杨明全
(北京师范大学 教育学部, 北京 100875)
跨学科是人类知识积累和学科发展过程中出现的一种特定现象,它意味着知识不以单一学科的方式组织起来,而是横跨多个学科,形成更丰富的、相互关联的知识群落。跨学科对知识的积累、分类和传播具有重要意义,反映了知识发展的一般规律;对学校教育和人才培养而言,它拓展了学科课程的育人功能,其意义同样重大。在我国基础教育课程改革深入推进的背景下,跨学科有着不可取代的课程价值,发挥着重要的育人功能。那么,什么是跨学科?当今学校教育为什么要倡导跨学科?如何落实跨学科?在基础教育课程改革的实践中,这些问题备受关注,从学理上予以厘清对推动课程改革的实践具有重要意义。
跨学科是与学科相对而言的,二者是一个硬币的两个面,但人们往往更熟悉学科这一概念,对于跨学科则容易感到困惑。尤其是在基础教育课程改革不断推进的背景下,广大中小学教师在落实跨学科和培养学生综合素质方面面临很多难题。要理解这一概念,首先要深刻理解当下的时代背景,在我国基础教育课程改革的语境下,跨学科问题的凸显有其必然性。
迄今为止,人类积累的知识大体经历了综合、分化、再综合的发展历程。近代之前,由于知识的积累有限,学科分化不明显,知识总体上体现出综合性的特点。近代以来直到20世纪,随着自然科学的迅猛发展,知识日益分化为越来越多的学科。然而,伴随着认识世界和解决复杂问题的需要,学科同时出现了综合化趋势,尤其是进入20世纪后期,学科日趋呈现出高度的综合化、整体化和社会化特点,与此相适应,在学科的传统概念基础上,出现了跨学科、交叉学科、超学科等概念。
跨学科的凸显与当代知识生产的特征密不可分。科学技术是推动人类发展的强大动力,是人类认识和改造世界的结果。它致力于运用科学的思维方法、知识体系和技术手段,解决社会发展中的重大问题。现代科学技术的发展和进步把自然科学、社会科学和人文科学整合起来,使之相互渗透、融合与交叉,以解决涉及人类生存与发展的重大问题,完成重大项目的研究。可以说,在当今时代,知识的发展面临新的分化和重组,传统的学科在发挥其固有的知识积累功能之外,也面临着新兴知识势力的冲击,而其主要挑战则在于以跨学科的思维寻找知识发展的新的生长点,在跨学科、交叉学科地带寻求新的突破。21世纪以来,人类在航空航天、生命科学、地球与环境科学等领域取得的重大突破很多都得益于在新兴学科尤其是在跨学科领域的巨大进展,科技领域的重大项目也无不是由跨学科的团队联合攻关而完成的,跨学科的研究对科技的发展意义重大。
党的二十大报告强调,“培养造就大批德才兼备的高素质人才,是国家和民族长远发展大计。”[1]高素质人才的一个关键特征,就是必须具备良好的综合素养,也就是在道德伦理、心理健康、行为习惯和专业能力等方面表现出的高水平状态,既反映一个人内在的道德、社会责任感等品质,又反映一个人外在的利用跨学科知识和创新思维等解决问题的能力。这就意味着,跨学科作为一种综合能力既是高素质人才必备的能力结构的一部分,也是高素质人才培养的重要途径。
从发达国家的经验来看,为了回应新技术革命浪潮对学校教育和人才培养的冲击,西方国家很早就注重通用型人才的培养,发展学生综合解决问题的能力,拓宽科学教育的领域并进行广泛的学科融合。“社会各行、各业、各部门对人才素质的需求越来越高。能‘一才多用’,适应多种社会需要,具有应变能力的社会通用型人才,是当今社会上最受欢迎的急需人才。单一专业知识和单一技术型人才,已远远不能适应当今时代发展的需要。”[2]能够从跨学科的视野综合运用各种知识解决问题的人才将是社会所需要的,这体现了在新的社会发展条件下经济社会对人力资源的新需求。
