知識(shí)不會(huì)孤立于使用的情境[3]，并強(qiáng)調(diào)要通過(guò)設(shè)計(jì)一系列的活動(dòng)，讓學(xué)生把自己學(xué)習(xí)過(guò)程中的思維外顯化，學(xué)會(huì)專家的思維方式，提升思維能力。（二）認(rèn)知學(xué)徒制理論的內(nèi)涵認(rèn)知學(xué)徒制主要包括四個(gè)基本的構(gòu)成元素，將它們組合在一起，就能為創(chuàng)設(shè)有效支持認(rèn)知學(xué)徒制的學(xué)習(xí)環(huán)境提供有價(jià)值的思維框架[4]。一是內(nèi)容。教師設(shè)計(jì)的所有項(xiàng)目背后，都一定要有科學(xué)知識(shí)，包括相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)和程序性知識(shí)，以及怎么學(xué)習(xí)這些知識(shí)的策略。尤為重要的是，這些知識(shí)應(yīng)盡量與學(xué)生的年齡、認(rèn)知水平相吻合，而不能背離他們的身心發(fā)展規(guī)律。二是方法。學(xué)習(xí)的過(guò)程要誘導(dǎo)學(xué)生主體參與、外顯思維。因此，教師應(yīng)通過(guò)示范、指導(dǎo)和搭建腳手架等，促進(jìn)學(xué)生深層次認(rèn)知投入，并通過(guò)讓學(xué)生清晰表達(dá)、反思與探究等，促進(jìn)他們思維的外顯。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，學(xué)生既要知道怎么做，更要知道“為什么”這么做。對(duì)于中小學(xué)生開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)而言，“為什么”是第一重要的，而不是“會(huì)做什么”。三是社會(huì)性。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教師要重視學(xué)習(xí)環(huán)境的社會(huì)特性，諸如情境化學(xué)習(xí)、鼓勵(lì)學(xué)生參與互動(dòng)交流、設(shè)定目標(biāo)以激發(fā)內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等。教師還要充分利用合作與競(jìng)爭(zhēng)，使學(xué)生為了共同的目標(biāo)而努力，并在良性競(jìng)爭(zhēng)中認(rèn)識(shí)到自己的優(yōu)勢(shì)和不足之處。四是順序。教師應(yīng)設(shè)計(jì)合理的學(xué)習(xí)活動(dòng)順序，如確保問(wèn)題解決的復(fù)雜性逐級(jí)上升，使學(xué)生能夠在難度逐漸增加的有意義任務(wù)中不斷進(jìn)步；學(xué)習(xí)情境的多樣性也應(yīng)逐步增加，以強(qiáng)調(diào)知識(shí)的廣泛適用性。在此過(guò)程中，全局性技能的培養(yǎng)應(yīng)優(yōu)先于局部性技能，即在著手具體任務(wù)之前，學(xué)生應(yīng)對(duì)整體任務(wù)有充分的概念性理解。（三）認(rèn)知學(xué)徒制的關(guān)鍵特征1.強(qiáng)調(diào)知行合一，在真實(shí)情境中主動(dòng)學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)認(rèn)知學(xué)徒制強(qiáng)調(diào)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)或類似真實(shí)世界的問(wèn)題情境，讓學(xué)生能夠充分地探究、分析和解決問(wèn)題，在實(shí)踐的過(guò)程中積極主動(dòng)地獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)和加工知識(shí)，從而形成對(duì)知識(shí)的深刻理解。2.注重專家實(shí)踐文化，教會(huì)學(xué)生“像專家一樣思考”認(rèn)知學(xué)徒制要求學(xué)生與專家、同伴共同完成任務(wù)。在與專家、同伴互動(dòng)的過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)觀察、模仿、練習(xí)和實(shí)踐，反思自身的思維方式，并將其與專家思維方式進(jìn)行對(duì)比，學(xué)習(xí)他們處理真實(shí)問(wèn)題的思維方式，以及在任務(wù)完成過(guò)程中所用到的各種知識(shí)和技能，學(xué)會(huì)如何像專家一樣思考。3.強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的情境化，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和遷移所學(xué)知識(shí)認(rèn)知學(xué)徒制強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在真實(shí)的情境中學(xué)習(xí)，真正地理解學(xué)習(xí)要達(dá)成的目標(biāo)以及所學(xué)內(nèi)容的作用，積極主動(dòng)地探究和學(xué)習(xí)知識(shí)，建立知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題之間的關(guān)系，并能將所學(xué)的知識(shí)靈活遷移到不同的情境中去解決實(shí)際問(wèn)題。