我国中小学校课程有着分科设置的传统,尤其是在应试教育的强化下,以分门别类的学科课程传授相关知识成为学校教育的主流。这种分科的一个弊端就是学校课程容易陷入“科目主义”,各学科之间缺少必要的关联,不利于培养学生的综合能力和核心素养。为改变这一弊端,《义务教育课程方案(2022 年版)》指出,义务教育要在“增强综合素质上下功夫”[3]2。因此,“加强课程综合,注重关联”成为新一轮义务教育课程修订的基本原则之一,并确定了如下的改革路径,即加强课程内容与学生经验、社会生活的联系,强化学科内知识整合,统筹设计综合课程,完善综合课程科目设置。[3]5在这一方案中,综合性的科目设置已经成为课程体系的重要构成部分,例如道德与法治、科学、信息科技、综合实践活动等都是综合课程的具体表现。
课程的综合化有多种表现形式,其中重要的表现就是跨学科综合课程。为此,新一轮义务教育课程修订尤其注重开展跨学科主题教学,强化课程协调育人功能,要求强化课程综合性和实践性,推动育人方式变革,着力发展学生核心素养,“统筹各门课程跨学科主题学习与综合实践活动安排”[3]13。跨学科课程形式的增加也必然对跨学科教学提出新的需求,多个学科的教师围绕综合性的教学问题开展协同教学将是未来课程实施的重要方式。
相对于学科,跨学科的概念并不明确,其内涵和外延也需要确定。而要理解其内涵,就必须明晰其分类逻辑,厘清学科与跨学科的复杂关系。基于不同的分类逻辑,跨学科的表现形式也各有不同,体现出其学理的丰富性和复杂化。
要理解跨学科的概念,首先必须理解学科,因为跨学科是在学科的基础上进行的,没有学科这一前提,跨学科就无从谈起。从历史发展的角度看,学科是知识积累和分化的结果。在远古时期,由于生产力水平极为低下,人类认识和改造自然的能力相对很弱。在人类认知能力没有达到一定水平的前提下,知识的生产和积累相对缓慢,基本处于原始的综合状态,如果说存在学科的话,那么就只有一门学科——哲学。这种综合状态的哲学为人类认识世界提供了基本的知识观和方法论。在古希腊人看来,哲学(philosophy,词源为希腊语philosophia)的意思就是“爱智慧”,它包罗万象,所有知识都以未分化的状态存在于哲学之中。“哲学,就我对这个词的理解来说,乃是某种介乎神学与科学之间的东西。它和神学一样,包含着人类对于那些迄今仍未明确的知识所不能肯定的事物的思考;但是它又像科学一样是诉之于人类的理性而不是诉之于权威的。”[4]
在人类文明史上,有一个重要的时期被称为“轴心时代”,大约为公元前800年到公元前200年。这段时期是人类文明的重大突破时期,知识急剧丰富,由此诞生了一批伟大的先哲,如东方的老子、孔子、释迦牟尼以及西方的苏格拉底、柏拉图、亚里士多德等。这些先哲们自觉担负起文化传承的使命,在教书育人的过程中对已有知识进行思考和整理,由此出现了最初的一些学科形式。如孔子“以六艺授徒”,提出“礼、乐、射、御、书、数”这六门课程(即“六艺”),体现出初步的学科分类思想;柏拉图在“三艺”(即文法、修辞、逻辑,由“智者学派”提出)基础之上,注重算术、几何、天文、音乐这“四艺”的教学,由此形成古代西方“七艺”课程的传统。在经历“轴心时代”的辉煌文明之后,与人类的生产和生活息息相关的一些有关自然的专门知识得到快速发展,如数学、天文学、医学等,它们越来越体系化和结构化,科学这种重要的学科知识得以分化和发展,由此奠定了现代学科发展的重要基础。
现代意义上的科学是近代以来发展起来的。文艺复兴之后,思想上的解放推动了西方国家生产力的巨大发展,人类的认识能力进一步提高,由此促进了科学较为系统和全面的发展。“今日所谓科学,不是一般的自然知识,它是在16、17世纪以来形成的一种特定的意识形态,包含着对事物特定的看法、处理问题的特定的方法、知识制造特定的机制,它为人类规定了如何看待自然、研究自然和改造自然的方式。”[5]由此,学科发展真正从综合走向分化,科学的体系开始膨大并日趋复杂,由此带动了学科的进一步分化。19世纪,黑格尔对学科进行了划分。他认为,知识是绝对精神的外化,而绝对精神则经历了逻辑阶段、自然阶段和精神阶段的演化,与这三个阶段对应的是逻辑学、自然哲学和精神哲学;自然哲学包括数学、力学、物理学、化学、地质学、动物学等,精神哲学包括人类学、心理学、精神现象学、艺术、宗教等。[6]10今天,在谈到学科划分的时候人们往往从总体上采用“三分法”,即自然科学、社会科学和人文学科,[7]然后在每个大部类中再进行具体学科的划分。1926年,哥伦比亚大学心理学家伍德沃斯在美国社会科学研究理事会上指出,理事会要努力促成多个学科开展联合研究,担负起开展跨学科协调的责任。20世纪50年代,跨学科已经在社会科学界普遍使用。
从上述演变历程来看,学科划分是跨学科出现的前提。同样,学科概念也是为跨学科概念进行定义的基础。在学科发展不断分化的背景下,学科的概念出现了:“学科是学术共同体,规定了该学科领域中的核心概念、基本理论、研究方法,它们将这门学科与其他学科区分开来,学科能够为共享研究和见解提供交流渠道,并为学者指引职业方向。”[8]以我国2009年颁布的《中华人民共和国国家标准学科分类与代码》为例,我国共设62个一级学科或学科群、676个二级学科或学科群以及2382个三级学科。“人类的活动产生经验,经验的积累和消化形成认识,认识通过思考、归纳、理解、抽象而上升成为知识,知识在经过运用并得到验证后进一步发展到科学层面上形成知识体系,处于不断发展和演进的知识体系根据某些共性特征进行划分而成学科。学科是相对独立的知识体系,这里‘相对’、‘独立’和‘知识体系’三个概念是本标准定义学科的基础。”[9]
正如前文所述,1926年伍德沃斯在美国社会科学研究理事会上的发言,首次提出了跨学科一词。这说明,进入20世纪之后,人们开始注重对两种事物之间的状态或性质进行研究,如人际关系跨群体、跨宗教、跨民族、跨国等,反映了人们从综合和整体的视角认识事物的愿望,从而推动了跨学科的研究。跨学科作为一种正式的学科概念出现比较晚,但符合跨学科的科学研究与实践则经历了很长的发展历程。以自然科学为例,19世纪70年代,荷兰化学家范霍夫等人正式创立了包括化学热力学、化学动力学和电化学三个分支在内的物理化学学科。此外,生物化学、生物物理学、地球物理学等跨学科也是在19世纪就已经出现并得到迅速发展,这些跨学科是在学科的交叉地带生发出来的新的学科形式,不仅再次说明学科与跨学科之间的密切关系,也反映了人类对认识、理解和解决复杂社会问题和科学问题的迫切需要。
正是在这样的发展背景下,跨学科概念逐步得以确立。从字面上来看,跨学科中的“跨”意味着“跨越”“跨介”“介于”“涵盖”的意思;那么“跨学科”也就意味着跨介于多个具体科学,这表明,跨学科概念是建立在学科概念基础之上的,并具有学科分化的“逆操作”特征。我国学者刘仲林认为,跨学科至少包含或引申出三层不同含义:(1)打破学科壁垒,把不同学科理论或方法有机融为一体的研究或教育活动;(2)指包括众多的跨学科学科(交叉学科)在内的学科群,跨学科学科不是一门学科,而是所有具有交叉(跨学科)特点的学科的总称;(3)指一门以研究跨学科的规律和方法为基本内容的高层次学科,可以称为“跨学科学”或“科学交叉学”[6]20-21。在当前我国课程改革的语境中,跨学科的涵义更指向于第一种界定,也就是打破学科界限,从学科融合的视角将两门或两门以上的学科予以整合并实施教育活动,以实现单一学科所不具备的育人价值。
跨学科是知识的结构形式之一,是人类探究知识的一种具体表达。在所有的知识中,科学知识由于具有严格的规范性和精确的表达而被看作知识的典范,从科学知识的分化与综合中我们可以更好地分析跨学科的本质。科学学的奠基人贝尔纳认为,科学具有三个目的——心理目的、理性目的和社会目的:使科学家得到乐趣并满足他天生的好奇心,发现外面世界并对它有全面的了解,而且把这种了解用来解决人类福利问题。[10]在贝尔纳看来,科学是一种建制,也是一种方法,还是一种积累的知识传统,科学具有社会性,发挥着特定的社会功能。