4.強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)活動(dòng)的透明化和思維過(guò)程的外顯化在傳統(tǒng)教育模式下，學(xué)生通常無(wú)法觀察到教師解決問(wèn)題時(shí)的認(rèn)知過(guò)程，難以掌握專家的隱性知識(shí)。同樣，教師也難以了解學(xué)生頭腦中正在進(jìn)行的認(rèn)知過(guò)程，不能及時(shí)對(duì)教學(xué)做出調(diào)整或干預(yù)。認(rèn)知學(xué)徒制強(qiáng)調(diào)營(yíng)造問(wèn)題解決的情境，并要求專家在持續(xù)性有意義的任務(wù)中將自身理解、分析和解決問(wèn)題的心智過(guò)程外顯化，使學(xué)生能夠獲得專家的隱性知識(shí)。學(xué)生通過(guò)一系列活動(dòng)，如反思、表達(dá)與對(duì)比思維方式，也能將其觀察、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等學(xué)習(xí)活動(dòng)透明化，使得教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與不足。5.注重學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)認(rèn)知學(xué)徒制不主張死記硬背，而是通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境和社會(huì)化的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生做中學(xué)，與專家和同伴互動(dòng)交流。在這一過(guò)程中，學(xué)生不斷反思和自我調(diào)整，建立起先前知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)與所學(xué)內(nèi)容之間的聯(lián)結(jié)，并從中發(fā)現(xiàn)原則和規(guī)律。他們通過(guò)搜集發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的證據(jù)來(lái)支持自己的結(jié)論，并以此構(gòu)建起自己的理解。這種學(xué)習(xí)方式不僅有助于實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，還提升了學(xué)生在人際交往、問(wèn)題解決和信息素養(yǎng)等方面的高階能力。綜上，認(rèn)知學(xué)徒制與技術(shù)學(xué)徒制的主要區(qū)別在于，它實(shí)現(xiàn)了從“技能的學(xué)習(xí)”到“認(rèn)知的學(xué)習(xí)”（見(jiàn)表1）。（四）認(rèn)知學(xué)徒制理論指導(dǎo)下的跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生能夠形成對(duì)知識(shí)的深刻理解，構(gòu)建有意義的跨學(xué)科知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)的問(wèn)題情境中學(xué)習(xí)，能夠體驗(yàn)獲得知識(shí)的過(guò)程；強(qiáng)調(diào)能夠獲得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)證據(jù)；注重核心素養(yǎng)和高階思維能力的發(fā)展。認(rèn)知學(xué)徒制的特點(diǎn)與跨學(xué)科學(xué)習(xí)的本質(zhì)很多共通之處，因此認(rèn)知學(xué)徒制理論可以指導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的實(shí)踐。基于認(rèn)知學(xué)徒制理論的STEM教育需要重視以下方面。1.支持學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)解決問(wèn)題的過(guò)程開(kāi)展STEM教育時(shí)，教師不僅要讓學(xué)生了解書(shū)本上的知識(shí)，更要讓學(xué)生參與到真實(shí)、有意義的情景問(wèn)題中去，在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中像科學(xué)家一樣思考，親自動(dòng)手探究實(shí)驗(yàn)、觀察、記錄、分析、反思、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造，從而構(gòu)建模型，形成設(shè)計(jì)方案（如圖1），而不是照著操作手冊(cè)去操作。在此過(guò)程中，學(xué)生能加深對(duì)知識(shí)間邏輯關(guān)系的理解，體驗(yàn)知識(shí)遷移到不同情境解決問(wèn)題的過(guò)程，促進(jìn)深層次認(rèn)知。