从社会属性上来看,跨学科的本质是人类智慧活动的一种建制性表征,以学科交叉和融合的方式表达人类积累的特定知识体系。跟具体的传统学科不同,跨学科具有更高层次的包摄性和涵盖面,因此带有元学科的色彩。元学科一词主要描述的是母体学科和子学科的关系,主要指代下级学科的上位学科。由于跨学科融合了不同的具体学科,因此也部分地承担了元学科的功能,有助于人们深化对具体学科的理解和认知。
跨学科研究带来的另一个概念就是交叉学科,在学术表述中它与跨学科基本同义。第三次科技革命以来,跨学科趋势发展到一个新阶段,宇宙史、地球史、生命史和人类史等学科彼此融合,交叉学科日益成为一个备受关注的概念。交叉学科是传统学科不断融合共生的结果,体现出科学研究向综合性方向发展的趋势。根据《交叉科学学科辞典》的定义:“跨学科学是从总体上研究学科交叉的规律和方法的科学,其研究对象是对各类交叉学科形成和发展的一般规律和方法的探索”[11]。2022年9月,国务院学位委员会、教育部印发了《研究生教育学科专业目录(2022年)》和《研究生教育学科专业目录管理办法》,交叉学科作为一个门类正式进入专业目录,下设多个一级交叉学科,包括集成电路科学与工程、国家安全学、设计学、遥感科学与技术、智能科学与技术、纳米科学与工程等。[12]
在科学研究和教育实践中,跨学科有多种表现形式,它们对学科的“跨”的程度和融合的深度也各不相同。在我国学术界,人们探讨的主要有三种:多学科、跨学科和超学科,它们反映了跨学科的不同层次和不同的融合方式。多学科的产生是因为不同学科的研究者从自身学科出发去研究同一个问题,这种研究涉及两门或两门以上的学科,它们以松散的方式围绕该研究问题而存在,由此形成了学科集群,但学科之间的交融程度不高、关联性不强。跨学科的产生是由于同一个研究者了解和掌握两门或两门以上学科的知识,可以从不同视角去研究某一问题,由此在多学科的基础上体现出学科之间的交融和整合,进而产生新的学科建制。超学科指的是在不同学科之间横跨或超越不同的学科,由此发现一种新的视角、产生新的学习体验。可见,这三者的融合和集中程度不同,多学科最低而超学科最高。
跨学科是知识积累和分化过程中出现的一种现象,反映了知识生产的特定逻辑,对于人才培养也产生了重要的影响,具有积极的教育意义。跨学科带来的新知识形态拓展了课程的内容,促进了学科的融合并由此丰富了课程的形式,而且跨学科知识的运用有助于发展学生的综合素养。
1859年7月,英国的斯宾塞发表了《什么知识最有价值?》这篇论文,由此提出了课程研究领域的这一经典命题,即课程要传承的就是最有价值的知识。当时,随着工业革命的完成并深入推进,科学越来越表现出改造世界的巨大力量,因此斯宾塞的回答是“一致的答案就是科学。”[13]由此他分析了那个时代科学知识发展的状况,包括力学、化学、天文学、地质学、生物学以及社会科学,深入阐释了这些科学知识对人的生存和发展所具有的重要意义。斯宾塞根据科学知识对人的价值而提出了学校课程设置的构想,尽管他的课程设置具有浓厚的功利主义色彩,但也反映了知识的选择与课程设置的关系,这也成为现代课程论研究的重要课题。
跨学科发生之后,往往会产生新的交叉性学科或新的知识领域,这些新的知识领域又会成为课程内容的重要来源。跨学科带来的学科融合往往促进传统学科的进一步深化并拓展学科领域,如生物化学就是研究生物体内发生的化学反应和相互作用的学科,特别是有关细胞中各组分的结构和功能的科学,显然这门跨学科的课程是对生物学学科和化学学科的深化和超越。在基础教育阶段,跨学科也会带来综合性的学习内容,它们具有分科课程所不具备的知识特征,对发展学生的综合素质具有不可替代的价值。
分科课程和综合课程是学校课程的两种基本形态。在学科划分的思维下,学校课程追求知识的系统性和分门别类,其结果是设置众多的分科课程,现代“百科全书”式的课程体系其实就是分科思维的结果。分科课程有其内在的优点,那就是学科知识明确、学科逻辑清晰,可以系统地组织课程内容,并带给学生专门化的知识结构。但其缺陷也很明显,那就是知识被条块分割,不同学科的知识之间不能进行关联,不利于培养学生综合运用各学科知识解决复杂问题的能力。因此,为弥补分科课程的不足,需要在学校课程体系中设置综合课程,这是当代课程多样化设置的基本出发点。
跨学科的思路跟学科分化是相反的,它导致的结果就是学科的交叉和融合,因此更容易在跨学科的基础上研制综合课程。当然,综合课程有不同的表现形式,主要有三种不同的取向:(1)以社会问题为取向的综合课程,也就是围绕特定的社会问题整合相关领域的知识从而形成综合课程;(2)以学生经验为取向的综合课程,也就是围绕学生的生活经验和体验组织课程内容并形成课程;(3)以跨学科为取向的综合课程,也就是在学科交叉和融合的前提下整合跨学科的知识而形成的综合课程。跨学科带来的课程综合化是开发综合课程的重要途径。
在现代社会,从一颗小小的子弹设计到大规模的航天工程,都需要运用跨学科知识,它考验的是人类综合运用各种知识以解决具体问题的能力。尤其在知识爆炸的时代,完全追踪学科知识的发展前沿并不足以解决紧迫的社会问题,必须综合运用知识并推进跨学科的研究。而且,在知识生产上跨学科的努力也往往更容易找到新的生长点,由此进一步推动知识的创生。从这个视角看,学校培养的应该是具有这种能够进行跨学科学习和研究能力的、具备综合素养的人才,这是推动未来创新发展的关键。
《义务教育课程方案(2022年版)》要求:“加强课程内容与学生经验、社会生活的联系,强化学科知识整合……加强综合课程建设,完善综合课程科目设置,注重培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力。”[3]5这一要求有着明确的指向,那就是学校课程要致力于发展学生综合素养,培养其跨学科运用知识的能力。传统的分科课程聚焦分门别类的学科知识,不能兼容多学科的内容,而跨学科的课程设计则有助于弥补其缺陷,促进学生对知识的学习和运用,体现出独特的教育意义。
在基础教育课程改革中, 跨学科思维有着广泛的实践用途,在课程、教学、学习等各领域都有其不可取代的价值。具体而言,主要表现为跨学科综合课程开发、跨学科协同教学和跨学科主题学习等。
综合课程起源于德国教育学家赫尔巴特提出的合科教学,是针对学科课程只向学生传授知识、不能解决实际问题、脱离实际生活、忽视人的情感等缺陷而提出的一种课程形式。它主张综合有关联的几门学科,成为跨越更广泛的共同领域的课程,如把物理、化学、生物、天文、生理等学科合并为理科。因此,综合课程是一种主张整合若干相关联的学科而成为一门更广泛的共同领域的课程。根据综合程度及其发展轨迹,综合课程可分以下几种:(1)相关课程,就是在保留原来学科独立性的基础上,寻找两个或多个学科之间的共同点,使这些学科的教学顺序能够相互照应、相互联系、穿插进行;(2)融合课程,也称合科课程,就是把部分科目统合兼并于范围较广的新科目,选择对学生有意义的论题或概括的问题进行学习;(3)广域课程,就是合并数门相邻学科的教学内容而形成一门综合性课程;(4)核心课程,这种课程是围绕一些重大的社会问题组织教学内容,社会问题就像包裹在教学内容里的果核一样,又被称为问题中心课程。前三种课程都是在学科领域基础上进行的知识综合的课程形式,它们打破了原有的学科界限,是旧的学科课程的改进和扩展;而核心课程则是以解决实际问题的逻辑顺序为主线来组织教学内容的。根据这种分析可以看到,不同类型的综合课程体现了不同的学科性和综合化水平。如果根据学科性和综合性两个维度建立一个矩阵图,[14]这几种综合课程的大致位置则清晰可见(图1)。
图1 不同类型的综合课程矩阵图
跨学科综合课程开发的关键在于改变知识的条块分割和碎片化现象,将相关学科知识予以整合,从而形成新的综合课程。例如,STEM就是这样一门跨学科的综合课程,其思想是通过跨学科和应用的方法对四个特定学科(科学、技术、工程和数学)的学生进行教育。STEM并没有将这四个学科分别作为单独的主题进行教学,而是将它们整合到一个基于真实应用的有凝聚力的学习范式中;不是要取代科学、技术、工程、数学学科的分科教育,而是要与学科课程形成互补关系。