2.提供各種鍛煉高階思維水平的活動(dòng)與實(shí)踐高水平思維要求學(xué)生能夠表達(dá)內(nèi)容的不確定性，學(xué)習(xí)中提出自己的活動(dòng)路線，從多種視角進(jìn)行認(rèn)知，能夠?qū)δ硞€(gè)觀點(diǎn)賦予意義，并在思考后能夠?qū)χR(shí)做出判斷（如圖2）。學(xué)生需要參與到高水平思維活動(dòng)中來(lái)，不斷地思考，對(duì)各種信息和觀念進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換，基于新經(jīng)驗(yàn)與舊經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合和概括，解釋有關(guān)的現(xiàn)象，形成新的假設(shè)和推論[6]，并通過(guò)一定的方式做出檢驗(yàn)?？茖W(xué)的原理、技術(shù)的方法、工程的實(shí)踐以及數(shù)學(xué)的理性和邏輯是STEM教育的核心。教師要為學(xué)生提供整體認(rèn)知的機(jī)會(huì)，真正理解STEM教育不是四種知識(shí)的拼盤(pán)，而是思維方式和實(shí)踐方式的融合。3.促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建有意義的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)在STEM教育中，教師不僅要拓展學(xué)生的知識(shí)廣度，加深他們對(duì)特定領(lǐng)域知識(shí)的理解，更要幫助他們建立起知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)?？鐚W(xué)科教學(xué)能夠促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建這種知識(shí)間的關(guān)聯(lián)，讓他們發(fā)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)在的邏輯，從而對(duì)知識(shí)產(chǎn)生深刻理解，并能夠從知識(shí)的本質(zhì)出發(fā)進(jìn)行理解、應(yīng)用、拓展和創(chuàng)造，有意識(shí)地整合知識(shí)。通過(guò)這種方式，學(xué)生的知識(shí)不僅在數(shù)量上有所增加，認(rèn)知深度也得到了拓展，并會(huì)將認(rèn)知體系中的概念根據(jù)抽象程度與親疏關(guān)系建立網(wǎng)狀關(guān)系，形成大的、可以解決問(wèn)題并有效應(yīng)用于豐富情境的“組塊”。這種“組塊”化的知識(shí)結(jié)構(gòu)就是專家知識(shí)的存儲(chǔ)方式，具有優(yōu)越的保持性和遷移性[7]。三、基于認(rèn)知學(xué)徒制的跨學(xué)科教學(xué)模式結(jié)合我們團(tuán)隊(duì)的研究工作，筆者構(gòu)建了基于認(rèn)知學(xué)徒制的跨學(xué)科教學(xué)模式。（一）基于認(rèn)知學(xué)徒制的跨學(xué)科教學(xué)模式基本要素一是問(wèn)題或任務(wù)。問(wèn)題或任務(wù)一定要實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科整合，與學(xué)科教學(xué)緊密關(guān)聯(lián)。教師應(yīng)根據(jù)問(wèn)題或任務(wù)情境進(jìn)行不同學(xué)科知識(shí)的重組，確保核心概念都有跨學(xué)科項(xiàng)目覆蓋，以保持知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的整體性。二是學(xué)習(xí)共同體。教師要營(yíng)造社會(huì)化學(xué)習(xí)情境，鼓勵(lì)學(xué)生與同伴在學(xué)習(xí)共同體中協(xié)作和表達(dá)，同時(shí)，教師還應(yīng)提供指導(dǎo)、示范、建議、支架，外顯專家的思維過(guò)程，以便學(xué)生觀察并模仿。三是過(guò)程。教師應(yīng)設(shè)計(jì)不同層次的認(rèn)知支架，確保學(xué)習(xí)活動(dòng)的復(fù)雜度逐層遞進(jìn)。在平鋪式項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，教師更應(yīng)關(guān)注認(rèn)知遞進(jìn)式項(xiàng)目，并在活動(dòng)過(guò)程中體現(xiàn)出支架和活動(dòng)的設(shè)計(jì)。這樣一來(lái)，當(dāng)支架逐漸淡出時(shí)，學(xué)生能夠獨(dú)立探究，并在問(wèn)題解決的過(guò)程中持續(xù)改進(jìn)。四是證據(jù)導(dǎo)向的評(píng)價(jià)。教師應(yīng)采集學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的一系列證據(jù)，以對(duì)學(xué)生進(jìn)行高階能力的評(píng)價(jià)，并在評(píng)價(jià)后及時(shí)反饋與改進(jìn)。