协同教学这一概念在20世纪五六十年代就已经出现,最初来自美国的高等教育领域,当时美国高校把协同教学看作一种教学组织形式,即在两个以上教师的合作下,负责担任同一群(组)学生的全部教学或其主要部分。[15]协同教学是指两位或两位以上的教育人员,组成教学小组,共同负责一个学生团体,在一个或几个学科(学习领域) 的全部或部分共同合作计划、教学、评估学生或评价教学。[16]协同教学有多种形式,其中由多个学科的教师开展跨学科协同教学是最重要的形式,让单一学科突破学科界限,与其他学科联动的教学,加强学科之间的联系,形成培养学生综合能力的教学方式及理论。[17]
在我国新一轮基础教育课程修订的背景下,协同育人已经成为一种新的理念被提出并付诸实施。显然,跨学科协同教学是落实协同育人理念和促进学生核心素养发展的重要举措。协同教育在实践上一般有三种模式:(1)并列式协同,也就是不同学科的教师围绕某一特定教学主题展开教学设计并协同开展教学活动,教师之间彼此配合,一起推进教学活动;(2)主次式协同,也就是在教学中以某一学科教师为主,其他相关联的学科教师提供一定的协助,从而更好地完成教学任务;(3)网状式协同,这种协同没有固定的主次之分,完全根据具体教学情境随机转换主次学科,教师们之间既相互游离又在某一教学主题上密切配合,从而形成网格化的协作。但在分科教学的传统下,如何更好地开展协同教学需要进一步研究。
跨学科主题学习是本次义务教育课程修订提出的一个具体要求,《义务教育课程方案(2022年版)》指出:“原则上,各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习。”[3]11从课程修订的初衷来看,跨学科主题学习指的是基于课程综合化的设计理念,针对能够涵盖两个或两个以上学科知识的具体问题提炼学习主题,围绕该主题设计学习任务,由此形成单元化的课程形式,推动学生开展跨学科的学习活动。可见,其最基本的要求和做法就是跨学科,主要体现在如下方面:学习主题的选择和确立具有包摄性和综合性,能够涵盖多个学科的知识;在形式上突出单元化,形成系列活动单元;在内容上体现跨学科,但可以依托某一学科,整合其他学科。
跨学科主题学习的实施需要在传统分科教学的基础上实现一些转变:在理念上,要从分科主导走向有机整合;在目标上,要从知识学习走向育人为本;在实施取向上,要从被动适应走向主动创生;在组织方式上,要从单打独斗走向协同育人。[18]跨学科主题学习的设计是为了改变单一的学科教学现状,但并不是取消学科,而是突出以某一学科为主整合其他相关学科知识。“要处理好学科课程与跨学科课程的关系,要将实施好学科课程作为优化课程结构的基本前提,跨学科主题课程要基于主题统领学科课程,超越学科课程,但又不能取代学科课程。”[19]跨学科主题学习不是对不同学科书本知识的学习,而是一种实践学习,是采用参观、体验、动手操作等方式展开对现实问题的探究性学习。跨学科主题学习又是一种综合学习,它打破学科界限,超越书本知识,强调与学生真实生活相联系、与社会实践相联系,强调学生在真实生活情境中提出问题、分析问题并解决问题,体现出学习的综合性。跨学科主题学习还是一种提高学习者认知能力的深度学习,它强调运用不同学科的知识、观念、方法去分析和解决问题,从而形成新的观念、新的理解,符合深度学习的特征。
总之,跨学科这一概念对传统的基于分科的课程与教学设计提出了新的挑战,其内在育人价值是分科课程所不具备的。因此,理解跨学科、从跨学科的视角看待课程与教学问题,是基础教育课程背景下的新要求。在跨学科的视域下,传统的课程与教学形式会发生新的变化,由此推动了课程与教学领域的改革与创新。