（二）基于認(rèn)知學(xué)徒制的跨學(xué)科教學(xué)模式技術(shù)支持下基于認(rèn)知學(xué)徒制的跨學(xué)科教學(xué)模式（如圖3）主要包括七個(gè)步驟。1.明確教學(xué)目標(biāo)：指向深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生高階能力教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)一定要指向科學(xué)的原理、數(shù)學(xué)的邏輯，要涉及核心素養(yǎng)以及學(xué)科核心概念的思維方式訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的高階能力，旨在學(xué)生能將所學(xué)知識(shí)靈活遷移到不同情境中，實(shí)現(xiàn)以核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)。教師應(yīng)借助技術(shù)創(chuàng)設(shè)類似真實(shí)生活的問(wèn)題情境，情境中蘊(yùn)含著教學(xué)目標(biāo)，讓抽象的書(shū)本知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活進(jìn)行關(guān)聯(lián)和融合，設(shè)計(jì)出有意義的項(xiàng)目和問(wèn)題。利用3D技術(shù)、計(jì)算機(jī)交互技術(shù)或虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師可創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境（如圖4）。教師還可以基于計(jì)算機(jī)代理提供認(rèn)知支架，并通過(guò)在線協(xié)作支架維持學(xué)習(xí)共同體，創(chuàng)設(shè)社會(huì)化學(xué)習(xí)情境。2.學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)：聯(lián)系真實(shí)世界，基于跨學(xué)科整合設(shè)計(jì)問(wèn)題或項(xiàng)目教師在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，要以問(wèn)題或項(xiàng)目為載體，在確保基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)完整性的基礎(chǔ)上，基于真實(shí)世界和學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，將分學(xué)科的知識(shí)按問(wèn)題邏輯或項(xiàng)目邏輯進(jìn)行跨學(xué)科重組。跨學(xué)科學(xué)習(xí)課程的設(shè)計(jì)和實(shí)施，還應(yīng)在學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性與解決實(shí)際問(wèn)題中所獲知識(shí)的隨機(jī)性之間保持一定的張力和平衡。教師要基于整體知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)系統(tǒng)性設(shè)計(jì)問(wèn)題，使各問(wèn)題之間包含的學(xué)習(xí)議題多次地相互鄰接和交叉重疊[8]。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)或者跨學(xué)科學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)是能使知識(shí)在情境中呈現(xiàn)，缺點(diǎn)則是打破了知識(shí)體系的良構(gòu)性。如果問(wèn)題或任務(wù)設(shè)計(jì)不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生只在某些知識(shí)領(lǐng)域得到充分訓(xùn)練，而其他知識(shí)領(lǐng)域則被忽視。因此，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師必須確保涵蓋所有核心概念和關(guān)鍵能力，以便學(xué)生能夠全面而均衡地掌握學(xué)科知識(shí)。教師可通過(guò)知識(shí)圖譜實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化課程設(shè)計(jì)。知識(shí)圖譜作為課程設(shè)計(jì)工具，可對(duì)課程的核心知識(shí)及其關(guān)系予以可視化展示與管理（如圖5）。設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)問(wèn)題或項(xiàng)目時(shí)，教師要分析其涵蓋的知識(shí)，并與知識(shí)圖譜進(jìn)行關(guān)聯(lián)。當(dāng)所有學(xué)習(xí)項(xiàng)目都與知識(shí)圖譜關(guān)聯(lián)時(shí)，教師可以清晰地看到每個(gè)知識(shí)點(diǎn)上學(xué)習(xí)項(xiàng)目覆蓋的頻次與強(qiáng)度。如果某個(gè)知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性缺失，教師可通過(guò)定向覆蓋的學(xué)習(xí)問(wèn)題或項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)[9]。3.學(xué)習(xí)活動(dòng)規(guī)劃：學(xué)生主動(dòng)探究問(wèn)題或任務(wù)，體驗(yàn)獲得知識(shí)的過(guò)程學(xué)習(xí)活動(dòng)的規(guī)劃應(yīng)以學(xué)生為中心，讓學(xué)生在真實(shí)的問(wèn)題情境中積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，在教師指導(dǎo)下，像專家一樣思考和解決問(wèn)題，通過(guò)理解問(wèn)題、探究問(wèn)題、表達(dá)觀點(diǎn)、進(jìn)行反思和不斷改進(jìn)，真實(shí)地體驗(yàn)獲得知識(shí)的過(guò)程，建立不同知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)、形成跨學(xué)科概念和理解，并靈活地遷移到不同的情境中。在學(xué)習(xí)活動(dòng)規(guī)劃方面，本文主要強(qiáng)調(diào)兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是項(xiàng)目活動(dòng)的實(shí)施應(yīng)當(dāng)線上線下相結(jié)合。線下活動(dòng)負(fù)責(zé)操作、邏輯推演等任務(wù)，線上則利用多樣化數(shù)字工具支持活動(dòng)的開(kāi)展（如圖6），同時(shí)外顯學(xué)生的思維過(guò)程，以便于成果的展示。二是活動(dòng)任務(wù)應(yīng)具有結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，做到逐層遞進(jìn)（如圖7）。這不僅僅是指解決問(wèn)題的邏輯要逐層遞進(jìn)，還要求學(xué)生認(rèn)知投入的層次也能像爬山一樣逐層遞進(jìn)。4.借助技術(shù)或工具：可視化學(xué)習(xí)過(guò)程、外顯化心智活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生反思和調(diào)節(jié)在跨學(xué)科學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師借助技術(shù)可以搭建腳手架，向?qū)W生演示專家思維過(guò)程，在學(xué)生解決問(wèn)題過(guò)程中，支持學(xué)生探究和反思高階思維活動(dòng)，觸發(fā)學(xué)生產(chǎn)生各類學(xué)習(xí)證據(jù)，以便教師監(jiān)控、指導(dǎo)和開(kāi)展基于證據(jù)的評(píng)價(jià)?；顒?dòng)有記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等不同的認(rèn)知層次。不同認(rèn)知層次的活動(dòng)，對(duì)應(yīng)了不同的行為動(dòng)詞和不同層次的實(shí)踐性活動(dòng)。教師要通過(guò)一定的方法把學(xué)生線下的作品或線下的操作數(shù)字化，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維的外顯。如北京師范大學(xué)未來(lái)教育高精尖創(chuàng)新中心團(tuán)隊(duì)研發(fā)的證據(jù)導(dǎo)向的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)系統(tǒng)（Evidence-basedProjectBasedLearningSystem，E-PBL）提供了很多認(rèn)知工具，不僅讓學(xué)生獲得了知識(shí)，還體驗(yàn)了獲得知識(shí)的過(guò)程，并通過(guò)知識(shí)外顯工具，將學(xué)生的思維過(guò)程、完成任務(wù)的過(guò)程展現(xiàn)了出來(lái)。5.學(xué)習(xí)社群創(chuàng)設(shè)：師生共同參與構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)社會(huì)化學(xué)習(xí)情境，促進(jìn)學(xué)生表達(dá)、反思和批判。以小組協(xié)作學(xué)習(xí)、師生共同參與構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體的方式開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，能通過(guò)學(xué)生之間的交流和清晰表達(dá)，將學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程外顯化。教師監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，提供指導(dǎo)、示范，或搭建腳手架，使得專家